المعلوماتية الحيوية هي مجال ناشئ بسرعة في المجتمع الحديث. إنه يتضمن جمع البيانات البيولوجية وأدوات البرمجيات لتسهيل فهمها. دعنا نحفر ونكتشف المزيد.
بحلول نهاية هذا الموضوع ، من المتوقع أن:
تشير المعلوماتية الحيوية إلى مجال متعدد التخصصات مسؤول عن تطوير الأساليب والأدوات البرمجية المستخدمة لفهم البيانات البيولوجية . مصطلح "المعلوماتية الحيوية" ابتكره في البداية بن هيسبر وباوليان هوجوين في عام 1970. كمجال علمي متعدد التخصصات ، تجمع المعلوماتية الحيوية بين الإحصاء والرياضيات وهندسة المعلومات والبيولوجيا وعلوم الكمبيوتر. الغرض الرئيسي من المعلوماتية الحيوية هو تحليل وتفسير البيانات البيولوجية. في السيليكو ، تم إجراء تحليلات للاستفسارات البيولوجية بواسطة المعلوماتية باستخدام التقنيات الإحصائية والرياضية.
تتضمن المعلوماتية الحيوية الدراسات البيولوجية التي تستخدم برمجة الكمبيوتر كمنهجية لها بشكل أساسي في مجال علم الجينوم . تشمل الاستخدامات الرئيسية للمعلوماتية الحيوية تحديد الجينات المرشحة وتعدد أشكال النوكليوتيدات المفردة (SNPs). غالبًا ما يتم إجراء مثل هذه التعريفات بهدف فهم أفضل للأساس الجيني للتكيفات الفريدة أو المرض أو الخصائص المرغوبة أو الاختلافات بين السكان. بطريقة أقل رسمية ، تحاول المعلوماتية الحيوية أيضًا فهم المبادئ التنظيمية داخل تسلسل البروتين والحمض النووي المعروف باسم البروتينات .
أصبحت المعلوماتية الحيوية جزءًا مهمًا من العديد من المجالات البيولوجية. في علم الأحياء الجزيئي التجريبي ، تسمح تقنيات المعلوماتية الحيوية مثل معالجة الصور والإشارات باستخراج نتائج مفيدة من كميات كبيرة من البيانات الخام. المعلوماتية الحيوية يساعد في التسلسل، وكذلك العوامل الوراثية والطفرات التأشير الملحوظة في مجال علم الوراثة. كما أنه يلعب دورًا في تحليل التعبير عن البروتين والجينات وتنظيمهما. تساعد أدوات المعلوماتية الحيوية في مقارنة وتحليل وتفسير البيانات الجينية والوراثية ، وبشكل عام في فهم الجوانب التطورية للبيولوجيا الجزيئية. في البيولوجيا الهيكلية ، يساعد في محاكاة ونمذجة الحمض النووي ، والحمض النووي الريبي ، والبروتينات والتفاعلات الجزيئية الحيوية.
في أوائل الخمسينيات من القرن الماضي ، حدد فريدريك سانجر تسلسل الأنسولين. بعد ذلك ، أصبحت تسلسلات البروتين متاحة على نطاق واسع. أصبح من غير العملي مقارنة عدة تسلسلات يدويًا. زاد هذا من دور الكمبيوتر في البيولوجيا الجزيئية. في وقت لاحق ، تم إطلاق طرق محاذاة التسلسل والتطور الجزيئي. في السبعينيات ، تم تطبيق تقنيات جديدة لتسلسل الحمض النووي على العاثية MS2 و øX174 ، ثم تم تحليل متواليات النوكليوتيدات الممتدة باستخدام خوارزميات إعلامية وإحصائية. أوضحت هذه الدراسات أن الميزات المعروفة ، مثل مقاطع الترميز والشفرة الثلاثية ، يتم الكشف عنها في تحليلات إحصائية مباشرة ، وبالتالي فهي دليل على مفهوم أن المعلوماتية الحيوية ستكون ثاقبة.
لدراسة الطريقة التي يتم بها تغيير الأنشطة الخلوية العادية في حالات مختلفة من الأمراض ، يجب دمج البيانات البيولوجية لتشكيل صورة شاملة لهذه الأنشطة. لذلك ، تطورت المعلوماتية الحيوية بحيث أصبحت المهمة الأكثر إلحاحًا الآن هي تحليل وتفسير أنواع مختلفة من البيانات. يتضمن ذلك هياكل البروتين ومجالات البروتين والأحماض الأمينية وتسلسلات النيوكليوتيدات.
علم الأحياء الحسابي هو المصطلح الذي يطلق على العملية الفعلية لتحليل وتفسير البيانات البيولوجية. تشمل التخصصات الفرعية المهمة في المعلوماتية الحيوية والبيولوجيا الحسابية ؛
الهدف الرئيسي للمعلوماتية الحيوية هو زيادة فهم العمليات البيولوجية. ما يميزها عن الأساليب الأخرى هو تركيزها على تطوير وتطبيق تقنيات حسابية مكثفة لتحقيق هذا الهدف. تشمل الأمثلة التصور وخوارزميات التعلم الآلي واستخراج البيانات والتعرف على الأنماط. تشمل الجهود البحثية الرئيسية في هذا المجال اكتشاف الجينات ، ومحاذاة التسلسل ، وتصميم الأدوية ، وتجميع الجينوم ، واكتشاف الأدوية ، والتنبؤ ببنية البروتين ، ومحاذاة بنية البروتين ، وانقسام الخلايا أو الانقسام ، ونمذجة التطور.
