Tin sinh học là một lĩnh vực đang phát triển nhanh chóng trong xã hội hiện đại. Nó liên quan đến việc tập hợp dữ liệu sinh học và các công cụ phần mềm để dễ hiểu hơn. Chúng ta hãy đi sâu vào và tìm hiểu thêm.
Khi kết thúc chủ đề này, bạn dự kiến sẽ;
Tin sinh học đề cập đến một lĩnh vực liên ngành chịu trách nhiệm phát triển các phương pháp và công cụ phần mềm được sử dụng để hiểu dữ liệu sinh học . Thuật ngữ “Tin sinh học” ban đầu được đặt ra bởi Ben Hesper và Paulien Hogewen vào năm 1970. Là một lĩnh vực khoa học liên ngành, tin sinh học kết hợp thống kê, toán học, kỹ thuật thông tin, sinh học và khoa học máy tính. Mục đích chính của tin sinh học là phân tích và giải thích dữ liệu sinh học. Trong silico các phân tích về các truy vấn sinh học đã được thực hiện bằng tin học sử dụng các kỹ thuật thống kê và toán học.
Tin sinh học liên quan đến các nghiên cứu sinh học sử dụng lập trình máy tính làm phương pháp luận chủ yếu trong lĩnh vực gen . Các ứng dụng chính của tin sinh học bao gồm việc xác định các gen ứng viên và đa hình nucleotide đơn (SNP). Những nhận dạng như vậy thường được thực hiện với mục đích hiểu rõ hơn về cơ sở di truyền của các dạng thích nghi độc đáo, bệnh tật, các đặc tính mong muốn hoặc sự khác biệt giữa các quần thể. Theo một cách ít chính thức hơn, tin sinh học cũng cố gắng hiểu các nguyên tắc tổ chức trong chuỗi protein và axit nucleic được gọi là proteomics .
Tin sinh học đã trở thành một phần quan trọng của nhiều lĩnh vực sinh học. Trong sinh học phân tử thực nghiệm, các kỹ thuật tin sinh học như xử lý hình ảnh và tín hiệu cho phép trích xuất các kết quả hữu ích từ một lượng lớn dữ liệu thô. Tin sinh học giúp giải trình tự cũng như chú thích các bộ gen và các đột biến quan sát được của chúng trong lĩnh vực di truyền học . Nó cũng đóng một vai trò trong việc phân tích sự biểu hiện và điều hòa của protein, gen. Các công cụ của tin sinh học giúp so sánh, phân tích cũng như giải thích dữ liệu gen và di truyền, và nói chung là hiểu biết về các khía cạnh tiến hóa của sinh học phân tử. Trong sinh học cấu trúc, nó giúp mô phỏng và mô hình hóa các tương tác DNA, RNA, protein và phân tử sinh học.
Vào đầu những năm 1950, Frederick Sanger đã xác định trình tự của insulin. Sau đó, trình tự protein trở nên phổ biến rộng rãi. Việc so sánh thủ công một số trình tự đã trở nên không thực tế. Điều này đã làm tăng vai trò của máy tính trong sinh học phân tử. Sau đó, các phương pháp sắp xếp trình tự và tiến hóa phân tử đã được phát hành. Vào những năm 1970, các kỹ thuật mới để giải trình tự DNA đã được áp dụng cho thực khuẩn thể MS2 và øX174, và các trình tự nucleotide mở rộng sau đó được phân tích cú pháp bằng các thuật toán thống kê và thông tin. Những nghiên cứu này đã minh họa rằng các tính năng nổi tiếng, chẳng hạn như các đoạn mã hóa và mã bộ ba, được tiết lộ trong các phân tích thống kê đơn giản và do đó là bằng chứng cho khái niệm rằng tin sinh học sẽ là sâu sắc.
Để nghiên cứu cách thức mà các hoạt động bình thường của tế bào bị thay đổi trong các trạng thái bệnh tật khác nhau, dữ liệu sinh học phải được kết hợp để tạo thành một bức tranh toàn cảnh về các hoạt động này. Do đó, tin sinh học đã phát triển đến mức nhiệm vụ cấp bách nhất hiện nay là phân tích và giải thích các loại dữ liệu khác nhau. Điều này bao gồm cấu trúc protein, miền protein, trình tự axit amin và nucleotide.
Sinh học tính toán là thuật ngữ chỉ quá trình thực tế phân tích và giải thích dữ liệu sinh học. Các ngành phụ quan trọng trong tin sinh học và sinh học tính toán bao gồm;
Mục tiêu chính của tin sinh học là tăng cường hiểu biết về các quá trình sinh học. Điều khiến nó trở nên khác biệt so với các phương pháp tiếp cận khác là nó tập trung vào việc phát triển cũng như áp dụng các kỹ thuật tính toán chuyên sâu để đạt được mục tiêu này. Ví dụ bao gồm trực quan hóa, thuật toán học máy, khai thác dữ liệu và nhận dạng mẫu. Các nỗ lực nghiên cứu chính trong lĩnh vực này bao gồm tìm kiếm gen, sắp xếp trình tự, thiết kế thuốc, lắp ráp bộ gen, khám phá thuốc, dự đoán cấu trúc protein, sắp xếp cấu trúc protein, phân chia hoặc nguyên phân tế bào và mô hình hóa quá trình tiến hóa.
