Thuật ngữ cơ bản: Tin Sinh học và Sinh học Phân tử

Bán kính van der Waals (van der Waals radius): là khoảng cách thuận lợi nhất giữa 2 nguyên tử. Sự chia cắt cân bằng của 2 nguyên tử là điểm đặc trưng của một cặp nguyên tử cá biệt, 1/2 khoảng cách này là bán kính van der Waals của nguyên tử.

Biến tính (denaturation): sự chuyển biến của DNA hoặc RNA dạng mạch kép sang dạng mạch đơn hoặc protein từ cấu hình hoạt động sang dạng bất hoạt.

Biểu đồ phát sinh loài (phylogram): biểu đồ biểu thị mối quan hệ giữa các đơn vị phân loại theo thời gian hay tỷ lệ tiến hóa.

BLAST (Basic Local Alignment Search Tool): một công cụ tìm kiếm nhanh những trình tự tương đồng trong một cơ sở dữ liệu.

bp (base pair): cặp base.

Carbon α (α carbon): carbon trong amino acid có chức năng gắn những nhóm chức, thường dùng khi đề cập đến một tập hợp các amino acid trong trình tự hoặc cấu trúc protein. 

Cấu trạng (conformation): sự sắp xếp cấu trúc 3 chiều riêng của một phân tử do sự định hướng của nguyên tử thay đổi theo các hướng khác nhau hoặc quay quanh các liên kết đơn. Ở trạng thái cân bằng động, một cấu trúc phân tử có nhiều cấu trạng khác nhau.

cDNA (complementary DNA): mạch đơn bổ sung cho RNA và được tổng hợp từ khuôn nhờ enzyme phiên mã ngược.

Cơ học lượng tử (quantum mechanics): phương pháp toán dùng để dự đoán tác động của những hạt cơ bản.

Cơ học phân tử (molecular mechanics): sự phối hợp sử dụng máy tính cho phép tính toán cấu trúc và những đặc tính khác của một phân tử bằng các phương pháp dựa trên cơ học cổ điển và tĩnh điện học. Cách tính toán này sử dụng một bộ những phương trình gọi là trường lực.

Codon: bộ ba nucleotide mã hóa cho một acid amin hay một “dấu hiệu” bắt đầu hay kết thúc dịch mã.

Cùng nguồn gốc (homologous): những trình tự phân tử hoặc đặc tính của trình tự có nguồn gốc từ một tổ tiên chung (khác với khái niệm “tương đồng” thường dùng trong so sánh trình tự).

Dịch mã (translation): sự tổng hợp protein từ khuôn mRNA.

DNA sequencing: trình tự A, T, G, C của acid deoxyribonucleic (DNA).

Độ phân giải (resolution): mức độ chính xác phương pháp mô tả một cấu trúc 3 chiều tự nhiên.

Dòng hóa (cloning): kỹ thuật tạo ra tập hợp các tế bào hoặc phân tử giống hệt nhau cùng bắt nguồn từ một tế bào hay một phân tử ban đầu.

Động lực phân tử (molecular dynamics): là quá trình tính toán chuyển động của những nguyên tử trong phân tử hoặc những nguyên tử hay phân tử riêng biệt trong chất rắn, chất lỏng hay chất khí theo định luật Newton. Để xác định chuyển động của chúng, lực tác động trên nguyên tử thường được tính bằng những trường lực cơ học phân tử.

Downstream: đầu 3’ của trình tự nucleotide.

Enzyme cắt giới hạn (Restriction Enzyme - RE): enzyme nhận biết một trình tự DNA ngắn chuyên biệt và cắt mạch kép DNA.

Exon: một phần của một gen gián đoạn (gen tồn tại ở eukaryote), có mặt trong phân tử RNA trưởng thành.

FASTA: chương trình tìm kiếm những cơ sở dữ liệu tương đồng được dùng rộng rãi đầu tiên.

FTP: giao thức chuẩn dùng để gởi tập tin (File Transfer Protocol) từ một máy này đến một máy khác trên mạng TCP/IP như Internet.

Gap: khoảng trống được đưa vào khi so sánh các trình tự với nhau nhằm tăng độ tương đồng giữa chúng.

Genbank: cơ sở dữ liệu trình tự DNA và protein của Viện Y tế Quốc gia Hoa kỳ (NIH - USA) và được cập nhật bởi hệ thống tìm kiếm NCBI.

Gene: một đoạn DNA tham gia vào việc hình thành một sợi polypeptide; gen bao gồm các vùng nằm trước và sau vùng mã hóa và cả trình tự (intron) nằm giữa các phần mã hóa.

Gi: dãy số hiệu của mỗi trình tự quy định theo sắp xếp của NCBI.

Giá trị cực tiểu năng lượng (energy minimum): giá trị cực tiểu cục bộ hay toàn bộ trên một bề mặt thế năng để tạo ra cấu hình năng lượng cực tiểu riêng của một hệ thống bằng việc biến đổi vị trí nguyên tử đến dạng tối ưu hình học.

Góc xoắn (torsion angle): góc giữa bốn nguyên tử mà chúng có thể hoặc không thể nối với nhau.

Hairpin (cấu trúc kẹp tóc): vùng xoắn kép hình thành từ sự bắt cặp bổ sung giữa hai trình tự bổ sung nằm kề nhau trên một phân tử DNA hay RNA mạch đơn.

HTML: ngôn ngữ đánh dấu siêu văn bản (HyperText Markup Language) dùng để mô tả các tài liệu truyền thông qua WWW. HTML cho phép một tài liệu có thể chứa các liên kết đến một tài liệu khác, cung cấp cho WWW khả năng Hypertext (và hypermedia).

Intron: đoạn DNA được phiên mã nhưng bị loại bỏ trong quá trình trưởng thành của RNA, không có mặt ở phân tử RNA trưởng thành.

Khung đọc mở (Open reading Frame - ORF): khung đọc mở khi dịch mã cho ra một trình tự amino acid hoàn chỉnh.

Kiểu nguyên tử (atom type): những kiểu nguyên tử đại diện cho những loại môi trường hóa học được chỉ định cho mỗi nguyên tử trong một tính toán trường lực. Môi trường được đặc trưng bởi các đặc tính như sự lai hóa, điện tích hình thức, những liên kết trực tiếp kế cận. Ví dụ trong AMBER, nguyên tử dạng C đại diện cho một carbon của carbonyl sp², CT đại diện cho carbon tứ diện và CH là một nguyên tử kết hợp đại diện cho một carbon sp³ chứa một hydro. Một trường lực có một bộ những kiểu nguyên tử khác nhau. 

Lai phân tử (molecular hybridization): Quá trình trong đó hai mạch acid nucleic bổ sung (A-T, G-C) bắt cặp hình thành nên mạch kép; kỹ thuật hữu hiệu để phát hiện một trình tự nucleotide chuyên biệt (lai phân tử).

Liên kết hydro (hydrogen bond): tương tác giữa một hydro mang điện dương (được liên kết với một nguyên tử tích điện âm) và một nguyên tử tích điện âm (mà không tạo thành liên kết).

Mạch khung (backbone): mạch liên tục của những liên kết cộng hóa trị xuyên suốt một phân tử. Đối với polypeptide, mạch khung bao gồm tất cả những liên kết peptide qua lại giữa những alpha carbon, cộng với những liên kết disulphide. Đối với polynucleotides, mạch khung bao gồm tất cả những nối phosphodiester qua lại giữa những carbon C₃'-C₅' trong phân tử đường (ribose hay deoxyribose).

Mẫu bảo tồn (consensus pattern): mẫu trình tự bảo tồn đặc trưng cho một nhóm trình tự sinh học.

Mô hình hóa phân tử (molecular modelling): tiến trình hình tượng hóa và phân tích cấu trúc, đặc điểm phân tử (nhiệt động học, độ phản ứng, quang phổ) và những tương tác phân tử theo lý thuyết để dự đoán cấu hình không gian và đặc tính của các phân tử và phức hợp.

Mô hình hóa trên máy tính (in silico modelling): thực hiện lập mô hình những tiến trình sinh học trên máy tính, dùng nhiều cho việc nghiên cứu cấu hình phân tử sinh học, khám phá và phát triển thuốc.

Ngân hàng dữ liệu protein (Protein Data Bank - PDB): một cơ sở dữ liệu cấu trúc protein và nucleic acid. Thông tin cho mỗi cấu trúc bao gồm tọa độ nguyên tử, nối giữa các nguyên tử và những hướng dẫn.

Operon: đơn vị biểu hiện và điều hòa gen ở vi khuẩn, bao gồm các gen cấu trúc nằm cạnh nhau và các nhân tố điều hòa, các gen cấu trúc này cùng chịu những tác động điều hòa như nhau.

PCR (Polymerase Chain Reaction): kỹ thuật dùng để khuếch đại nhiều bản sao của một trình tự DNA đích nhờ DNA polymerase.

Phiến beta (beta sheet): phiến beta (β) trong cấu trúc bậc hai của protein, được tạo thành bởi những đoạn sợi protein kế cận gắn kết với nhau bằng các liên kết hydro.

Phiên mã (transcription): sự tổng hợp RNA từ khuôn DNA.

Phương pháp AMBER (Assisted Model Building and Energy Refinement):  một phương pháp dùng cơ học phân tử, hoặc trường lực cho tính toán hóa học của protein và nucleic acid.

Phương pháp bán thực nghiệm (semi-empirical method): sự tính toán vân đạo (orbital) phân tử dùng nhiều mức độ của phép tính xấp xỉ và chỉ dùng hóa trị điện tử.

Phương trình sóng Schrödinger (Schroödinger equation): phương trình mô tả hàm sóng của một phần tử để xác định năng lượng của các điện tử, vừa có tính sóng vừa có tính hạt, trong cơ học lượng tử.

Plasmid: DNA dạng vòng, nằm ngoài nhiễm sắc thể và có khả năng tự sao chép độc lập.

Primer: trình tự DNA hay RNA ngắn, bắt cặp với một mạch khuôn DNA và có mang đầu 3’OH tự do giúp DNA polymerase bắt đầu tổng hợp mạch mới.

Promoter: trình tự trên phân tử DNA, nơi RNA polymerase gắn vào để khởi động phiên mã.

Query: khung nhập trình tự (hoặc những loại thuật ngữ tìm kiếm khác)

Quỹ đạo (trajectory): quá trình chuyển động của nguyên tử theo thời gian, thường dùng trong mô phỏng động lực phân tử.

Redundancy: sự có mặt của nhiều mẩu tin dư thừa (thường là trình tự). Trong bioinformatics, đó là sự liên quan của những trình tự giống nhau trong cùng một cơ sở dữ liệu.

Restriction map: bản đồ vị trí nhận biết của tất cả các enzyme cắt giới hạn trên một trình tự DNA.

Sắp gióng cột (alignment): phép so sánh gióng cột dùng trong việc xác định độ tương đồng các trình tự sinh học (nucleic acid, protein).

Siêu vị trí (superposition): những vị trí (vùng) giống nhau quan trọng khi so sánh hai hay nhiều cấu trúc phân tử.

Splicing: sự loại bỏ các intron và nối liền các exon ở RNA trong quá trình trưởng thành sau phiên mã.

Sự gắn kết (docking): kỹ thuật máy tính cho phép khám phá khả năng gắn những mô hình không gian của một cơ chất (phân tử nhỏ) với những thụ thể, enzyme hoặc những vị trí gắn cho trước khác.

Thế năng tĩnh điện (electrostatic potential): thế năng do những vùng điện âm và điện dương xung quanh một phân tử.

Thời gian của bộ xử lý trung tâm (CPU Time): thời gian của một tiến trình điều khiển bộ xử lý trung tâm, không tính đến thời gian chờ tìm kiếm dữ liệu từ bộ nhớ.

Tính toán ab initio (ab initio calculation): cách tính toán hóa lượng tử sử dụng những phương trình chính xác không chứa những phép tính xấp xỉ bao gồm toàn bộ mật độ điện tử của phân tử.

Tính toán hóa học lượng tử (quantum chemical calculation): tính toán thuộc tính phân tử dựa trên phương trình sóng Schrödinger có tính đến tương tác giữa những điện tử trong phân tử.

Tm (melting temperature) nhiệt độ mà ở đó một nửa số phân tử của trình tự đó bị biến tính (nhiệt độ nóng chảy của một trình tự).

Tọa độ Đề-các (Cartesian coordinate): hệ tọa độ X Y Z với góc 90^o ở mỗi trục.

Tối ưu hình học (geometry optimization): một phương pháp tính toán, sử dụng cơ học phân tử hoặc phương pháp bán thực nghiệm, để tìm cấu hình năng lượng cực tiểu (cấu hình bền) của một hệ phân tử. Tính toán này thực hiện điều chỉnh tọa độ nguyên tử để tìm ra cấu hình mà lực tác động trên mỗi nguyên tử giảm đến bằng không (0).

Trình duyệt (browser): công cụ cho phép người dùng quét một danh sách tập tin hoặc tìm một mục riêng nào đó. Trong WWW (World-Wide-Web), browser được hiểu là phần mềm cho phép duyệt qua những tư liệu trên Web.

Trường lực (force field): một phương pháp cơ học phân tử trong tính toán hóa học. Những cách tính này có thể là những điểm đơn, tối ưu hình học hay động lực phân tử. Một trường lực có 3 thành phần: những hằng số định nghĩa thế năng của hệ phân tử như một hàm số của những cấu trạng nguyên tử, kiểu nguyên tử và những bộ thông số phù hợp với những công thức theo thông tin thực nghiệm. 

Upstream: đầu 5’ của trình tự nucleotide.

URL (Uniform Resource Locator – định danh tài nguyên đồng nhất): hệ thống ghi địa chỉ được web sử dụng. Ví dụ http://www.mcb.harvard.edu/BioLinks.html

Vector: trong kỹ thuật tạo dòng (cloning), là plasmid hay phage dùng để chuyên chở một đoạn DNA lạ gắn vào đó với mục đích tạo ra một lượng bản sao lớn hay một sản phẩm protein từ đoạn DNA này.

WWW (World Wide Web): phương tiện định vị trên Internet bằng cách sử dụng siêu liên kết.

Xoắn alpha (alpha helix): xoắn alpha (α) trong cấu trúc bậc hai của protein.