وبلاگ چت روم کامپیوتر و شبکه در سایت الفور
بیوانفورماتیک دانش استفاده از علوم کامپیوتر و آمار و احتمالات در شاخه زیست‌شناسی مولکولی است. در چند دهه اخیر، پیشرفت در زیست‌شناسی مولکولی و تجهیزات مورد نیاز تحقیق در این زمینه باعث افزایش سریع تعیین توالی ژنوم بسیاری از گونه‌های موجودات شد، تا جایی که پروژه‌های تعیین توالی ژنوم‌ها از پروژه‌های بسیار رایج به حسب می‌آیند.امروزه توالی ژنوم بسیاری از موجودات ساده مانند باکتری‌ها تا موجودات بسیار پیشرفته چون یوکاریوت‌های پیچیده شناسایی شده‌است. پروژه شناسایی ژنوم انسان در سال 1990 آغاز شد و در سال 2003 پایان یافت و اکنون اطلاعات کامل مربوط به توالی هر 24 کروموزوم انسان موجود است.
بیوانفورماتیک زیست‌شناسی محاسباتی، استفاده از تکنیک‌هایی مانند ریاضی کاربردی، انفورماتیک، آمار، علوم کامپیوتر، هوش‌مصنوعی، شیمی و بیوشیمی را دربردارند تا مسایل زیست‌شناختی را که معمولاً در سطح مولکولی هستند حل کنند. تحقیق در زیست‌شناسی محاسباتی، با زیست‌شناسی سیستم‌ها هم‌پوشانی‌هایی دارد. تلاش‌های پژوهشی اصلی در این رشته عبارتند از: تنظیم توالی، کشف ژن، گردآوری ژنوم، تنظیم ساختار پروتئینی، پیشگویی ساختار پروتئینی، پیش‌بینی عبارت ژن و تعاملات پروتئین- پروتئین و مدلسازی تکامل.
واژه‌های بیوانفورماتیک و زیست‌شناسی محاسباتی اغلب به‌جای یکدیگر به‌کار می‌روند. به‌هرحال بیوانفورماتیک، به‌گونه مناسب‌تری به ایجاد و توسعه الگوریتم‌ها، تکنیک‌های محاسباتی و آماری و تئوری اشاره می‌کند که برای حل مسایلی رسمی و عملی به‌کار می‌روند که توسط مدیریت و تحلیل داده‌های زیست‌شناختی مطرح‌شده یا از آن الهام می‌گیرند. از طرف دیگر زیست‌شناسی محاسباتی به تحقیق مبتنی بر فرضیه در مورد یک مسأله خاص زیست‌شناسی با استفاده از رایانه می‌پردازد که با داده‌های عملی و شبیه‌سازی شده انجام می‌شود و با هدف اصلی کشف و توسعه دانش زیست‌شناختی همراه است. تمایز مشابهی توسط موسسه ملی سلامت آمریکا در کار بر روی تعریف بیوانفورماتیک و زیست‌شناسی محاسباتی انجام شده‌است که در آن تأکید بیشتر بر این است که پیوند محکمی از پیشرفت‌ها و دانش میان تحقیقات بیشتر مبتنی بر فرضیه زیست‌شناسی محاسباتی و پژوهش مبتنی بر تکنیک بیوانفورماتیک وجود دارد. همچنین زیست‌شناسی محاسباتی شامل دو زیرشاخه کمتر شناخته شده ولی به یک اندازه مهم است: بیوشیمی محاسباتی و بیوفیزیک محاسباتی.
یک خط مشترک در بیوانفورماتیک و زیست‌شناسی محاسباتی، استفاده از ابزارهای ریاضی برای استخراج اطلاعات مفید از داده‌های تولیدشده توسط تکنیک‌های زیست‌شناختی با برون‌ده بالا نظیر توالی ژنوم است. یک مسأله نمونه در بیوانفورماتیک، گردآوری توالی ژنوم با کیفیت بالا از یک توالی DNA تکه‌تکه شده تفنگ ساچمه‌ای است. دیگر مسایل معمول عبارتند از مطالعه قواعد ژن با استفاده از داده‌هایی از ریزآرایه‌ها یا طیف‌سنجی جرمی.
بانک‌های اطلاعاتی ِ توالی چون بانکِ ژن و EMBL به طور نمایی رشد کرده‌اند. این سیل اطلاعات، ذخیره سازی، سامان دادن و فهرست دار کردن دقیق اطلاعات را ضروری کرده‌است. با پیشرفت چشم گیر فناوری اطلاعات و کاربردهای آن، ادغام دو علم زیست‌شناسی و فناوری اطلاعات راه گشای این امر شد. به این ترتیب اوایل سال 1957 رشته بیوانفورماتیک با هدف استفاده از رایانه‌ها، نرم‌افزارها و بانک‌های اطلاعاتی جهت ذخیره سازی و بازیابی اطلاعات در مطالعات بیولوژیکی شکل گرفت. با پیشرفت بیوانفورماتیک حضور سایر رشته‌ها نیز ضروری شد. برای تحلیل داده‌ها و نتیجه گیری از آنها حضور علم آمار لازم شد. حجم بالای اطلاعات و پردازش آنها نیز وجود رایانه‌های پیشرفته تری را می‌طلبید. بنابراین، بیوانفورماتیک یک تخصص میان رشته‌ای است که با ادغام زیست‌شناسی، ریاضیات به ویژه آمار، علوم کامپیوتر و فناوری اطلاعات به وجود آمده‌است. از مهمترین کارها در بیوانفورماتیک تجزیه و تحلیل اطلاعات توالی است. زیست‌شناسی محاسباتی نامی است که به این فرآیند داده شده‌است و شامل موارد زیر است:
دو فعالیت برجسته در بیوانفورماتیک، پروتئومیک و ژنومیک هستند. از شاخه‌های دیگر علوم زیستی همچون متابولیک و ترانسکریپتومیک نیز استفاده می‌شود. لازم به ذکر است سه بانک DDBJ در ژاپن و EBI در اروپا و NCBI در آمریکا روزانه تمام اطلاعات ژنتیکی که به هر کدام از این سه بانک ارسال می‌شود را در بین هم به اشتراک میگذراند . این سه بانک به علت ارائه ابزارهای جانبی می‌توانند کاربردهای متفاوتی داشته باشند.سایت پیش تاز در بین این سه سایت در ارائه نرم افزارها و بانک‌های کاربردی NCBI می‌باشد.
1. تحلیل توالی‌های ژنوم
2. پیش بینی ساختار سه بعدی پروتئین
دو اصل مهم برای تعیین ساختار سه بعدی پروتئین از روی توالی آن وجود دارد که هر کدام روش جداگانه‌ای ارائه می‌دهند:
3. تحلیل کارکردی در سطح ژنوم
4. ایجاد و مدیریت پایگاه‌های داده ای
5. مدل سازی ریاضی و فرآیندهای حیات
Baldi P. and Brunak S. (2001), Bioinformatics: The Machine Learning Approach, 2nd edition. MIT Press.
Barnes, M.R. and Gray I.C. (2003), Bioinformatics for Geneticists, first edition. Wiley.
Baxevanis, A.D. and Ouellette, B.F.F., eds., Bioinformatics: A Practical Guide to the Analysis of Genes and Proteins, third edition. Wiley, 2005.
Claverie, J.M. and C. Notredame (2003), Bioinformatics for Dummies. Wiley.
Durbin, R., S. Eddy, A. Krogh and G. Mitchison (1998), Biological sequence analysis. Cambridge University Press.
نوشته شده توسط لادن در چهارشنبه 90/2/21 و ساعت 11:12 صبح | نظرات دیگران()
.jpg)
