Περιεχόμενο
- Τα γονιδιώματα περιέχουν πολλές πληροφορίες
- Βιολογικά δεδομένα
- Κρατώντας Χιλιάδες Αριθμών
- Systems Biology
Η γονιδιωματική είναι ένας κλάδος της γενετικής που μελετά μεγάλες μεταβολές στα γονιδιώματα των οργανισμών. Η γονιδιωματική και ο υποπεδίο της μεταγραφικής, που μελετά τις μεταβολές στο γονιδίωμα στο RNA που μεταγράφεται από το DNA, μελετά πολλά γονίδια είναι κάποτε. Η γονιδιωματική μπορεί επίσης να περιλαμβάνει ανάγνωση και ευθυγράμμιση πολύ μακρών αλληλουχιών DNA ή RNA. Η ανάλυση και η ερμηνεία τέτοιων σύνθετων δεδομένων μεγάλης κλίμακας απαιτεί τη βοήθεια υπολογιστών. Το ανθρώπινο μυαλό, υπέροχο ως έχει, δεν είναι σε θέση να χειριστεί αυτές τις πολλές πληροφορίες. Η βιοπληροφορική είναι ένα υβριδικό πεδίο που συγκεντρώνει τις γνώσεις της βιολογίας και της γνώσης της επιστήμης της πληροφορίας, που είναι υπο-πεδίο της επιστήμης των υπολογιστών.
Τα γονιδιώματα περιέχουν πολλές πληροφορίες
Τα γονιδιώματα των οργανισμών είναι πολύ μεγάλα. Το ανθρώπινο γονιδίωμα υπολογίζεται ότι έχει τρία δισεκατομμύρια ζεύγη βάσεων που περιέχουν περίπου 25.000 γονίδια. Για λόγους σύγκρισης, η μύγα φρούτων υπολογίζεται ότι έχει 165 δις ζεύγη βάσεων που περιέχουν 13.000 γονίδια. Επιπλέον, ένας υποτομέας γονιδιωματικής που ονομάζεται μεταγραφική μελέτη, τα οποία γονίδια, μεταξύ των δεκάδων χιλιάδων σε έναν οργανισμό, ενεργοποιούνται ή απενεργοποιούνται σε δεδομένη χρονική στιγμή, σε πολλαπλά χρονικά σημεία και πολλαπλές πειραματικές συνθήκες σε κάθε χρονικό σημείο. Με άλλα λόγια, τα δεδομένα "omics" περιέχουν τεράστιες ποσότητες πληροφοριών που ο ανθρώπινος νους δεν μπορεί να κατανοήσει χωρίς τη βοήθεια υπολογιστικών μεθόδων στη βιοπληροφορική.
Βιολογικά δεδομένα
Η βιοπληροφορική είναι σημαντική για τη γενετική έρευνα, επειδή τα γενετικά δεδομένα έχουν ένα con. Το con είναι βιολογία. Οι μορφές ζωής έχουν ορισμένους κανόνες συμπεριφοράς. Το ίδιο ισχύει για τους ιστούς και τα κύτταρα, τα γονίδια και τις πρωτεΐνες. Αλληλεπιδρούν με ορισμένους τρόπους και ρυθμίζουν ο ένας τον άλλον με ορισμένους τρόπους. Τα μεγάλης κλίμακας, πολύπλοκα δεδομένα που παράγονται από τη γονιδιωματική δεν θα είχαν νόημα χωρίς την επίγνωση των τρόπων λειτουργίας των μορφών ζωής. Τα δεδομένα που παράγονται από τη γονιδιωματική μπορούν να αναλυθούν με τις ίδιες μεθόδους που χρησιμοποιούνται από τους μηχανικούς και τους φυσικούς που μελετούν τις αγορές χρηματοπιστωτικών και οπτικών ινών, αλλά η ανάλυση των δεδομένων κατά τρόπο που έχει νόημα απαιτεί γνώση της βιολογίας. Έτσι, η βιοπληροφορική έγινε ένα ανεκτίμητο υβριδικό πεδίο γνώσης.
Κρατώντας Χιλιάδες Αριθμών
Η τραγάνισμα των αριθμών είναι ένας τρόπος να πούμε ότι κάποιος κάνει υπολογισμούς. Η Bioinformatics είναι σε θέση να χτυπήσει δεκάδες χιλιάδες αριθμούς σε λίγα λεπτά, ανάλογα με το πόσο γρήγορα ο υπολογιστής μπορεί να επεξεργαστεί πληροφορίες. Η έρευνα Omics χρησιμοποιεί υπολογιστές για την εκτέλεση αλγορίθμων - μαθηματικών υπολογισμών - σε μεγάλη κλίμακα προκειμένου να βρεθούν σχέδια σε μεγάλα σύνολα δεδομένων. Οι συνήθεις αλγόριθμοι περιλαμβάνουν λειτουργίες όπως η ιεραρχική συσσώρευση (βλέπε Αναφορά 3) και η κύρια ανάλυση συστατικών. Και οι δύο είναι τεχνικές για να βρεθούν σχέσεις μεταξύ δειγμάτων που έχουν πολλούς παράγοντες σε αυτά. Αυτό είναι παρόμοιο με τον καθορισμό εάν ορισμένες εθνικότητες είναι πιο συχνές μεταξύ δύο τμημάτων σε έναν τηλεφωνικό κατάλογο: τα επώνυμα που ξεκινούν με ένα Α έναντι των επώνυμων που αρχίζουν με Β.
Systems Biology
Η βιοπληροφορική έχει καταστήσει δυνατή τη μελέτη του πώς ένα σύστημα που έχει χιλιάδες κινούμενα μέρη συμπεριφέρεται στο επίπεδο όλων των τμημάτων που κινούνται ταυτόχρονα. Είναι σαν να βλέπεις ένα σμήνος πουλιών να πετάει από κοινού ή μια σχολή ψαριών να κολυμπάει από κοινού. Προηγουμένως, οι γενετιστές μελέτησαν μόνο ένα γονίδιο τη φορά. Παρόλο που η προσέγγιση αυτή εξακολουθεί να έχει απίστευτη αξία και θα συνεχίσει να το κάνει, η βιοπληροφορική έχει επιτρέψει νέες ανακαλύψεις. Η βιολογία των συστημάτων είναι μια προσέγγιση για τη μελέτη ενός βιολογικού συστήματος με την ποσοτικοποίηση πολλαπλών κινούμενων μερών, όπως η μελέτη της συλλογικής ταχύτητας των διαφορετικών θυλάκων πουλιών που πετούν ως ένα μεγάλο, swerving κοπάδι.