بیوانفورماتیک یک رشته به سرعت در حال ظهور در جامعه مدرن است. این شامل گردآوری داده های بیولوژیکی و ابزارهای نرم افزاری است که درک آن را آسان تر می کند. بیایید حفاری کنیم و بیشتر بدانیم.
تا پایان این مبحث، انتظار می رود که؛
بیوانفورماتیک به یک رشته میان رشته ای اشاره دارد که مسئول توسعه روش ها و ابزارهای نرم افزاری مورد استفاده برای درک داده های بیولوژیکی است. اصطلاح بیوانفورماتیک در ابتدا توسط بن هسپر و پائولین هوگون در سال 1970 ابداع شد. هدف اصلی بیوانفورماتیک تجزیه و تحلیل و تفسیر داده های بیولوژیکی است. در سیلیکون تجزیه و تحلیل پرس و جوهای بیولوژیکی توسط انفورماتیک با استفاده از تکنیک های آماری و ریاضی انجام شده است.
بیوانفورماتیک شامل مطالعات بیولوژیکی است که از برنامه نویسی رایانه ای به عنوان روش خود عمدتاً در زمینه ژنومیک استفاده می کند. کاربردهای عمده بیوانفورماتیک شامل شناسایی ژن های نامزد و پلی مورفیسم های تک نوکلئوتیدی (SNPs) است. چنین شناسایی هایی اغلب با هدف درک بهتر اساس ژنتیکی سازگاری های منحصر به فرد، بیماری، ویژگی های مطلوب یا تفاوت بین جمعیت ها انجام می شود. به روشی کمتر رسمی، بیوانفورماتیک همچنین تلاش می‌کند تا اصول سازمانی درون توالی‌های پروتئین و اسید نوکلئیک معروف به پروتئومیکس را درک کند.
بیوانفورماتیک به بخش مهمی از بسیاری از حوزه های بیولوژیکی تبدیل شده است. در زیست‌شناسی مولکولی تجربی، تکنیک‌های بیوانفورماتیک مانند پردازش تصویر و سیگنال امکان استخراج نتایج مفید از مقادیر زیادی داده‌های خام را می‌دهند. بیوانفورماتیک به توالی یابی و همچنین حاشیه نویسی ژنوم ها و جهش های مشاهده شده آنها در زمینه ژنتیک کمک می کند. همچنین در تجزیه و تحلیل بیان و تنظیم پروتئین و ژن نقش دارد. ابزارهای بیوانفورماتیک به مقایسه، تجزیه و تحلیل و همچنین تفسیر داده‌های ژنومی و ژنتیکی و به طور کلی در درک جنبه‌های تکاملی زیست‌شناسی مولکولی کمک می‌کنند. در زیست شناسی ساختاری، به شبیه سازی و مدل سازی DNA، RNA، پروتئین ها و برهمکنش های بیومولکولی کمک می کند.
در اوایل دهه 1950، فردریک سانگر توالی انسولین را تعیین کرد. پس از این، توالی پروتئین به طور گسترده ای در دسترس قرار گرفت. مقایسه دستی چندین توالی غیر عملی شد. این امر نقش کامپیوترها را در زیست شناسی مولکولی افزایش داد. بعداً روش‌های همترازی توالی و تکامل مولکولی منتشر شد. در دهه 1970، تکنیک‌های جدیدی برای تعیین توالی DNA بر روی باکتریوفاژ MS2 و øX174 اعمال شد و سپس توالی‌های نوکلئوتیدی توسعه‌یافته با الگوریتم‌های اطلاعاتی و آماری تجزیه شدند. این مطالعات نشان داد که ویژگی‌های شناخته شده، مانند بخش‌های کدگذاری و کد سه‌گانه، در تحلیل‌های آماری ساده آشکار می‌شوند و بنابراین اثبات این مفهوم بود که بیوانفورماتیک می‌تواند بینش‌گر باشد.
برای مطالعه روشی که در آن فعالیت‌های سلولی طبیعی در حالات مختلف بیماری‌ها تغییر می‌کنند، داده‌های بیولوژیکی باید ترکیب شوند تا تصویری جامع از این فعالیت‌ها ایجاد شود. بنابراین، بیوانفورماتیک به گونه ای تکامل یافته است که مهم ترین کار در حال حاضر تجزیه و تحلیل و تفسیر انواع مختلف داده ها است. این شامل ساختارهای پروتئینی، حوزه های پروتئینی، آمینو اسیدها و توالی های نوکلئوتیدی است.
زیست شناسی محاسباتی اصطلاحی است که به فرآیند واقعی تجزیه و تحلیل و تفسیر داده های بیولوژیکی داده می شود. زیرشاخه های مهم در بیوانفورماتیک و زیست شناسی محاسباتی عبارتند از:
هدف اصلی بیوانفورماتیک افزایش درک فرآیندهای بیولوژیکی است. آنچه آن را از سایر رویکردها متمایز می کند، تمرکز آن بر توسعه و همچنین استفاده از تکنیک های محاسباتی فشرده برای دستیابی به این هدف است. به عنوان مثال می توان به تجسم، الگوریتم های یادگیری ماشین، داده کاوی و تشخیص الگو اشاره کرد. تلاش‌های تحقیقاتی عمده در این زمینه شامل یافتن ژن، همترازی توالی، طراحی دارو، مونتاژ ژنوم، کشف دارو، پیش‌بینی ساختار پروتئین، همترازی ساختار پروتئین، تقسیم سلولی یا میتوز، و مدل‌سازی تکامل است.
