بیوانفورماتیک
از ویکیپدیا، دانشنامه آزاد
برای مجله ، به Bioinformatics (ژورنال) مراجعه کنید .
بیوانفورماتیک اولیه al تراز محاسباتی توالی های تجربی تعیین شده از یک کلاس از پروتئین های مرتبط. برای اطلاعات بیشتر به تجزیه و تحلیل دنباله مراجعه کنید .
نقشه کروموزوم X انسان (از وب سایت مرکز ملی اطلاعات بیوتکنولوژی ).
| بخشی از یک سری در |
| بیوشیمی |
|---|
 |
| اجزای کلیدی |
| تاریخچه بیوشیمی |
| واژه نامه ها |
| پورتال ها: بیوشیمی |
| بخشی از یک سری در |
| زیست شناسی تکاملی |
|---|
 نتیجه های داروین توسط جان گولد |
موضوعات کلیدی[نمایش] |
فرایندها و نتایج[نمایش] |
تاریخ طبیعی[نمایش] |
تاریخ نظریه تکاملی[نمایش] |
زمینه ها و برنامه های کاربردی[نمایش] |
پیامدهای اجتماعی[نمایش] |
بیوانفورماتیک / ˌ b aɪ . oʊ ˌ ɪ N F ər متر æ تی ɪ K بازدید کنندگان / ( گوش دادن )
یک IS میان رشته ای درست است که توسعه روش ها و ابزارهای نرم افزار برای درک بیولوژیکی داده ها، به ویژه هنگامی که مجموعه داده های بزرگ و پیچیده هستند. به عنوان یک رشته علوم میان رشته ای ، بیوانفورماتیک ترکیبی از زیست شناسی ، علوم کامپیوتر ، مهندسی اطلاعات ، ریاضیات و آمار است.تجزیه و تحلیل و تفسیر داده های بیولوژیکی. از بیوانفورماتیک در تجزیه و تحلیل سیلیکون پرس و جوهای بیولوژیکی با استفاده از تکنیک های ریاضی و آماری استفاده شده است. [ نیاز به توضیح ]
Bioinformatics شامل مطالعات بیولوژیکی است که از برنامه نویسی رایانه به عنوان بخشی از متدولوژی آنها استفاده می کند ، و همچنین یک تجزیه و تحلیل خاص "خطوط لوله" که بارها و بارها مورد استفاده قرار می گیرند ، به خصوص در زمینه ژنومیک است . کاربردهای رایج بیوانفورماتیک شامل شناسایی ژنهای نامزدها و پلی مورفیسمهای تک نوکلئوتیدی ( SNP ) است. اغلب ، چنین شناسایی با هدف درک بهتر پایه ژنتیکی بیماری ، سازگاری های منحصر به فرد ، خواص مطلوب (به ویژه در گونه های کشاورزی) یا تفاوت بین جمعیت ها انجام می شود. به روش کمتری ، بیوانفورماتیک نیز سعی دارد اصول سازمانی موجود در اسید نوکلئیک و پروتئین را درک کندتوالی ها ، پروتئومیکس نامیده می شود . [1]
فهرست
- 1مقدمه
- 2تجزیه و تحلیل توالی
- 3بیان ژن و پروتئین
- 4تجزیه و تحلیل سازمان سلولی
- 5بیوانفورماتیک ساختاری
- 6زیست شناسی شبکه و سیستم ها
- 7دیگران
- 8بانکهای اطلاعاتی
- 9نرم افزار و ابزار
- 10بسترهای آموزشی
- 11همایش ها
- 12همچنین ببینید
- 13منابع
- 14خواندن بیشتر
- 15لینک های خارجی
مقدمه [ ویرایش ]
بیوانفورماتیک به بخش مهمی از بسیاری از زمینه های زیست شناسی تبدیل شده است. در زیست شناسی مولکولی تجربی ، تکنیک های بیوانفورماتیک مانند پردازش تصویر و سیگنال امکان استخراج نتایج مفید از مقادیر زیادی از داده های خام را فراهم می کنند. در زمینه ژنتیک ، در ترتیب بندی و حاشیه نویسی ژنوم و جهش مشاهده شده آنها کمک می کند . این ماده در استخراج متن ادبیات بیولوژیکی و توسعه هستی شناسی های بیولوژیکی و ژنی نقش داردبرای سازماندهی و جستجوی داده های بیولوژیکی. همچنین در تحلیل ژن و بیان پروتئین و تنظیم آنها نقش دارد. ابزارهای بیوانفورماتیک در مقایسه ، تجزیه و تحلیل و تفسیر داده های ژنتیکی و ژنومی و به طور کلی در درک جنبه های تکاملی زیست شناسی مولکولی کمک می کنند. در سطح یکپارچه تر ، به تجزیه و تحلیل و فهرست بندی مسیرهای بیولوژیکی و شبکه هایی که بخش مهمی از زیست شناسی سیستم ها هستند کمک می کند . در زیست شناسی ساختاری ، در شبیه سازی و مدل سازی DNA ، [2] RNA ، [2] [3] پروتئین ها [4] و همچنین تعامل بیومولکولی کمک می کند. [5] [6] [7] [8]
تاریخچه [ ویرایش ]
از نظر تاریخی ، اصطلاح بیوانفورماتیک به معنای امروز معنی آن نبوده است. Paulien Hogeweg و Ben Hesper آن را در سال 1970 ابداع كردند تا به مطالعه فرايندهاي اطلاعاتي در سيستم هاي زيستي اشاره كند. [9] [10] [11] این تعریف بیوانفورماتیک را به عنوان میدانی موازی با بیوشیمی (مطالعه فرایندهای شیمیایی در سیستمهای بیولوژیکی) قرار داد. [9]
دنباله ها [ ویرایش ]
توالی مواد ژنتیکی اغلب در بیوانفورماتیک مورد استفاده قرار می گیرد و مدیریت آنها با استفاده از کامپیوتر آسان تر از دستی است.
کامپیوترها در زیست شناسی مولکولی ضروری تبدیل شد زمانی که توالی پروتئین موجود تبدیل شد پس از فردریک سانگر تعیین توالی انسولین در اوایل 1950s. مقایسه چندین سکانس به صورت دستی غیر عملی بوده است. پیشگام این رشته مارگارت اوکلی دایوف بود . [12] او یکی از اولین پایگاه داده های توالی پروتئین را گردآوری کرد ، که در ابتدا به صورت کتاب منتشر شد [13] و روش های پیشگام تراز دنباله و تکامل مولکولی. [14] یکی دیگر از مشاغل ابتدایی بیوانفورماتیک ، الوین A. کبود بود، که تجزیه و تحلیل توالی بیولوژیکی در سال 1970 با حجم جامع خود را از دنباله آنتی بادی با تای ته وو بین سال های 1980 و 1991. منتشر پیشگام [15] در سال 1970، تکنیک های جدید برای DNA توالی به باکتریوفاژ MS2 و øX174 و توالی نوکلئوتیدهای طولانی به کار گرفته شد سپس با الگوریتم های اطلاعاتی و آماری تجزیه و تحلیل شد. این مطالعات نشان می دهد که ویژگی های شناخته شده ، مانند بخش های برنامه نویسی و کد سه گانه ، در آنالیزهای آماری مستقیم آشکار می شوند و بنابراین اثبات این مفهوم هستند که بیوانفورماتیک بصیرت بخش است. [16] [17]
اهداف [ ویرایش ]
برای مطالعه چگونگی تغییر فعالیتهای سلولی طبیعی در حالتهای مختلف بیماری ، دادههای بیولوژیکی باید ترکیب شوند تا تصویری جامع از این فعالیتها ایجاد شود. بنابراین ، زمینه بیوانفورماتیک به گونه ای تکامل یافته است که پر فشار ترین کار در حال حاضر شامل تجزیه و تحلیل و تفسیر انواع مختلف داده ها است. این شامل توالی نوکلئوتید و اسیدهای آمینه ، حوزه پروتئین و ساختار پروتئین است . [18] فرایند واقعی تجزیه و تحلیل و تفسیر داده ها به عنوان زیست شناسی محاسباتی گفته می شود . رشته های فرعی مهم در بیوانفورماتیک و زیست شناسی محاسباتی شامل موارد زیر است:
- تدوین و اجرای برنامه های رایانه ای که امکان دستیابی کارآمد ، انواع مختلفی از اطلاعات را به مدیریت ، مدیریت و استفاده از آنها می دهد
- توسعه الگوریتم های جدید (فرمول های ریاضی) و اقدامات آماری برای ارزیابی روابط بین اعضای مجموعه های بزرگ داده. به عنوان مثال ، روش هایی برای یافتن ژن در یک دنباله ، پیش بینی ساختار پروتئین و / یا عملکرد و خوشه بندی توالی پروتئین در خانواده های توالی های مرتبط وجود دارد.
هدف اصلی بیوانفورماتیک افزایش درک فرآیندهای بیولوژیکی است. با این وجود ، آنچه آن را از رویکردهای دیگر جدا می کند ، تمرکز آن بر توسعه و استفاده از تکنیک های محاسباتی فشرده برای دستیابی به این هدف است. مثالها عبارتند از: تشخیص الگوی ، داده کاوی ، الگوریتم های یادگیری ماشین و تجسم . تلاش های تحقیقاتی عمده در زمینه عبارتند از همردیفی توالی ، یافته ژن ، ژنوم مونتاژ ، طراحی دارو ، مواد مخدر کشف ، تراز ساختار پروتئین ، پیش بینی ساختار پروتئین ، پیش بینیبیان ژن و فعل و انفعالات پروتئین و پروتئین ، مطالعات مرتبط با ژنوم گسترده ، مدل سازی تکامل و تقسیم سلولی / میتوز
Bioinformatics اکنون مستلزم ایجاد و پیشرفت بانکهای اطلاعاتی ، الگوریتمها ، تکنیکهای محاسباتی و آماری و نظریه برای حل مشکلات رسمی و عملی ناشی از مدیریت و تجزیه و تحلیل داده های بیولوژیکی است.
طی چند دهه گذشته ، پیشرفت های سریع در ژنومی و سایر فناوری های تحقیقاتی مولکولی و تحولات فن آوری اطلاعات با هم ترکیب شده اند تا بتوانند حجم عظیمی از اطلاعات مربوط به زیست شناسی مولکولی را تولید کنند. Bioinformatics نامی است که به این رویکردهای ریاضی و محاسباتی داده می شود که برای درک بهتر فرآیندهای بیولوژیکی مورد استفاده قرار می گیرد.
فعالیتهای رایج در بیوانفورماتیک شامل نقشه برداری و تجزیه و تحلیل توالی های DNA و پروتئین ، تراز کردن توالی های DNA و پروتئین برای مقایسه آنها و ایجاد و مشاهده مدلهای 3 بعدی ساختارهای پروتئین است.
منبع