Sisu
- Genoomid sisaldavad palju teavet
- Bioloogilised andmed
- Tuhandete numbrite krigistamine
- Süsteemibioloogia
Genoomika on geneetika haru, mis uurib organismide genoomides ulatuslikke muutusi. Genoomika ja selle transkriptoomika alamväli, mis uurib DNA-st transkribeeritud RNA genoomilisi muutusi, uurib paljusid geene. Genoomika võib hõlmata ka DNA või RNA väga pikkade järjestuste lugemist ja joondamist. Sellise suuremahulise ja keeruka teabe analüüsimiseks ja tõlgendamiseks on vaja arvutite abi. Inimese mõistus, nii hea kui ta on, ei ole võimeline seda palju teavet käsitlema. Bioinformaatika on hübriidvaldkond, mis ühendab bioloogia ja infoteaduse teadmised, mis on arvutiteaduse alamvaldkond.
Genoomid sisaldavad palju teavet
Organismide genoomid on väga suured. Inimese genoomis on hinnanguliselt kolm miljardit aluspaari, mis sisaldavad umbes 25 000 geeni. Võrdluseks - puuviljakärbsel on hinnanguliselt 165 miljardit aluspaari, mis sisaldavad 13 000 geeni. Lisaks on genoomika alamväli, mida nimetatakse transkriptoomilisteks uuringuteks ja mille geenid organismi kümnete tuhandete hulgas lülitatakse sisse või välja teatud ajal, mitme ajapunkti ja mitme katsetingimuse korral igal ajahetkel. Teisisõnu, „omics” andmed sisaldavad tohutul hulgal teavet, mida inimmõistus ei suuda aru saada ilma bioinformaatikas arvutusmeetodite abita.
Bioloogilised andmed
Bioinformaatika on oluline geeniuuringute jaoks, kuna geneetilistel andmetel on con. See on bioloogia. Eluvormidel on teatud käitumisreeglid. Sama kehtib kudede ja rakkude, geenide ja valkude kohta. Nad suhtlevad teatud viisil ja reguleerivad üksteist teatud viisidel. Genoomikas genereeritavatel suuremahulistel ja keerukatel andmetel poleks mõtet ilma ühetaoliste teadmisteta eluvormide toimimisest. Genoomika genereeritud andmeid võidakse analüüsida samade meetoditega, mida kasutavad insenerid ja füüsikud, kes uurivad finantsturge ja fiiberoptikat, kuid andmete analüüsimine mõistlikul viisil nõuab teadmisi bioloogiast. Nii sai bioinformaatikast hindamatu hübriidne teadmiste väli.
Tuhandete numbrite krigistamine
Numbrite krigistamine on viis öelda, kuidas inimene arvutab. Bioinformaatika suudab mõne minutiga purustada kümneid tuhandeid numbreid, sõltuvalt sellest, kui kiiresti arvuti saab teavet töödelda. Omicsi uuringud kasutavad arvuteid algoritmide - matemaatiliste arvutuste - käivitamiseks suures mahus, et leida mustrid suurtest andmekogumitest. Tavalised algoritmid hõlmavad selliseid funktsioone nagu hierarhiline rühmitamine (vt viide 3) ja põhikomponentide analüüs. Mõlemad on meetodid seoste leidmiseks valimite vahel, millel on palju tegureid. See sarnaneb määramisega, kas teatud etnilised rühmad on telefoniraamatu kahe jaotise vahel tavalisemad: perekonnanimed, mis algavad tähega A, võrreldes perekonnanimedega, mis algavad tähega B.
Süsteemibioloogia
Bioinformaatika on võimaldanud uurida, kuidas käitub süsteem, millel on tuhandeid liikuvaid osi kõigi korraga liikuvate osade tasemel. See on nagu lindude karja jälgimine ühiselt või kalakool ujumine. Varem uurisid geneetikud ainult ühte geeni korraga. Ehkki sellel lähenemisviisil on endiselt uskumatult palju teeneid ja see jätkub ka edaspidi, on bioinformaatika võimaldanud uusi avastusi. Süsteemibioloogia on lähenemisviis bioloogilise süsteemi uurimisele, arvutades mitu liikuvat osa, näiteks uurides lindude erinevate taskute ühist kiirust, mis lendavad ühe suure, keerduva karjana.