Bioinformatyka

Co to jest bioinformatyka?

Bioinformatyka to zastosowanie technologii obliczeniowej do obsługi szybko rosnącego repozytorium informacji związanych z biologią molekularną. Bioinformatyka łączy różne dziedziny nauki, w tym informatykę, biologię molekularną, biotechnologię, statystykę i inżynierię. Jest szczególnie przydatny do zarządzania i analizowania dużych zbiorów danych, takich jak te generowane w dziedzinach genomiki i proteomiki.

Zrozumieć bioinformatykę

Chociaż dziedzina bioinformatyki istnieje od dziesięcioleci, katalizatorem jej szybkiego rozwoju w obecnym tysiącleciu był Human Genome Project, przełomowy międzynarodowy projekt badawczy ukończony w kwietniu 2003 r., Który po raz pierwszy udostępnił kompletny plan genetyczny istota ludzka.

Bioinformatyka znajduje zastosowanie w coraz większej liczbie dziedzin, takich jak sekwencjonowanie genów, badania ekspresji genów iodkrywanie leków. Na przykład w medycynie bioinformatyka może służyć do identyfikacji powiązań między określonymi chorobami i sekwencjami genów, które je wywołują. Dziedzina farmakogenomiki wykorzystuje dane bioinformatyczne do dostosowywania leczenia do pacjentów, którzy je przyjmują, na podstawie ich DNA.

Bioinformatykę można również wykorzystać do opracowania skuteczniejszych szczepionek poprzez opracowanie nowych, silniejszych przeciwciał.

Cele bioinformatyki

Dziedzina bioinformatyki ma trzy główne cele:

• Aby efektywnie organizować ogromne ilości danych z zakresu biologii molekularnej
• Opracowanie narzędzi wspomagających analizę takich danych
• Dokładna i znacząca interpretacja wyników

Pojawienie się i szybki rozwój bioinformatyki wynikał z ogromnego wzrostu mocy obliczeniowej i technologii laboratoryjnej. Te postępy umożliwiły przetwarzanie i analizowanie informacji cyfrowych – DNA, genów i genomów – w samym sercu życia.

Ponieważ bioinformatyka może być stosowana w każdym systemie, w którym informacje można przedstawić cyfrowo, można ją zastosować w całym spektrum żywych organizmów, od pojedynczych komórek po złożone ekosystemy.

Przykład tego, do czego zdolna jest bioinformatyka

Aby zrozumieć zdumiewające ilości danych i informacji, z którymi boryka się bioinformatyka, weźmy pod uwagę ludzki genom. Genom to kompletny zestaw DNA organizmu.

Cząsteczki DNA składają się z dwóch skręconych, sparowanych nici, a każda nić składa się z zasad nukleotydowych, które obejmują:

• Adenina (A)
• Tymina (T)
• Guanina (G)
• Cytozyna (C)

Genom ludzki zawiera około 3 miliardy tych par zasad. Sekwencjonowanie genomu wymagało ustalenia dokładnej kolejności wszystkich 3 miliardów tych nukleotydów DNA, co nie byłoby możliwe bez ogromnej mocy obliczeniowej.

Naukowcy zdekodowali DNA tysięcy organizmów, tworząc ogromną bibliotekę danych genetycznych.

Stworzyło to wiele podpól, które wykorzystują te dane na różne sposoby. Przykładem jest obliczeniowa biologia ewolucyjna. Ta dziedzina badań skupia się na tym, jak DNA gatunku zmienia się w czasie, dostarczając znacznie bardziej szczegółowych informacji, niż mogłyby dostarczyć fizyczne porównania.