आधुनिक समाज में जैव सूचना विज्ञान तेजी से उभरता हुआ क्षेत्र है। इसमें जैविक डेटा और सॉफ्टवेयर टूल्स को एक साथ लाना शामिल है जिससे इसे समझना आसान हो जाता है। आइए खुदाई करें और और जानें।
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जैव सूचना विज्ञान एक अंतःविषय क्षेत्र को संदर्भित करता है जो जैविक डेटा को समझने के लिए उपयोग किए जाने वाले तरीकों और सॉफ्टवेयर उपकरणों के विकास के लिए जिम्मेदार है। शब्द "बायोइनफॉरमैटिक्स" शुरू में 1970 में बेन हेस्पर और पॉलीन होगवेन द्वारा गढ़ा गया था। एक अंतःविषय विज्ञान क्षेत्र के रूप में, जैव सूचना विज्ञान सांख्यिकी, गणित, सूचना इंजीनियरिंग, जीव विज्ञान और कंप्यूटर विज्ञान को जोड़ती है। जैव सूचना विज्ञान का मुख्य उद्देश्य जैविक डेटा का विश्लेषण और व्याख्या करना है। सिलिको में जैविक प्रश्नों का विश्लेषण सांख्यिकीय और गणितीय तकनीकों का उपयोग करके सूचना विज्ञान द्वारा किया गया है।
जैव सूचना विज्ञान में जैविक अध्ययन शामिल हैं जो मुख्य रूप से जीनोमिक्स के क्षेत्र में अपनी कार्यप्रणाली के रूप में कंप्यूटर प्रोग्रामिंग का उपयोग करते हैं। जैव सूचना विज्ञान के प्रमुख उपयोगों में उम्मीदवारों के जीन की पहचान और एकल न्यूक्लियोटाइड बहुरूपता (एसएनपी) शामिल हैं। इस तरह की पहचान अक्सर अद्वितीय अनुकूलन, रोग, वांछनीय गुणों या आबादी के बीच अंतर के आनुवंशिक आधार को बेहतर ढंग से समझने के उद्देश्य से की जाती है। कम औपचारिक तरीके से, जैव सूचना विज्ञान प्रोटीन और न्यूक्लिक एसिड अनुक्रमों के भीतर संगठनात्मक सिद्धांतों को समझने का भी प्रयास करता है जिन्हें प्रोटिओमिक्स कहा जाता है।
जैव सूचना विज्ञान कई जैविक क्षेत्रों का एक महत्वपूर्ण हिस्सा बन गया है। प्रायोगिक आणविक जीव विज्ञान में, छवि और सिग्नल प्रोसेसिंग जैसी जैव सूचना विज्ञान तकनीकें बड़ी मात्रा में कच्चे डेटा से उपयोगी परिणाम निकालने की अनुमति देती हैं। जैव सूचना विज्ञान आनुवंशिकी के क्षेत्र में जीनोम और उनके देखे गए उत्परिवर्तनों को अनुक्रमित करने के साथ-साथ एनोटेट करने में मदद करता है। यह प्रोटीन और जीन अभिव्यक्ति और विनियमन के विश्लेषण में भी भूमिका निभाता है। जैव सूचना विज्ञान के उपकरण जीनोमिक और आनुवंशिक डेटा की तुलना, विश्लेषण और व्याख्या करने में मदद करते हैं, और आम तौर पर आणविक जीव विज्ञान के विकासवादी पहलुओं को समझने में मदद करते हैं। संरचनात्मक जीव विज्ञान में, यह डीएनए, आरएनए, प्रोटीन और जैव-आणविक अंतःक्रियाओं के अनुकरण और मॉडलिंग में मदद करता है।
1950 के दशक की शुरुआत में, फ्रेडरिक सेंगर ने इंसुलिन के अनुक्रम को निर्धारित किया। इसके बाद, प्रोटीन अनुक्रम व्यापक रूप से उपलब्ध हो गए। कई अनुक्रमों की मैन्युअल रूप से तुलना करना अव्यावहारिक हो गया। इससे आणविक जीव विज्ञान में कंप्यूटर की भूमिका बढ़ गई। बाद में, अनुक्रम संरेखण और आणविक विकास के तरीके जारी किए गए। 1970 के दशक में, डीएनए अनुक्रमण के लिए नई तकनीकों को बैक्टीरियोफेज MS2 और øX174 पर लागू किया गया था, और विस्तारित न्यूक्लियोटाइड अनुक्रमों को सूचनात्मक और सांख्यिकीय एल्गोरिदम के साथ पार्स किया गया था। इन अध्ययनों ने स्पष्ट किया कि प्रसिद्ध विशेषताएं, जैसे कि कोडिंग सेगमेंट और ट्रिपल कोड, सीधे सांख्यिकीय विश्लेषणों में प्रकट होते हैं और इस प्रकार इस अवधारणा का प्रमाण थे कि जैव सूचना विज्ञान व्यावहारिक होगा।
रोगों की विभिन्न अवस्थाओं में सामान्य कोशिकीय क्रियाकलापों में परिवर्तन के तरीके का अध्ययन करने के लिए, इन गतिविधियों की एक व्यापक तस्वीर बनाने के लिए जैविक डेटा को जोड़ा जाना चाहिए। इसलिए, जैव सूचना विज्ञान इस तरह विकसित हुआ है कि अब सबसे अधिक दबाव वाला कार्य विभिन्न प्रकार के डेटा का विश्लेषण और व्याख्या है। इसमें प्रोटीन संरचनाएं, प्रोटीन डोमेन, अमीनो एसिड और न्यूक्लियोटाइड अनुक्रम शामिल हैं।
कम्प्यूटेशनल बायोलॉजी शब्द जैविक डेटा के विश्लेषण और व्याख्या की वास्तविक प्रक्रिया को दिया गया है। जैव सूचना विज्ञान और कम्प्यूटेशनल जीव विज्ञान में महत्वपूर्ण उप-विषयों में शामिल हैं;
जैव सूचना विज्ञान का प्रमुख लक्ष्य जैविक प्रक्रियाओं की समझ को बढ़ाना है। जो चीज इसे अन्य दृष्टिकोणों से अलग करती है, वह है इस लक्ष्य को प्राप्त करने के लिए कम्प्यूटेशनल रूप से गहन तकनीकों को विकसित करने और लागू करने पर ध्यान केंद्रित करना। उदाहरणों में विज़ुअलाइज़ेशन, मशीन लर्निंग एल्गोरिदम, डेटा माइनिंग और पैटर्न पहचान शामिल हैं। क्षेत्र में प्रमुख अनुसंधान प्रयासों में जीन खोज, अनुक्रम संरेखण, दवा डिजाइन, जीनोम असेंबली, दवा खोज, प्रोटीन संरचना भविष्यवाणी, प्रोटीन संरचना संरेखण, कोशिका विभाजन या माइटोसिस, और विकास का मॉडलिंग शामिल है।
