Sisältö
Genomiikka on genetiikan haara, joka tutkii organismien genomien laajamittaisia muutoksia. Genomiikka ja sen transkriptiikan alakenttä, joka tutkii genomin laajuisia muutoksia RNA: ssa, joka transkriboidaan DNA: sta, tutkii monia geenejä kerran. Genomiikka voi myös sisältää DNA: n tai RNA: n erittäin pitkien sekvenssien lukemisen ja kohdistamisen. Tällaisen laaja-alaisen monimutkaisen datan analysointi ja tulkinta vaatii tietokoneiden apua. Ihmismieli, sellaisenaan se ei kykene käsittelemään niin paljon tietoa. Bioinformatiikka on hybridi-ala, joka yhdistää biologian ja informaatiotieteiden tiedon, joka on tietotekniikan osa-alue.
Genomit sisältävät paljon tietoa
Organismien genomit ovat erittäin suuret. Ihmisen genomissa arvioidaan olevan kolme miljardia emäsparia, jotka sisältävät noin 25 000 geeniä. Vertailun vuoksi hedelmäkärpäsen arvioidaan olevan 165 miljardia emäsparia, jotka sisältävät 13 000 geeniä. Lisäksi genomian alakenttä, nimeltään transkriptiatutkimukset, jotka geenit kymmenien tuhansien joukossa organismissa kytkeytyvät päälle tai pois päältä tiettynä ajankohtana, monien ajankohtien ja useiden kokeellisten olosuhteiden välillä kussakin ajankohdassa. Toisin sanoen ”omics” -tiedot sisältävät valtavia määriä tietoa, jota ihmisen mieli ei voi ymmärtää ilman bioinformatiikan laskennallisten menetelmien apua.
Biologiset tiedot
Bioinformatiikka on tärkeä geenitutkimukselle, koska geenitiedoilla on con. Tämä on biologia. Elämänmuodoilla on tietyt käyttäytymissäännöt. Sama koskee kudoksia ja soluja, geenejä ja proteiineja. He ovat vuorovaikutuksessa tietyillä tavoilla ja säätelevät toisiaan tietyillä tavoilla. Genomiikassa tuotettavalla laaja-alaisella ja monimutkaisella tiedolla ei olisi järkeä ilman yhtenäistä tietoa elämän muotojen toimivuudesta. Genomiikan tuottamaa tietoa voidaan analysoida samoilla menetelmillä, joita insinöörit ja fyysikot käyttivät tutkiessaan rahoitusmarkkinoita ja kuituoptiikkaa, mutta tietojen analysointi järkevällä tavalla vaatii biologian tuntemusta. Siten bioinformatiikasta tuli korvaamaton hybridi osaamisalue.
Crunching tuhansia numeroita
Numeroiden murskaus on tapa sanoa, että yksi tekee laskelmia. Bioinformatiikka pystyy murtaamaan kymmeniä tuhansia numeroita muutamassa minuutissa riippuen siitä, kuinka nopeasti tietokone pystyy käsittelemään tietoja. Omics-tutkimus käyttää tietokoneita algoritmien - matemaattisten laskelmien - suorittamiseen suuressa mittakaavassa, jotta löydetään malleja suurista tietojoukoista. Yleisiin algoritmeihin sisältyy toimintoja, kuten hierarkkinen klusterointi (katso viite 3) ja pääkomponenttianalyysi. Molemmat ovat tekniikoita suhteiden löytämiseksi näytteiden välillä, joissa on monia tekijöitä. Tämä on samanlainen kuin sen määrittäminen, ovatko tietyt etnisyydet yleisempiä puhelinluettelon kahden osan välillä: sukunimet, jotka alkavat A: lla, verrattuna sukunimiin, jotka alkavat B: llä.
Järjestelmäbiologia
Bioinformatiikka on mahdollistanut tutkimuksen, kuinka järjestelmä, jossa on tuhansia liikkuvia osia, käyttäytyy kaikkien kerralla liikkuvien osien tasolla. Se on kuin lintuparven katseleminen lennättävän soisonissa tai kalojen koiran uiminen soisonissa. Aikaisemmin geneetikot ovat tutkineet vain yhtä geeniä kerrallaan. Vaikka tällä lähestymistavalla on edelleen uskomattoman paljon ansioita ja se tulee jatkossakin olemaan, bioinformatiikka on mahdollistanut uusien löytöjen tekemisen. Järjestelmäbiologia on lähestymistapa biologisen järjestelmän tutkimiseen kvantifioimalla useita liikkuvia osia, kuten tutkimalla lintujen eri taskujen kollektiivista nopeutta, jotka lentävät yhtenä suurena, kääntyvänä parvena.