ticoAg/ChineseCorpus-Kaggle-fanti huggingface dataset:
*  Experience the Incredible Beauty  - 一個有關自然美景的網上圖庫。
*  The Essence of Nature Magazine  - 一個有關自然、動物及環境的網上雜誌。
*  專題：人類要不要敬畏自然
** 物理：力學、聲學、光學、熱學、電學
**文字，如字母、漢字、字喃等。
**字體 (消歧義)，印刷字體。
**單詞，能獨立運用並含有語義內容或語用內容的最小單位。
**字節，計算機科學中的信息單位，在中國大陸譯作「-{字}-節」。
**字 (計算機)，從計算機系統結構角度描述的信息單位。
**表字，漢字文化圈人名傳統的別名之一；如李白字「太白」。
**福建、廣東等地方的人按鐘表刻度將一小時分為十二份，每五分鐘稱為一“字”，如十點十分稱“十點兩字”，十點五十五分稱為“十點十一字”。
肌球蛋白三維結構的飄帶圖，其主要由α螺旋所構成。這種蛋白質是第一個通過X射線晶體學解析其結構。
蛋白質（，舊稱“朊”）是大型生物分子，或高分子，它由一個或多個由α-氨基酸殘基組成的長鏈條組成。α-氨基酸分子呈線性排列，相鄰α-氨基酸殘基的羧基和氨基通過肽鍵連接在一起，最後經過折疊形成有功能的立體結構。蛋白質的α-氨基酸序列是由對應基因所編碼。除了遺傳密碼所編碼的20種“標準”氨基酸，在蛋白質中，某些α-氨基酸殘基還可以被改變原子的排序而發生化學結構的變化，從而對蛋白質進行激活或調控。多個蛋白質和礦物質可以一起，往往是通過結合在一起形成穩定的蛋白質復合物，這樣的大分子結構就像機械一樣，來發揮某一特定功能。
與其他生物大分子（如多糖和核酸）一樣，蛋白質是地球上生物體中的必要組成成分，參與了細胞生命活動的每一個進程。蛋白酶是最常見的一類蛋白質，它們催化生物化學反應，尤其對于生物體的代謝至關重要。除了酶之外，還有許多結構性或機械性蛋白質，如肌肉中的肌動蛋白和肌球蛋白，以及細胞骨架中的微管蛋白（參與形成細胞內的支撐網絡以維持細胞外形）。另外一些蛋白質則參與細胞信號傳導、免疫反應、細胞黏附和細胞周期調控等。同時，蛋白質也是動物飲食中必需的營養物質，這是因為動物自身無法合成所有蛋白氨基酸，動物需要和必須從食物中獲取必需氨基酸。通過消化過程將蛋白質降解為自由氨基酸，動物就可以將它們用于自身的代謝。
蛋白質結構中氨基酸和丙氨酸通過肽鍵（用方塊標出）連接在一起。
肽鍵的共振結構。氨基酸通過肽鍵連接在一起形成蛋白質聚合物。
蛋白質是由不同的L型α氨基酸所形成的線性聚合物。目前在絕大多數已鑒定的天然蛋白質中發現的氨基酸有20種（參見標準蛋白氨基酸列表）。不過在自然界中還存在著一些特殊的氨基酸，例如在一種海洋寡毛綱小蠕蟲''Olavius algarvensis''以及與之存在共生關系的細菌δ1（該細菌屬于δ變形菌）中存在著高含量的硒代半胱氨酸，由原本為終止密碼子的UGA編碼，和吡咯賴胺酸，由終止密碼子UAG編碼。
所有氨基酸都有共同的結構特征，包括與氨基連接的α碳原子，一個羧基和連接在α碳原子上的不同的側鏈。但脯氨酸有著與這種基本結構不同之處：它含有一個側鏈與氨基連接在一起所形成的特殊的環狀結構，使得其氨基在肽鍵中的構象相對固定。 標準氨基酸的側鏈是構成蛋白質結構的重要元素，它們具有不同的化學性質，因此對于蛋白質的功能至關重要。多肽鏈中的氨基酸之間是通過脫水反應所形成的肽鍵來互相連接；一旦形成肽鍵成為蛋白質的一部分，氨基酸就被稱為“殘基”，而連接在鏈的碳、氮、氧原子被稱為“主鏈”或“蛋白質骨架”。由于肽鍵有兩種共振態，具有一定的雙鍵特性，使得相鄰α碳之間形成肽平面；而肽鍵兩側的二面角確定了蛋白質骨架的局部形態。
由于氨基酸的非對稱性（兩端分別具有氨基和羧基），蛋白質鏈具有方向性。蛋白質鏈的起始端有自由的氨基，被稱為N端或氨基端；尾端則有自由的羧基，被稱為C端或羧基端。
“蛋白質”、“多肽”和“肽”這些名詞的含義在一定程度上有重疊，經常容易混淆。“蛋白質”通常指具有完整生物學功能并有穩定結構的分子；而“肽”則通常指一段較短的氨基酸寡聚體，常常沒有穩定的三維結構。然而，“蛋白質”和“肽”之間的界限很模糊，通常以20-30個殘基為界。“多肽”可以指任何長度的氨基酸線性單鏈分子，但常常表示缺少穩定的三級結構。
核糖體產生一種蛋白質，使用信使RNA模板。
每一種蛋白質都有自己獨特的氨基酸序列，而氨基酸序列的組成信息則由編碼對應蛋白質的基因的核苷酸序列所決定。遺傳密碼是一套由三個核苷酸組成的密碼子，每一種三個核苷酸的組合可以編碼一種特定氨基酸，如mRNA上的AUG（在DNA中為ATG）編碼甲硫氨酸。由于DNA含有四種核苷酸（A、T、C、G），所以對應的可能的密碼子有4×4×4=64種；而標準氨基酸只有20種，因此有部分密碼子是冗余的，即部分氨基酸可以由多個不同的密碼子所編碼。DNA中的基因首先在RNA聚合酶等蛋白質的作用下被轉錄為前mRNA。在大多數生物體中，前mRNA（或初始轉錄產物）要經過轉錄后修飾以形成成熟的mRNA，隨后mRNA就可以經由核糖體被用作蛋白質合成的模板。在原核生物中，mRNA可能可以在生成后被直接用于蛋白質合成，或者在離開類核后就結合核糖體。而在真核生物中，mRNA在細胞核中被合成，然后通過核膜被轉運到細胞質中；在細胞質中，mRNA才可以被用于蛋白質合成。原核生物的蛋白質合成速率可以達到每秒20個氨基酸，要高于真核生物。
從一個mRNA模板合成一個蛋白質的過程被稱為轉譯。在轉譯過程中，mRNA被一些蛋白質攜帶到核糖體上；然后核糖體在mRNA上從5'端到3'端尋找起始密碼子（大多數情況下為AUG）；找到起始密碼子后，即核糖體上起始tRNA的反密碼子與起始密碼子配對后，翻譯就可以開始進行；在起始密碼子后，核糖體每一次閱讀三個核苷酸（或一個密碼子），同樣是通過攜帶對應氨基酸的tRNA上反密碼子與密碼子配對。其中，氨酰tRNA合成酶可以將tRNA分子與正確的氨基酸連接到一起。不斷延長的多肽鏈通常被稱為“新生鏈”。生物體中的蛋白質合成總是從N-端到C-端。
合成的蛋白質的大小可以通過其含有的氨基酸數目或者其分子量（以道爾頓或千道爾頓，即kDa為單位）來衡量。酵母蛋白的平均長度為466個氨基酸或平均分子量為53kDa。目前已知的最大蛋白質是肌聯蛋白，它是肌肉中肌節的組分之一，其分子量為近3,000 kDa，含有近27,000個氨基酸。
除了生物合成外，一些小的蛋白質可以通過多種化學途徑來合成。這些合成方法又被稱為肽合成，其依賴于有機合成技術，如化學連接來高通量生產肽。化學合成允許在合成的肽鏈中引入非天然氨基酸，如加入熒光標記的氨基酸。這些合成方法所合成的產物被大量應用于生物化學和細胞生物學實驗。但是，化學合成無法有效合成殘基數多于300的蛋白質，而且合成的蛋白質可能不具有天然的三級結構。大多數化學合成方法都是從C-端到N-端進行合成，剛好和生物合成反應的方向相反。
對于細胞來說，蛋白質降解有多種用途，包括去除分泌蛋白的N末端信號肽，對前體蛋白進行剪切以產生“成熟”蛋白等。細胞不需要的或受到損傷的非跨膜蛋白質一般由蛋白酶體來進行降解，而真核生物的跨膜蛋白則通過內體運送到溶酶體（動物細胞）或液泡（酵母）中進行降解。降解所生成的氨基酸分子可以被用于合成新的蛋白質。一些蛋白質可以發生自降解。此外，細胞中存在的大量蛋白酶（特別是溶酶體中），可以對外來的蛋白質進行降解，這也是一種細胞自我保護的機制。
生物學實驗中，也經常對蛋白質進行降解分析；例如在蛋白質組學中，利用蛋白酶對特定蛋白質進行降解，并對降解產物進行質譜分析而獲得對應蛋白質的序列信息和修飾情況；此外，生物化學實驗中，埃德曼降解法常被用于對蛋白質進行氨基酸序列分析。
分子伴侶的晶體結構。分子伴侶幫助蛋白質折疊。
三種顯示蛋白質三維結構的方式。圖中蛋白質為磷酸丙糖異構酶。左：顯示全部原子，并以原子類型標色（碳原子為藍綠色，氧原子為紅色，氮原子為藍色）；中：只顯示主鏈構象，以二級結構類型標色（α螺旋為紫色，β折疊為黃色）；右：顯示“溶劑可及表面”，以殘基類型標色（酸性氨基酸為紅色，堿性氨基酸為藍色，極性氨基酸為綠色，非極性氨基酸為白色）。
大多數的蛋白質都自然折疊為一個特定的三維結構，這一特定結構被稱為。雖然多數蛋白可以通過本身氨基酸序列的性質進行自我折疊，但還是有許多蛋白質需要分子伴侶的幫助來進行正確的折疊。在高溫或極端pH等條件下，蛋白質會失去其天然結構和活性，這一現象就稱為變性。生物化學家常常用以下四個方面來表示蛋白質的結構：
* 蛋白質一級結構：組成蛋白質多肽鏈的線性氨基酸序列。一個蛋白質是一個聚酰胺。
* 蛋白質二級結構：依靠不同氨基酸之間的C=O和N-H基團間的氫鍵形成的穩定結構，主要為α螺旋和β折疊。因為二級結構是局部的，不同的二級結構的許多區域可存在于相同的蛋白質分子。
* 蛋白質三級結構：通過多個二級結構元素在三維空間的排列所形成的一個蛋白質分子的三維結構，是單個蛋白質分子的整體形狀。蛋白質的三級結構大都有一個疏水核心來穩定結構，同時具有穩定作用的還有、氫鍵和二硫鍵，甚至轉譯后修飾。“三級結構”常常可以用“折疊”一詞來表示。三級結構控制蛋白質的基本功能。
* 蛋白質四級結構：由幾個蛋白質分子（多肽鏈），通常稱為蛋白質亞基所形成的結構，在功能上作為一個蛋白質復合體。
細胞色素c的NMR溶液結構，顯示了蛋白質的動態結構。
蛋白質并不完全是剛性分子。許多蛋白質在執行生物學功能時可以在多個相關結構中相互轉換。在進行功能型結構重排時，這些相關的三級或四級結構通常被定義為不同“構象”，而這些結構之間的轉換就被稱為“構象變換”。例如，酶的構象變換常常是由底物結合到活性位點所導致。在溶液中，所有的蛋白質都會發生結構上的動態變化，主要表現為熱振動和與其他分子之間碰撞所導致的運動。
不同大小的蛋白質的分子表面。從左到右依次為：抗體（IgG）、血紅蛋白、胰島素、腺苷酸激酶和谷胺酰氨合成酶。
蛋白質可以由三級結構的不同大致分為三個主要類別：球蛋白、纖維蛋白和膜蛋白。幾乎所有的球蛋白都是水溶性的，許多球蛋白是酶。纖維蛋白多為結構性的，例如，結締組織的主要成分膠原蛋白，或頭發和指甲的蛋白質成分角蛋白。膜蛋白常常作為受體，或提供通道極性的或帶電的分子通過細胞膜。
要了解特定蛋白質的功能，獲得其三級結構或四級結構可以提供重要的結構信息。目前用于蛋白質的原子分辨率結構測定的方法主要是X射線晶體學和NMR光譜學。冷凍電子顯微學也可以提供超大蛋白質復合物（如病毒、核糖體等）的低分辨率結構信息。而電子晶體學在一些情況下也可以提供較高分辨率的結構信息，特別是對于膜蛋白的二維晶體。解析的結構（包括原子坐標和結構解析的相關信息）通常存放到蛋白質數據庫（PDB），供全世界研究者免費下載。蛋白質結構預測也可以為未知結構（實驗結構）的蛋白質提供結構信息。
蛋白質是細胞中的主要功能分子。除了特定類別的RNA，大多數的其他生物分子都需要蛋白質來調控。蛋白質也是細胞中含量最為豐富的分子之一；例如，蛋白質占大腸桿菌細胞干重的一半，而其他大分子如DNA和RNA則只分別占3%和20%。在一個特定細胞或細胞類型中表達的所有蛋白被稱為對應細胞的蛋白質組。
酶己糖激酶被顯示為常規的球-棒分子模型。為了顯示比例，在右上角標出它的底物，ATP和葡萄糖。
蛋白質能夠在細胞中發揮多種多樣的功能，涵蓋了細胞生命活動的各個方面：發揮催化作用的酶；參與生物體內的新陳代謝的調劑作用，如胰島素；一些蛋白質具有運輸代謝物質的作用，如離子泵和血紅蛋白；可以消耗能量來轉動並運動的分子馬達；控制神經和反應的神經傳遞物；發揮儲存作用，如植物種子中的大量蛋白質，就是用來萌發時的儲備；許多結構蛋白被用于細胞骨架等的形成，如肌球蛋白；還有免疫、細胞分化、細胞凋亡等過程中都有大量蛋白質參與。
蛋白質功能發揮的關鍵在于能夠特異性地并且以不同的親和力與其他各類分子，包括蛋白質分子結合。蛋白質結合其他分子的區域被稱為結合位點，而結合位點常常是從蛋白質分子表面下陷的一個“口袋”；而結合能力與蛋白質的三級結構密切相關，因為結構決定了結合位點的形狀和化學性質（即結合位點周圍的氨基酸殘基的側鏈的化學性質）。蛋白質結合的緊密性和特異性可以非常高；例如，核糖核酸酶抑制蛋白可以與人的以亞飛摩爾（sub-femtomolar，即-15 M）量級的解離常數進行結合，但卻完全不結合（解離常數>1 M）angiogenin在兩棲動物中的同源蛋白。）非常微小的化學結構變化，如在結合位點的某一殘基側鏈上添加一個甲基基團，有時就可以幾乎完全破壞結合；例如，氨酰tRNA合成酶可以分辨側鏈結構非常類似的纈氨酸和異亮氨酸，而這兩種氨基酸的差別就在于異亮氨酸的側鏈多出一個甲基。相同的蛋白質分子結合在一起就可形成同源寡聚體或多聚體，有些多聚體可以形成纖維；而這些形成纖維的蛋白質往往是結構蛋白，它們在單體狀態下是球蛋白，通過自結合來形成剛性的纖維。蛋白-蛋白相互作用可以調控酶的活性和細胞周期中的各種進程，并可以使大型的蛋白質復合物得以形成，這樣可以將參與同一生物學功能的分子結合到一起，從而提高其工作效率；而結合所誘導的蛋白構象變化對于復雜的信號傳導網絡的構建也是必不可少的。還有一些蛋白質（如膜蛋白）可以結合或者插入到細胞膜中。
細胞中，酶是最被廣泛了解和研究最多的蛋白質，它的特點是催化細胞中的各類化學反應。酶的催化反應具有高度的專一性和極高的催化效率。酶在大多數與代謝和異化作用以及DNA的復制、修復和RNA合成等相關的反應中發揮作用。在翻譯后修飾作用中，一些酶（如激酶和磷酸酶）可以在其底物蛋白質上增加或去除特定化學基團（如磷酸基團）。目前已知的酶催化的反應有約4000種。酶可以極大地加速其所催化的反應；例如，與沒有酶催化的情況相比，的加速作用最高可達1017倍（形象地說，在沒有酶的情況下完成反應需要七千八百萬年，而存在酶的情況下反應只需18毫秒）。
結合于酶上，并在酶的作用下發生反應的分子被稱為底物。雖然酶分子通常含有數百個氨基酸殘基，但參與與底物結合的殘基只占其中的一小部分，而直接參與底物催化反應的殘基則更少（平均為3-4個殘基）。這部分參與底物結合和催化的區域被稱為活性位點。有一些酶需要結合一些小分子（輔酶或輔因子）才能夠有效發揮催化作用。酶的活性還可以被酶抑制劑所抑制，或被酶激活劑所提高。
小鼠的抗霍亂抗體與一個糖分子抗原結合的復合物結構圖。
許多蛋白質都參與了細胞中和細胞間的訊號傳遞。一些蛋白質，如胰島素，作為細胞外蛋白質，可以將訊號從一個細胞（合成這些蛋白質的細胞）傳送到身體其他組織中的細胞。還有一些蛋白質，如屬于膜蛋白的受體，可以結合細胞外的訊號分子來引發細胞內的生物化學反應；多數受體都有一個位于細胞外表面的結合域〔結合訊號分子〕和一個位于細胞內的效應結構域（可能具有酶活性或可以發生構象變化以誘發與細胞內其他蛋白質的結合），兩者之間通過跨膜域連接。
抗體是適應性免疫系統中重要的組成蛋白質，其作用為結合抗原或機體中的其他外來物質，通過識別來引發免疫系統消除這些物質。抗體可以被分泌到細胞外環境中或錨合到特異性B細胞（即漿細胞）的細胞膜中。抗體和抗原之間存在很高的親和力，使得抗體可以很快地識別抗原。
在多細胞生物體中，載體運輸蛋白能夠結合特定的小分子并將它們運送到機體中的特定位置。這些蛋白質在運輸的起點（往往具有較高的濃度）必須以高的親和力結合它們的運輸物，而在目的組織中（運輸物質濃度較低）則必須釋放所結合的物質。這就需要運輸蛋白和所結合的物質之間有特定的親和力。一個典型的例子是血紅蛋白，它作用是將氧氣從肺中運輸到其他組織和器官中。
通道蛋白也是重要的物質運輸蛋白，它們能夠改變細胞膜的通透性，使得一些小分子和離子可以進出細胞。膜本身是疏水性的，極性或帶電分子無法通過擴散作用穿過。作為跨膜蛋白的通道蛋白，含有可控制的內部通道，在一定條件下允許這些分子進出細胞。通道蛋白也有專一性，許多離子通道蛋白只選擇性地對特定離子起作用；例如，鉀離子和鈉離子通道分別只識別鉀離子或鈉離子。
蛋白質受到酸、鹼、尿素、有機溶酶、重金屬、熱、紫外光及X-射線等物理或化學的破壞，引起蛋白質自然之分子結構的改變，並引起生理活性的消失。
變性作用破壞了蛋白質的二級、三級、四級結構，一般不會影響其初級結構。
#溶解度降低。
#生物活性消失。
#不能結晶。
#易受蛋白脢的水解。
#滴定曲線改變，因可滴定的官能基增加。
#-SH等基團的反應活性增加。
聚合成鏈狀的F型肌動蛋白
結構蛋白能夠形成相對更為剛性的生物組分。多數結構蛋白為纖維蛋白；膠原蛋白和彈性蛋白是結締組織（如軟骨）中關鍵的組分，而角蛋白則存在于頭發、指甲、羽毛、蹄和一些貝殼中。此外，肌動蛋白和微管蛋白作為單體是球狀可溶蛋白，但一旦多聚化便形成長的剛性纖維用于組成細胞骨架，以保持細胞的大小和形態。
其他結構蛋白還包括馬達蛋白，如肌球蛋白、運動蛋白和動力蛋白，它們能夠產生動力。這些蛋白質對于細胞能動性（特別是精子的運動）、細胞內物質運輸和細胞分裂都具有重要作用；它們也為肌肉收縮提供動力。
蛋白質是被研究得最多的一類生物分子，對它們的研究包括“體內”(in vivo)、“體外”(in vitro)、和“在硅之中”(in silico)。體外研究多應用于純化后的蛋白質，將它們置于可控制的環境中，以期獲得它們的功能信息；例如，酶動力學相關的研究可以揭示酶催化反應的化學機制和與不同底物分子之間的相對親和力。相反的，體內研究實驗著重于蛋白質在細胞或者整個生物中的活性作用，從而可以了解蛋白質發揮功能的場所和相應的調節機制。在硅之中研究使用的計算方法來研究蛋白質。
為了進行體外(in vitro)研究，必須先將目的蛋白質從其他細胞組分中分離提純出來。這一過程通常從細胞裂解開始（對于分泌性蛋白質的提純則不需要裂解細胞），通過破壞細胞膜將細胞內含物釋放到溶液中，從而獲得含有目的蛋白質的細胞裂解液。然后通過超速離心將細胞裂解液中膜脂和膜蛋白、細胞器、核酸以及含有可溶蛋白質的混合物。鹽析法是一種較為常用的通過沉淀從裂解液中分離濃縮蛋白質的方法。基于目的蛋白質的化學性質（如分子量、帶電情況和結合活性），可以利用不同的色譜法來進一步分離提純蛋白質。純化的程度可以用電泳（已知目的蛋白質的分子量）、光譜學（目的蛋白質具有獨特的光譜學特征）或者酶活分析反應（目的蛋白質具有特定的酶活性）來衡量。另外，蛋白質可以使用電聚焦根據其電荷被分離
對于天然蛋白質，可能需要一系列的純化步驟才能獲得純度足以用于實驗室應用的蛋白質。為了簡化這一過程，通常采用基因工程的手段在目的蛋白質上添加一些化學特性，在不改變其結構和生物學活性的情況下使純化過程更為簡單。通常是將含有特定氨基酸序列的“標簽”連接在目的蛋白質的N-端或C-端。例如，含有連續多個組氨酸的序列，稱為組氨酸標簽；將含有帶組氨酸標簽蛋白質的裂解液流過含有鎳的親和層析柱，組氨酸就可以與鎳螯合從而結合在柱子上，而裂解液中其他蛋白質由于沒有組氨酸標簽而直接流出柱子，從而達到分離目的。通過基因工程（即DNA重組）改造而獲得的蛋白質被稱為重組蛋白質。
帶有綠色熒光蛋白標簽的蛋白質在不同的細胞區室和細胞結構中的分布圖。熒光以白色來顯示。左邊從上到下依次為，細胞核、內質網、質膜和線粒體；中間從上到下依次為，核小體、高爾基體、細胞質和微管；右邊從上到下依次為，核膜、溶酶體、中心體和微絲。
''in vivo''的蛋白質研究常常專注于蛋白質在細胞中的合成和定位。雖然已經知道許多細胞內蛋白質是在細胞質中合成，而膜結合蛋白質或分泌性蛋白質是在內質網中合成，但蛋白質定位到特定細胞器或細胞結構的特異性是如何達到的，目前還不清楚。一些有助于獲得特定蛋白質在細胞中定位的方法得到了發展，特別是用基因工程將目的蛋白質上連接上“報告者”（如綠色熒光蛋白），將這樣的融合蛋白在細胞中表達后，就可以通過顯微鏡觀察熒光來了解融合蛋白在細胞中的分布。
另一種常用的同樣是基因工程的方法為定點突變。利用這一方法，研究者可以改變蛋白質序列，從而改變其結構、細胞內定位以及調控機制；而這些改變可以在''in vivo''的情況下通過連接綠色熒光蛋白，或者在''in vitro''的情況下通過酶動力學的方法以及結合實驗進行觀察。
在一定時間內一個細胞或一類細胞中存在的所有蛋白質被稱為蛋白質組，研究如此大規模的數據的領域就被稱為蛋白質組學，與基因組學的命名方式相似。蛋白質組學中關鍵的實驗技術包括用于檢測細胞中大量種類蛋白質相對水平的蛋白質微陣列技術，和用于系統性研究蛋白-蛋白相互作用的雙雜交篩選技術。此外，還有探究所有組分之間的可能的生物學相互作用的相互作用組學，以及系統性地解析蛋白質結構，并揭示其中的可能的折疊類型的結構基因組學。
分析基因組和蛋白質組數據，這就需要應用計算技術于生物學問題，如基因識別和支序分類。生物信息學領域現在是基因和蛋白質的分析必不可少的。
大量的計算方法已經被開發來分析蛋白質的結構，功能和進化。
這樣的工具的開發是由可用的多種生物體（包括人類基因組）的大量基因組和蛋白質組數據驅動的。根本不可能通過實驗來研究所有的蛋白質，因此只有少數蛋白質被得到實驗室實驗，而計算工具用于外推到相似的蛋白質。
組成氨基酸可以被分析以預測二級的，三級的和四級的蛋白質結構，在這個例子情況下是含有血紅素的血紅素單元。
作為結構基因組研究的互補，蛋白質結構預測的目標是發展出有效的能夠提供未知結構（未通過實驗方法得到）蛋白質的可信的結構模型。目前最為成功的結構預測方法是同源建模；這一方法是利用序列相似的蛋白質（已知結構）的結構作為“模板”。而結構基因組的目標正是通過解析大量蛋白質的結構來為同源建模提供足夠的模板以獲得剩余的未解析的同源蛋白結構。從序列相似性較差的模板計算出精確的結構模型對于同源建模法還是一個挑戰，問題在于序列比對準確性的影響，如果能夠獲得“完美”的比對結果，則能夠獲得精確的結構模型。許多結構預測方法已經被用于在蛋白質工程領域，在這些方法的幫助下，研究者們設計出一些新型的蛋白質折疊類型。更為復雜的結構計算是預測蛋白質分子之間的相互作用，需要應用和。
利用分子動力學的方法可以模擬蛋白質的折疊和結合過程。通過分布式計算，如Folding@Home計劃，為分子動力學模擬注入了活力。小的α螺旋蛋白結構域，如的頭部和HIV輔助蛋白已經成功地在計算機中（''in silico''）被模擬。將標準的分子動力學和量子力學計算相結合的混合方法已經被用于探索視紫紅質分子的電子態。
蛋白質含量檢測，通常是檢測樣本裡的含氮量比例。但是，凱氏分析與杜馬斯方法，分辨不出蛋白質與三聚氰胺的差異。一份純瘦肉的雞胸肉以凱氏分析，可以測得數值約31%左右。
大多數微生物和植物能夠合成所有20種標準氨基酸；動物則由于缺乏某些氨基酸合成途徑中特定氨基酸合成反應所需的關鍵酶，如從天冬氨酸生成賴氨酸、甲硫氨酸和蘇氨酸的合成反應第一步中發揮催化作用的天冬氨酸激酶，而只能合成部分氨基酸。因此，動物必須從食物中獲取這些自身無法合成的氨基酸。一個生物體所無法合成而需從食物中獲取的氨基酸被稱為必需氨基酸；而食物中缺少必需氨基酸的蛋白質，被定位為不完全蛋白質。如果環境中存在所需氨基酸，微生物能夠直接攝取這些氨基酸，而下調其自身的合成水平，從而節省了原來需要用于合成反應的能量。
動物所攝取的氨基酸來源于食物中所含的蛋白質，每公克蛋白質可供給4大卡熱量。攝入的蛋白質通過消化作用而被降解，這一過程通常包括蛋白質在消化系統的酸性環境下發生變性，變性后的蛋白質被蛋白酶水解成氨基酸或小段的肽。隨后這些降解片段就可以被吸收。部分吸收后的氨基酸被用于蛋白質的合成，其余的則通過糖異生作用被轉化為葡萄糖或進入三羧酸循環進行代謝。蛋白質的營養作用在饑餓環境下顯得特別重要，此時機體可以利用自身的蛋白質，特別是肌肉中的蛋白質，來產生能量以維持生命活動。蛋白質/氨基酸也是食物中重要的氮源.
蛋白質進入口腔時無法被分解，進而到胃。胃蛋白酶可斷裂芳香族氨基酸或亮氨酸氨基端肽鍵，凝乳酶可將牛奶中的酪蛋白（Casein）催化成含鈣的副乾酪素（Ca paracaseinate）。
到了小腸，胰蛋白酶、糜蛋白酶、羧基肽酶開始作用;胰蛋白酶可斷裂賴氨酸或精氨酸的羧基端肽鍵，糜蛋白酶可斷裂色氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸的羧基端肽鍵，羧基肽酶可斷裂肽鏈羧基端的最後一個肽鍵。
人體所需蛋白質在許多食物中都含量豐富，如動物肌肉、乳製品、蛋、豆類、穀類和蕈類等。人體中蛋白質缺乏可以導致全身浮腫、皮膚乾燥病變、頭髮稀疏脫色、肌肉重量減輕、免疫力下降等。
食物中的蛋白質有時會引起過敏反應。
高蛋白飲食會加重心臟病的狀況，膽固醇問題會使其上升到不健康的水平。
在18世紀，和其他一些研究者發現蛋白質是一類獨特的生物分子，他們發現用酸處理一些分子能夠使其凝結或絮凝。當時他們注意到的例子有來自蛋清、血液、血清白蛋白、纖維素和小麥面筋裡的蛋白質。荷蘭化學家對一般的蛋白質進行元素分析發現幾乎所有的蛋白質都有相同的實驗式。用“蛋白質”這一名詞來描述這類分子是由穆德的合作者永斯·貝采利烏斯于1838年提出。穆德隨后鑒定出蛋白質的降解產物，并發現其中含有為氨基酸的亮氨酸，并且得到它（非常接近正確值）的分子量為131原子質量單位。
對于早期的生物化學家來說，研究蛋白質的困難在于難以純化大量的蛋白質以用于研究。因此，早期的研究工作集中于能夠容易地純化的蛋白質，如血液、蛋清、各種毒素中的蛋白質以及消化性和代謝酶（獲取自屠宰場）。1950年代后期，Armour Hot Dog公司純化了一公斤純的牛胰腺中的，并免費提供給全世界科學家使用。目前，科學家可以從生物公司購買越來越多的各類純蛋白質。
約翰·肯德魯與在進展中的肌紅蛋白模型。
著名化學家萊納斯·鮑林成功地預測了基于氫鍵的規則蛋白質二級結構，而這一構想最早是由威廉·阿斯特伯里于1933年提出。隨后，在總結自己對變性的研究成果和之前的研究工作的基礎上，提出了蛋白質折疊是由疏水相互作用所介導的。1949年，弗雷德里克·桑格首次正確地測定了胰島素的氨基酸序列，并驗證了蛋白質是由氨基酸所形成的線性（不具有分叉或其他形式）多聚體。原子分辨率的蛋白質結構首先在1960年代通過X射線晶體學獲得解析；到了1980年代，核磁共振也被應用于蛋白質結構的解析；近年來，學被廣泛用于對于超大分子復合體的結構進行解析。
蛋白質這一概念最早是由瑞典化學家永斯·貝采利烏斯于1838年提出，但當時人們對于蛋白質在機體中的核心作用并不了解。1926年，詹姆斯·B·薩姆納揭示尿素酶是蛋白質，首次證明了酶是蛋白質。
第一個被的蛋白質是胰島素，由弗雷德里克·桑格完成，他也因此獲得1958年度的諾貝爾化學獎。首先被解析的蛋白質結構包括血紅蛋白和肌紅蛋白的結構，所用方法為X射線晶體學；該工作由馬克斯·佩魯茨和約翰·肯德魯于1958年分別完成，他們也因此獲得1962年度的諾貝爾化學獎。截至到2017年，蛋白質數據庫(PDB)中已存有接近126,000個原子級分辨率的蛋白質及其相關復合物的三維結構的坐標。
*  UniProt上的蛋白質資源
*   有關于蛋白質的超鏈接信息
*  美國國家生物技術信息中心中Entrez上的蛋白質數據庫
*  美國國家生物技術信息中心的蛋白質結構數據庫
*  斯坦福大學的Folding@Home
*  蛋白質：生物合成降解-生物化學和細胞生物學的虛擬圖書館
西藏位於亞洲腹地的青藏高原。在中文中，西藏既可以指傳統意義上的西藏，即包括整個藏區，又稱大西藏地區；也可以特指其西南部地區，即清朝以來分割邊界後的行政區劃，面積略大過現在的中華人民共和國西藏自治區之範圍。本條目正文中所指的西藏，若無特別說明，通常指大西藏地區，以更加方便和準確地闡述包含各個藏區的西藏整體的歷史。由於青藏高原的平均海拔在4000米以上，是世界上海拔最高的高原，故素有「世界屋脊」之稱。自古以來，西藏特殊的地理位置阻絕外來勢力的侵擾，也保留獨特的地域文化。自石器時代即在西藏高原活動的人類，逐漸發展成今日的藏族，而其綿延至今的文化中最引人矚目的，正是在他們的生活中無所不在的宗教色彩。
清朝的滿族君臣把“烏思藏”理解為“西面的藏”，稱之為“wargi　dzang”，翻譯成漢文時譯作“西藏”，這樣才出現漢文的“西藏”這個地理名詞，清朝早期的文獻稱藏族為“圖白忒”或“唐古特”，清順治帝時稱藏巴汗為“圖白忒部落藏巴汗”，稱達賴喇嘛為“圖白忒部落達賴喇嘛”，清朝將達賴喇嘛、班禪喇嘛所居之地沿用藏族的習慣稱為“烏思藏”、“衛藏”，后來又由“衛藏”一詞演變為“西藏”。
“西藏”一詞最早出現于《清實錄》康熙二年(1663年)八月丙申條中：“西藏班禪胡土克圖故，遣官致祭。”
生活在青藏高原的藏族人則自稱為「博（bod）」。滿語、蒙語中則稱「博」為「 (tubet, 土伯特)」、「tübat（圖波特）」。「博」是集民族、地域、政權於一體的總稱，世代生活著西藏地區的除藏族人還有漢族、門巴族、珞巴族等，所以除了「博」和「圖波特」這兩個語彙以外，在歷史上還可以找到「吐蕃」、「唐古特」、「土伯特」等其他對於西藏的稱謂，而對于在東部藏區（如四川、青海等）生活的其他分支的藏民，部分漢族人會稱呼他們作「西番」或「西羌」等等。
青藏高原的衛星航照，位於高原南緣的高山是喜馬拉雅山，北端則是塔里木盆地
「西藏」這個詞彙所含括的地理範圍，有不同的解讀方式。
西藏的兩個主要定義：
* 中國政府所說的西藏是西藏自治區，包括目前受印度控制的阿魯納恰爾邦。漢地明朝時期，衛藏政權僅能控制前后藏；明末清初，蒙古和碩特部的固始汗控制青海、前後藏和喀木；清雍正年間勘定西藏與青海、四川、雲南的邊界，把安多和喀木東部陸續劃入四川、云南等省，并在清末開始改土歸流；民國肇建駐藏清軍撤出拉薩，但川軍仍控制著西康地區。1912年十三世達賴喇嘛返藏後，藏軍接管原駐藏大臣管轄的霍爾三十九族，滅波密土王，並東進康區、玉樹，與四川、青海軍隊多次交戰，川藏分界線在金沙江左右搖擺不定。九世班禪逃往內地後，十三世達賴又接管班禪所屬地區。1949年拉薩噶廈已控制衛、藏、阿里、三十九族地區和康區西部，與現在西藏自治區的範圍大致相當。
* 西藏流亡政府宣稱的藏區（藏文：Bod ljongs，英文：Tibet），又稱大西藏地區，囊括中國境內所有藏人居住的地區，其范圍包括今西藏自治區（藏文：Bod rang skyongs ljongs）、青海大部、四川西部、以及小部份的甘肅、云南，兩倍于西藏自治區，不包括現在被印度控制的藏南地區。其聲稱，在1950年之前，達賴喇嘛管理衛藏、康、安多三大區域，并聲明這種説法被西方媒體廣爲接受。被西藏流亡政府宣佈為西藏固有領土的安多省的青海湖東北部和西康東部地區，在西元8世紀即納入吐蕃王朝版圖。《新唐書·吐蕃傳》載唐德宗建中四年，唐蕃清水會盟時約定雙方邊界如下：“今國家所守界：涇州西至彈箏峽西口，隴州西至清水縣，鳳州西至同穀縣，暨劍南西山大渡河東，為漢界。蕃國守鎮在蘭、渭、原、會，西至臨洮，東至成州，抵劍南西界磨些諸蠻，大渡水西南，為蕃界。”大西藏地區的非藏族人口，也被西方媒體當作是中共植入的。但事實上，那些非藏族人口涉及到十來個民族，是歷史形成的，那裏的藏族人口也是在吐蕃擊敗吐谷渾和唐朝之后遷入的 。而衛藏以外的大部分地區，早在18世紀時即已被清朝政府劃離西藏，正式脫離了拉薩的管轄。
廣義的藏語文區域和藏民族區域亦包含不丹、錫金、拉達克（大西藏）、巴爾蒂斯坦（小西藏）。
本條目從歷史的角度描述西藏，對地理范圍并不執著某一時期的界定。西藏自治區以外的藏區，歷史上并非始終被拉薩管理。
主流史學界認為西藏雅魯藏布江流域有舊石器時代到新石器時代衍化的完整考古證據證明西藏人在18000年前左右已經有活動的證據。按照目前考古學上的證據，在距今14000年和8000年之間的中石器時代，就已經有人類開始在西藏居住。1978年，考古學家在昌都發現屬於新石器時代的骸骨和陶器，在進行研究以後，認定這些物件距今大約有7000年之久。
在青藏高原西北部的古象雄地區，根據藏族所信奉的原始宗教「苯教」的傳說，世界原初是一個巨大的卵，其蛋殼變成白色的神山，蛋白化成大海，蛋黃則變成十八個中型的卵，再從其中誕生各種動物。至於西藏民族的起源，依照西藏佛教故事裡面的傳說，該族來自于阿爾泰山、西藏岡仁波齊峰和天山相鄰地區最原始的六個氏族（或六大姓氏，即噶、哲、扎、-{黨}-、訥沃、韋達），是瀰猴與羅剎女婚配而繁衍出來的後裔。在《隋書》中，也可以找到位於甘肅東部拉卜愣一帶之-{黨}-氏藏人（即宕昌羌）自稱為瀰猴種的記載。 最早的西藏王國可能是《史記》中記載的單同。但有證據顯示古國象雄開始于鐵器時代。 象雄興旺時可能包括今天大部分藏區，包括象雄和蕃兩個民族。只是到了聶赤贊普時代，吐蕃部落興起，逐漸脫離象雄王室脆弱的統治，加之蘇毗的崛起，切斷象雄王室與東部象雄（多康地區）的聯系，以后的象雄就只限于今天阿里和克什米爾了， 位于吐蕃的西北部。
唐旄是兩支羌族人，也稱為蔥茈羌，原居住在天山南部，以蔥嶺一帶藏北為中心。 象雄衰弱后，唐旄漸漸向東面和南面擴大，成為一大國，北界接于闐（今新疆和田），東北與蘇毗（今青海玉樹一帶）接壤，西至天竺（今印度），南境山南地區。6世紀末，髮羌后裔吐蕃部落漸漸崛起，自山南地區雅隆河谷向唐旄后期中心邏些（今拉薩）推進。
在青藏高原東南部的古吐蕃地區，藏族早期的神話傳説認為藏人起源于東方，即今四川、西藏、青海相鄰地區。西藏的歷史記載中還提到古羌人與西藏米博懂氏的血緣關系。故有觀點認為藏族起源于羌族。這個部落在漢文史籍中被稱為發羌。在6世紀以前，整個西藏高原都分布著很小國家和部族，多說藏語，也有羌人與鮮卑人的后代。這些部落後來合併為12個小邦，其中以位於山南地區雅隆河谷的羌族的一支最為強大，不但統一諸邦，而且後來還建立吐蕃王朝。根據西藏傳說，大約在西元前127年的時候，雅魯藏布江流域的幾位苯教領袖，曾經一起迎立聶赤贊布為王。後來的吐蕃王朝的建立者宣稱自己是聶赤贊布的後代。
吐蕃全盛時期疆域
吐蕃王室的始祖崛起於西藏山南地區的雅隆河谷，在松贊干布贊普繼位以前，據說已傳承20餘世，但松贊干布之前吐蕃並無文字，因此其世系難以考證。到了7世紀初的時候，由於松贊干布成功的經略，位於今青海玉樹一帶的「松波」、謙多（今昌都）一帶的「康國」（舊唐書稱「東女國」）、甘孜一帶的「附國」、理塘一帶的「蕃綠」、居青海的吐谷渾、-{黨}-氏各小國（即唐史所記「-{黨}-項」）等國，統一在吐蕃王朝之下，該王朝也成為當時不可忽視的大國。
松贊干布打坐像
在松贊干布統治期間，他派遣16名聰穎的西藏兒童前往印度學習，其中一名兒童吐米桑布扎，後來以梵文為藍本而創制藏文。另外有一種觀點認為，在吐米桑布扎「發明」藏文以前，西藏早就已經有文字了。根據這種觀點的說法，藏文係產生於象雄(即今阿里地區)，時間則是在丹巴辛繞創立雍仲苯教的時期，距今已經有2000多年。後來松贊干布派噶東贊（即唐史中的祿東贊）到尼泊爾迎娶赤尊公主，墀尊公主攜來了西藏的第一尊佛像不動金剛佛，並修建了饒薩孜拉康（即現在的拉薩「大昭寺」）。
藏傳佛教紅教（寧瑪派）的大本營——桑耶寺。桑耶寺位於拉薩東南方的河谷平原上，是藏傳佛教僧伽組織始創的搖籃。
大致上也在這個時候，從印度傳入的密教和從漢地傳入的大乘佛教，與西藏原有的「苯教」結合，而形成藏傳佛教。該教宣傳宇宙大劫、一切無常、因果報應、生死輪迴、修行解脫等教義，特別崇奉密宗，以無上瑜伽密為最高修行次第，稱為藏密。這是佛教傳入西藏的第一波活動，宗教史學者將其稱為藏傳佛教的「前弘期」。
637年，松贊干布率兵攻吐谷渾，並第一次與當時統治中國大部的唐朝發生衝突。640年，松贊干布派噶東贊迎娶唐朝的文成公主，文成攜來釋迦牟尼佛像，並修建饒摩齊（即今拉薩的「小昭寺」）。此外，松贊干布的另外三個妃子象雄公主、門妃遲江、惹擁妃等也分別創建寺院，據說當時在整個西藏總共有108座佛廟。
松贊干布過世以後，吐蕃王朝與唐朝的關係時而緊張，時而修好。714年，吐蕃與唐朝議和，雙方簽訂條約，規定以河源為界。未幾戰火又起，所以於730年又再度簽約定赤嶺為界。據《敦煌文選》和「達扎樂宮石碑」的記載：唐肅宗應允向吐蕃納絹5萬匹，以為歲絹。至唐代宗繼位以后，停止向吐蕃納絹。當時在位的唐金城公主之子，吐蕃贊普赤松德贊極為惱怒，遣部下達扎樂宮率20萬之眾於762年（安史之亂尚未完全平息）攻陷唐都長安，並於簽約後退兵赤松德贊（755年 - 797年）在位時吐蕃的國力達到鼎盛，除了大力發展佛教以外，還廣拓疆土，疆界西至勃律、大食，東到川隴、南詔。
經過近兩個世紀的戰爭，吐蕃和唐朝均感到疲憊。821年及次年，吐蕃和唐朝雙方分別在長安、邏娑（即拉薩）會盟，達成「唐蕃甥舅和盟」。由於這次會盟是發生在唐長慶元年和二年，中國的史書稱之為「長慶會盟」。記載這次會盟內容的唐蕃會盟碑共有三塊，其中一塊立於拉薩「大昭寺」前面。在這次會盟所簽定的條約中，吐蕃和唐朝兩國的邊界被確定，雙方平等相待，互相承諾尊重對方的領土主權：
:今蕃漢兩國，所守見管本界，界以東悉為大唐國境，以西盡是大蕃境土，彼此不為寇、不舉兵、不相侵。
吐蕃末期，苯教勢力又佔了上風。841年，末代贊普朗達瑪採取對佛教不利的政策，而於846年遭僧人刺殺身亡。之後，吐蕃陷入長期內戰。877年，吐蕃王朝覆滅，西藏進入分裂割據的時代。 如果從宗教發展的角度來看，這也是藏傳佛教「前弘期」的結束。
統一的吐蕃王朝崩潰之后不久，漢地唐王朝也于公元907年衰亡。與漢地的五代十國大分裂狀況相似，藏族地區也形成群雄割據、互不相屬、沒有統一政權的大分裂狀況。
朗達瑪被刺殺以後，他的兩個兒子維松與雲丹爭奪王位而相互爭戰，由此引起的內戰陸續擴及全國，再加上庶民造反，西藏終於陷入四分五裂的狀態。內戰中，整個西藏形成許多互不相屬的小國，其中維松之子貝考贊死于農民暴動中，貝考贊之子吉德尼瑪袞見大勢已去，便率領部下逃亡到阿里地區，娶當地頭人的女兒為妻，于公元10世紀末建立政權古格王朝。雲丹的後裔佔據拉薩一帶，形成拉薩王系。此外，在這些小國中比較強大的是唃廝囉國（宗喀國）。宗喀國曾經很強大，並與同樣是藏族祖先羌族的另一分支的西夏-{黨}-項人長期交戰。
宋真宗于公元1001年（咸平四年）加封涼州（武威）藏族六谷部首領潘羅支為“鹽州防御使兼靈州西面都巡檢使”的官職。
當時，一個由-{黨}-項族為主建立的強大的西夏王朝，在今寧夏和陜西北部地區興起，對宋朝和甘、青、川各地少數民族構成威脅。為了對付西夏的入犯，增加防衛力量，從公元11世紀開始，宋朝在原吐蕃王朝一度占據的今甘肅省南部、河西走廊、青海省東部、四川省西北部等藏族地區，大力推行屯田戍邊的政策，加強對這些藏區的經營與治理。宋將王韶在今甘肅臨夏、臨洮一帶大量開拓土地，招納30多萬藏人從事墾種。著名的茶馬互市也在今四川雅安、甘肅臨夏以及陜西一些地區的宋朝專設市場上進行。
877年，吐蕃解體，形成許多大小不等的割據勢力。10世紀中葉，河湟一代的吐蕃首領想利用作為佛的化身的贊普及其在民眾中的影響力，壯大自己的勢力，希望找到一位贊普后人。1008年，12歲的唃廝啰被商人何郎業賢從高昌帶回河州（今甘肅省臨夏市），隨后又被河州大姓聳昌廝均移居移公城（今甘肅夏河縣），不久被李立遵劫持到宗哥城（今青海省平安縣），尊為贊普，李立遵為論逋（相當于宰相）。
唃廝啰成為贊普后，河湟一帶吐蕃諸部紛紛歸附。但是李立遵得意忘形，驕奢淫逸，部眾開始離析。1023年至1024年間，唃廝啰率眾遷移至邈川（今青海省樂都縣），以當地首領溫逋奇為論逋。1032年，溫逋奇發動政變未遂，唃廝啰將王城遷到青唐。至此，唃廝囉國被認為立國，是藏族的第一個安多政權。
1032年明道元年，宋仁宗封原吐蕃最大的部落首領唃廝囉為“寧遠大將軍、愛州團練使”，并給以優厚的俸祿。1035年，唃廝囉國擊敗西夏皇帝李元昊的入侵。1041年康定二年，宋皇又封唃廝啰為“檢校太保充保順、河西等軍節度使”，與其同盟抵抗西夏。此後，唃廝啰的子孫繼承人董氈、阿裏骨、瞎征、隴拶、溪賒羅撒等，世代均曾接受北宋封誥。
1072年，王安石為宋相后，一改聯合唃廝囉國反對西夏的方針，轉而希望通過征服唃廝囉國作為跳板進攻西夏。宋軍在王韶的率領下于該年占領唃廝囉國熙河地區，這迫使唃廝囉國與西夏聯合，出兵攻打北宋的河州，殺其守將。1077年，北宋被迫與唃廝囉國媾和，進封其主董氈為武威郡王。
1096年，瞎征繼位后唃廝囉國亂。1099年，北宋乘唃廝囉國亂之機，派王愍、王贍進攻唃廝囉國，瞎征及其繼任隴拶相繼投降北宋。但是北宋無力控制當地，次年便被迫撤軍，封隴拶繼任者溪賒羅撒為“西平軍節度使、邈川首領”。1103年，北宋再次出兵滅溪賒羅撒，此后在當地扶植傀儡政權。
1104年，唃廝囉國被宋朝所滅。
1116年，唃廝囉國故地全境改為宋朝的郡縣。
1134年，唃廝囉國故地被金朝占領，最后一位當地首領趙懷恩逃往南宋。
在分裂初期的戰亂過去後，佛教又再度慢慢復興並真正藏化，宗教學者將這次佛教的再復興稱之為「後弘期」。1041年，阿里王益西翰迎請印度超巖寺的尊者阿底峽到藏，阿底峽被其盛情所感動，於隔年以61歲的高齡到藏宏法，其弟子仲敦巴建「熱振寺」，由此而傳出藏傳佛教的「噶當派」。此外，藏傳佛教的其他教派也在這段時期陸陸續續地形成，如白教（噶舉派）、花教（薩迦派）、紅教（寧瑪派）等。
整體而言，「西藏分裂時期在政治上是各自為政，在文化上卻是一個百家爭鳴的時代，各種學說、各種教派紛紛形成。對西藏未來的歷史產生巨大的影響。佛教也是在這一時期成為主導整個西藏的宗教」。
從1264年元世祖忽必烈設置總制院（后改為宣政院）并由薩迦派任其職以統治整個西藏地區開始，一直到1720年代清朝在西藏駐軍并設立駐藏大臣為止，在這近500年之間，西藏歷經薩迦、帕竹（乃東）、仁蚌巴、藏巴等代理政權的更替，進入西藏歷史上的「各教派統治時期」。
13世紀初，強悍的蒙古族在北方興起，成立蒙古帝國。從1206年開始，成吉思汗及其後繼者先后滅掉畏兀兒、西遼、西夏、金朝和大理國。1240年，蒙古大汗窩闊臺的皇子闊端派遣大將多達，率軍深入西藏，企圖了解西藏的政治形勢和眾多教派的詳細情況。1244年，60餘歲的薩迦派高僧薩迦班智達（簡稱薩班）受闊端的邀請，起程前往涼州。1247年，薩班與闊端會晤，並以西域學者為譯師，向闊端宣講佛法。闊端逐漸敬信並決定免除天下僧尼的賦稅和兵役。闊端並為薩班建造「幻化寺」，供奉大量的財寶，由此開始西藏喇嘛與蒙古之間的直接交流；史稱“涼州會盟”。1251年，薩班過世，不久後闊端亦逝。
1253年，薩迦班智達的姪子八思巴與蒙哥汗之弟忽必烈會晤。八思巴不僅向其講述佛法，而且還解答忽必烈所提出的許多疑難問題，使忽必烈對佛法產生虔誠的信仰。1260年，忽必烈在開平自立為汗，隨後並封八思巴為國師。1264年，在擊敗位於蒙古本土也自稱大汗的胞弟阿里不哥後，忽必烈又設宣政院（初為總制院），命八思巴以國師身份兼領該院院事。在宣政院下設有三個「宣慰使司都元帥府」（即吐蕃等處、吐蕃等路、烏思藏納里速古魯孫等三路），負責處理和管轄西藏地區的軍政事務。宣慰使司下面則轄有管理民政的萬戶府、千戶所。1270年，八思巴為忽必烈灌頂，而忽必烈為酬答八思巴造字之功，封八思巴為大寶法王，其封號由國師升為帝師，並通過八思巴的舉薦，任命總管西藏事務的行政長官和13個萬戶府的萬戶長。
1271年，忽必烈改國號為大元，建立元朝，而忽必烈即為元世祖，又於1279年滅南宋。此時原蒙古帝國已分裂為元朝和四大汗國，各自為政，大蒙古國不復存在。而這時西藏則為元朝所設立的宣政院所管轄。一方面，在元世祖及其後的元朝皇帝的大力支持，宣政院的職權一直由薩迦派所掌握，負責統治整個西藏地區，直至元末。另一方面，元政府在文化和其他層面也受到西藏很大的影響，比如八思巴就曾經根據忽必烈的要求，按照藏文字母的拼音方式創造蒙古文字，史稱「八思巴文」。兩者的關係是互惠的。元朝還幾次派遣官員赴藏，在薩迦本欽的配合下，清查西藏各地的戶口，確定各個萬戶的貢賦，并且建立驛站以及保證驛站交通的烏拉差役制度，在此基礎上，元朝在西藏駐扎軍隊，設立各級官府，以保證對西藏的統治和政令的推行。
現今色拉寺喇嘛辯經的照片
在薩迦巴統治下的各部落中，止貢、帕竹和蔡巴三個萬戶長不僅轄區地廣人眾，佔有舉足輕重的地位。1358年，屬於帕竹首領絳曲堅贊借故揮兵進占薩斯迦，廢除最後一任薩迦本欽，被元順帝封為大司徒，由此開始帕木竹巴統治西藏的時期。
大司徒絳曲堅贊在推翻薩迦王朝以後，對西藏進行一系列的改革。由於薩迦王朝沿用蒙古習俗，征稅斷案等隨心所欲，無章可尋，且法令無常，不利統治，因此絳曲堅贊決定重新制定稅法及相關法律，史稱「十五律」。此外，由於薩迦官員著蒙古服裝，絳曲堅贊又參照吐蕃王朝時代的服裝，重新制定官員、王子、夫人裝等。由於絳曲堅贊的勵精圖治，西藏政局與社會穩定，史稱「老婦背金磚行全藏而沒人搶奪時期」。
1363年，絳曲堅贊過世，其子釋迦堅贊繼位。1368年，朱元璋推翻元朝並建立明朝。元朝殘余勢力退回蒙古高原，史稱北元。1369年，明太祖朱元璋即派人赴藏，對西藏各地僧俗首領加以安撫，承認他們的固有地位，但需上交元朝封賜的舊印，由明朝重新任命并頒發新印。1372年，元朝的最后一位帝師喃加巴藏卜歸順明朝，明朝封他為熾盛佛寶國師，賜玉印一顆。永樂十二年，明成祖遣使到前藏延請新興的格魯派創始人宗喀巴。宗喀巴派弟子釋迦也失代表他赴京。明朝對有實力的僧俗各派領袖人物都賜加封號，共敕封過三位法王和五位王。帕木竹巴政權在扎巴堅贊的時候，勢力達到頂峰。帕竹政權得到明朝政府的承認，帕竹第悉被封為“灌頂國師闡化王”。
1409年，在米旺扎巴堅贊的支持下，藏傳佛教格魯派的開創者宗喀巴在拉薩首創「傳昭大法會」，同年並建成「甘丹寺」，藏語意為「具喜寺」或「極樂寺」。7年後，宗喀巴的門徒絳央卻杰於拉薩西北興建「哲蚌寺」，2年以後，宗喀巴的另一門徒絳欽卻傑又在拉薩北郊建立「色拉寺」。這三間佛寺被稱之為拉薩的「三大寺」。從此，藏傳佛教四大教派之一的格魯派正式形成。
在此期間，明朝對西藏的政權採取多封眾建的政策，對具有實權的勢力均封為王。不過此政策是否代表當時的西藏為明朝的一部分，對此則有不同的看法。接受明朝冊封的其他諸王也不透過帕木竹巴而直接與明朝交往。但在明朝官員主持下，帕木竹巴還不得不向薩迦派移交薩迦寺。明朝的影響力仍然存在，儘管從未在西藏派駐軍隊。
1432年，扎巴堅贊過世，帕木竹巴逐漸被其大臣仁蚌巴架空。到後來，帕竹已經是形同傀儡，事實上完全無法影響西藏的政局。雖然帕竹的第悉稱號一直保持到甘丹頗章政權建立的時候（1642年），但是，從仁蚌巴專權開始算起，一直到後來1565年藏巴王朝建立為止，西藏史書通常將這段時期稱之為「仁蚌巴統治時期」。
仁蚌巴以後藏的三竹節（日喀則）為統治中心，信奉噶舉派，反對格魯派。1479年，仁蚌巴在拉薩建立一個噶舉派的寺院，卻數度被其他格魯派寺院的寺僧所拆毀。仁蚌巴後來決定派兵討伐，遂先後佔領拉薩等地，並從1498年開始禁止格魯派「三大寺」的僧人參加「傳昭大法會」。之後的20餘年，傳昭大法會因此都由拉薩附近的噶舉派和薩迦派僧人所主持。
1565年，原本擔任仁蚌巴手下官員的辛廈巴·才丹多杰起兵造反，先後佔據香、八囊倫珠孜、帕日等宗管轄的地域。一年以後，辛廈巴的勢力範圍已囊括后藏的大部分地區，他因此自稱為「藏巴加波」（「藏 」即今日喀則一帶；「加波」則是國王的意思），史稱藏巴汗。
1613年，辛廈巴的後繼者彭措南傑攻滅西藏西部古格的殘存勢力，控制阿里地區，同時兼併四周的弱小部落。在宗教信仰上，彭措南嘉崇信西藏佛教中的噶舉派，曾經兩次因為宗教糾紛而出兵攻打信奉主巴噶舉派的不丹，給噶舉四大支中的噶瑪巴封上「衛藏之主」的印信，但卻仇視新興的格魯派。1617年，格魯派請求青海蒙古喀爾喀部軍隊入藏，組成聯軍攻打藏巴汗。1618年，噶瑪巴派了萬餘人前來救援，打敗由色拉寺僧兵與其他格魯派施主所組成的聯軍，佔領色拉寺和哲蚌寺，殺死幾百名僧俗人，其餘的格魯派僧侶只好被迫逃亡北方。彭措南傑因此平定動亂，使前藏大部分地區也臣服于藏巴汗。現代藏學一般將這年定為藏巴汗政權正式建立并取代帕竹政權統治西藏地區的開始。
1621年，格魯派軍隊與由五世達賴喇嘛引來的蒙古軍隊一同聯合作戰，而在拉薩附近一舉擊敗藏巴汗的軍隊。藏巴汗退守藥王山，後來經由班禪仁波齊的從中調解，藏巴汗才允許哲蚌寺和色拉寺的僧人返回寺院，同時改正被強制改信噶舉派的各個格魯派寺院。然而，藏巴汗並不甘心，此後仍基本上繼續執行仇視格魯派的政策。在這種情況下，格魯派不甘坐以待斃，四世班禪與五世達賴邀請蒙古和碩特部汗王圖魯拜唬（即後來的固始汗）入藏。1641年，固始汗發兵攻打藏巴汗，包圍日喀則的藏巴汗府邸，攻滅藏巴汗，建立甘丹頗章政權。
五世達賴喇嘛在哲蚌寺的居所甘丹頗章
攻滅藏巴汗后，固始汗繼續西進，降服後藏地區，並駐守日喀則，命其長子達延汗駐守拉薩，分兵控制西藏各地，成為實際統治西藏的汗王和格魯派的護教法王，被清朝順治皇帝封為“遵行文義敏慧顧實汗”。固始汗將八個兒子留在青海。五世達賴喇嘛與和碩特蒙古聯合統治西藏的時期被稱為“甘丹頗章”時期。
1701年，和碩特汗國最后一任可汗拉藏汗繼承汗位，清朝康熙皇帝冊封為翊法恭順汗。1705年，厄魯特蒙古準噶爾汗國與清朝發生戰爭，拉藏汗進攻拉薩，罷免并誘殺第悉桑結嘉措。1706年6月28日，拉藏汗殺桑結嘉措后，更與康熙皇帝決定同時廢黜第六世達賴喇嘛倉央嘉措，重新選定阿旺伊西嘉措為六世達賴，得到康熙皇帝的冊封。清康熙四十八年（1709年），清朝派遣侍郎赫壽前往拉薩，辦理西藏事務。此為清代派遣大臣駐藏辦理政務之始，但僅為臨時派員，未成定制。1716年，準噶爾汗國派兵入侵西藏，攻打拉薩，并于次年攻入拉薩，殺死拉藏汗，和碩特汗國滅亡。1718年清朝由青海路出兵入藏，不過全軍覆沒。
1720年後西藏再次向清朝求援，清朝第二次出兵驅除準噶爾軍成功，駐軍並協助七世達賴入藏，以拉藏汗舊臣管理藏區，這是清朝正式經營青藏地區之始。平定準噶爾軍侵藏事變後，雍正五年（1727年）正月，清世宗派遣內閣學士僧格、副都統馬喇駐拉薩，“與達賴喇嘛、康濟鼐、阿爾布巴等和衷辦事”，並設立駐藏大臣衙門。自此，朝廷派駐藏大臣二員辦理西藏事務。
1739年（乾隆四年），晉封噶倫頗羅鼐為多羅郡王。1747年，頗羅鼐病故，其次子珠爾默特那木札勒襲封郡王。珠爾默特那木札勒“素不信奉達賴喇嘛，心懷仇隟”，表面上順從駐藏大臣，暗中聯絡蒙古準噶爾汗國，伺機起兵反叛。1749年，珠爾默特那木札勒攻殺其長兄“阿里公”珠爾默特策布登，控制阿里。1750年，駐藏大臣傅清、拉布敦迫於情勢，誘殺珠爾默特那木札勒，隨後為其黨羽卓呢爾（官名）羅卜藏札什所殺。隨後，清朝廷派四川總督策楞領兵入藏平叛。清政府駐藏大臣制度最終確立，成為-{定制}-，不再冊封噶倫為札薩克，防止權力集中於世俗貴族之手。1751年，清朝頒行策楞所奏的《西藏善後章程》十三條。章程規定，噶倫員額為四人，且必須于公所（噶廈）辦理政事。“查舊例噶隆會辦事件，原有噶沙之公所衙門。自頗羅鼐後，各噶隆竟不赴公所，俱於私宅辦事。……今噶隆業已照例補放，自應遵照舊例，遇有應辦事件，俱赴公所會辦。” 章程擴大駐藏大臣的職權，並首次正式規定達賴喇嘛的世俗權力，形成駐藏大臣、達賴與班禪的僧官系統、噶廈俗官系統三者制衡的狀態；正式設立噶廈，駐地在拉薩大昭寺，長官為噶倫，秉承駐藏大臣、達賴喇嘛旨意辦事。
從清初到18世紀末清廷對西藏的控制呈逐步加強的趨勢。乾隆年間，六世班禪赴京覲見，為乾隆皇帝慶祝70大壽，由于拒絕接種，感染天花在承德去世，將隨身攜帶的金苯巴瓶留在承德仿布達拉宮建造的普陀宗乘之廟。六世班禪曾是乾隆老師，乾隆贈送給班禪喇嘛及其兄弟姊妹很多金子。但班禪喇嘛的駐錫地扎什倫布寺卻沒有給六世班禪的兄弟白教第十世夏瑪巴他的那部分。當夏瑪巴的楊巴千寺的管理員對此事抱怨時，扎什倫布寺答復說，金子全部都是屬于扎什倫布寺的。第十世夏瑪巴還遭到誹謗，說他為了重新得到他的寺院，策劃謀反西藏政府。從而在西藏政府與夏瑪巴相互仇視。1784年，夏瑪巴撤離西藏去了鄰國廓爾喀（今尼泊爾）。
1791年，廓爾喀因與西藏鹽稅銀錢糾紛與白教祖古夏瑪巴唆使，軍隊入侵西藏，意圖搶掠遍布西藏各地的寺廟中的財富。當時，西藏請求清朝派兵支援。1792年，乾隆命清朝大將軍福康安同參贊大臣海蘭察率領清兵支援當地藏兵，將廓爾喀軍隊驅返喜馬拉雅山南麓，甚至還反攻至廓爾喀首都－陽布外二十公里的熱鎖橋，迫使廓爾喀向清朝五年朝貢一次。驅逐廓爾喀軍隊之後，清廷以完善西藏行政為由，訂立治理西藏的多項章程，要求以“金瓶掣簽”認定達賴喇嘛、班禪喇嘛和其他呼圖克圖的轉世。 《藏內善後章程》二十九條，大大加強駐藏大臣的權力。1793年，上述章程的部分條款彙編成《欽定藏內善后章程》，並翻譯成藏文，詳細規定西藏的宗教事務、外事、軍事、行政和司法權力，達賴、班禪轉世程序，地方政權的組織結構，并正式劃分西藏和青海、四川、新疆等省份的邊界。此后西藏的政務基本依照此章程行事。1846年，駐藏大臣琦善就當時的種種弊端擬定《裁禁商上積弊章程》，奏準施行。其重申、補充舊有章程，整頓和完善西藏地方吏治。
英國指責藏軍在隆吐山設卡是越界戍守，與清廷交涉無果後於1888年（光緒十四年）發動隆吐山戰役驅逐藏軍。1890年3月17日，中英二國在印度的加爾各答簽訂《中英藏印條約》，中方代表是駐藏幫辦大臣升泰，英方代表是印度總督蘭斯敦。通過這個條約，清廷承認錫金為英國的保護國，西藏由此失去藩籬，再無險可固；此外，條約劃定藏錫邊界，承認崗巴宗以南的大片牧場和險要地區屬於錫金。1893年12月5日，由于藏印條約中的多個問題沒有得到實際解決，在英國的壓力下，清政府派何長榮與英國代表艾爾弗雷德·沃利斯·保爾在印度大吉嶺簽訂《中英藏印續約》，其內容是：開放亞東為商埠，在五年內免納進出口稅；英人在該地享有領事裁判權；在錫金遊牧的藏人應照英國在錫金隨時立定遊牧章程辦理。自此，英國人最終打開西藏的大門。
1895年，第十三世達賴喇嘛阿旺·羅桑土登嘉措親政。由於清政府同英國簽訂一系列有損西藏的條約，駐藏大臣在西藏的威信不斷受到考驗，西藏和清政府之間也逐漸疏遠。十三世達賴喇嘛首先對與涉外有瓜葛的人實行嚴厲懲治，凡查出確實與英人入侵有關的人或被處罰、或籍沒、或入獄、或梟首。再是派人推倒印度人在藏印邊界上豎立的界碑，對印度進口貨物依舊課什一稅。1903年12月，由于對噶廈政府拒絕執行中英藏印條約不滿，英國軍隊侵入西藏。1904年3月31日，英國軍隊和藏軍交火，運用機槍和大炮屠殺700多人。4月中旬，英軍進入江孜地區，面對江孜宗山堅固的防御工事，英軍從印度調來4000多名援軍和8門大炮，以及大量先進的穿甲炮彈。6月，西藏當局發佈徵兵廣告以回擊英軍。剛接替裕鋼駐藏大臣之職的有泰此時主和，對藏軍進行多方約束和限制，向朝廷提出「今欲折服其（西藏）心，非任其戰任其敗，終不能了局」。七月初，英軍佔領江孜，達賴喇嘛感到敗局已成，便派人與英人接觸以阻止其進犯拉薩。十三世達賴喇嘛於7月27日率親信被迫途經青海逃往蒙古，臨走前指定龍布嘉措為代理攝政。但英軍領率麥克唐納仍舊率軍前進，7月7日，英軍攻陷江孜宗山，七月底渡過雅魯藏布江。8月3日，榮赫鵬佔領拉薩。達賴喇嘛的出走加之對西藏氣候的不適應，英軍不能在拉薩長駐。榮赫鵬找到駐藏大臣有泰，並拿出已經準備好的拉薩條約草案，要他誘逼西藏代表進行談判。清廷革去了達賴的名號，命九世班禪曲吉尼瑪（22歲）代替達賴名號，但班禪不接受，使得西藏群龍無首。英軍在拉薩大肆劫掠，搶走許多珍貴的文物和經典，但找不到談判對象。9月7日，英軍統帥榮赫鵬上校逼迫西藏哲蚌、色拉、噶爾丹三大寺的寺長羅生戛爾曾等人在拉薩簽訂《拉薩條約》，代理攝政龍布嘉措在《拉薩條約》上蓋上達賴喇嘛的印章。此時有泰上奏朝廷，說「達賴喇嘛兵敗潛逃，聲名狼藉」，請求褫革達賴喇嘛的封號，由班禪額爾德尼來拉薩掌理宗教事務。清政府於是下令「將達賴喇嘛名號暫行革去，並著班禪額爾德尼暫攝」。有泰同時將拉薩條約的內容報告給清廷，條約公佈後廣泛引起公憤，俄國也對英國在西藏獨家牟利提出質疑。於是清政府決定和英國商談修改拉薩條約，賠款由清政府償還。條約送北京，但清廷卻堅持不在該約上簽字。清政府派唐紹儀、張蔭棠等赴印度同英方談判，唐紹儀堅持中國對西藏的主權不容侵犯。
1905年1月，外務部右侍郎唐紹儀率參贊張蔭棠、梁士詒奉命赴印加爾各答與英印政府商議修改條約事宜。英人派外交大臣費禮夏為全權代表同中國代表談判。唐紹儀要求刪去條約中的第九條，堅持中國對西藏擁有主權，但英人堅持只承認中國對西藏的宗主權。當時宗主權與主權分別被譯為「上國」和「主國」，唐紹儀指出「查上國二字﹐英文系『蘇索倫梯』（''Suzerainty''，按今譯''宗主權''），譯言所管為屬國，而屬國自有治民之權，若自認為上國，則西藏等於韓、越、球、緬。主國二字，英文系『騷付倫梯』（''Sovereignty''，按今譯''主權''），譯言臣民推為極尊，歸其管轄，而各事可定者也。」雙方爭執不決，於是11月12日英方提出停止談判。1906年4月，英方再次恢復和中方的談判。27日，中國代表唐紹儀與英國代表薩道義簽訂《中英續訂藏印條約》，共六款，《拉薩條約》作為附約。條約第二款寫明「英國國家允不佔併藏境及不干涉西藏一切政治，中國國家亦允不準他外國干涉藏境及其一切內治」。這段時期西藏政局甚為紊亂。張蔭棠「領副都統」銜後，由清政府指派以駐藏幫辦大臣的身份進藏「查辦藏事」。張蔭棠入藏後，先向中央政府彈劾有泰以及其他相關十餘名滿漢官員。再提出治藏建設十九條及西藏地方善後問題二十四款。11月29日，清廷下令革除有泰等人的職務。但「新政」建設未及實現，張蔭棠便被調離西藏前去印度商定《藏印通商章程》。
1907年6月，中英雙方談判關於藏印通商章程事宜。談判前，英方堅持要有權簽字的西藏官員參加會議，因此西藏噶倫汪曲結布，攜帶噶廈議事簽字全權文憑赴會。1908年4月20日，中英雙方簽訂《中英修訂藏印通商章程》，共十五款。中方代表張蔭棠，英方代表韋禮敦代表各自政府在條約上簽字，「西藏大吏選派嘎布倫汪曲結布為掌權之員」後「秉承張大臣訓示，隨同商議」。