Tartalom
A genomika a genetika egyik ága, amely a szervezetek genomjainak nagyszabású változásait vizsgálja. A genomika és annak transzkriptika almezeje, amely a DNS-ből átírt RNS genomszintű változásait vizsgálja, sok gént egyszer vizsgál. A genomika magában foglalhatja a DNS vagy RNS nagyon hosszú szekvenciáinak olvasását és igazítását. Az ilyen nagyszabású, összetett adatok elemzéséhez és értelmezéséhez a számítógépek segítségére van szükség. Az emberi elme, bármennyire is nagyszerű, képtelen kezelni ilyen sok információt. A bioinformáció egy hibrid terület, amely összekapcsolja a biológia és az informatika tudását, amely a számítástechnika alterülete.
A genomok sok információt tartalmaznak
A szervezetek genomjai nagyon nagyok. Az emberi genom becslések szerint három milliárd bázispárt tartalmaz, amelyek körülbelül 25 000 gént tartalmaznak. Összehasonlításképpen becslések szerint a gyümölcslegy 165 milliárd alappárt tartalmaz, amelyek 13 000 gént tartalmaznak. Ezen túlmenően, a genomika almezője, az úgynevezett transzkriptikai tanulmányok, amelyeknek a gének a szervezet tízezrei között egy adott időben be- vagy kikapcsolódnak, több időponton és több kísérleti körülményenként, minden időpontban. Más szavakkal, az „omics” adatok hatalmas mennyiségű információt tartalmaznak, amelyeket az emberi elme nem képes megérteni a bioinformatika számítási módszerei nélkül.
Biológiai adatok
A bioinformatika fontos a genetikai kutatás szempontjából, mivel a genetikai adatoknak van hátránya. Ez a biológia. Az életformák bizonyos viselkedési szabályokkal rendelkeznek. Ugyanez vonatkozik a szövetekre és a sejtekre, a génekre és a fehérjékre. Bizonyos módon kölcsönhatásba lépnek, és bizonyos módon szabályozzák egymást. A genomikában előállított nagyszabású, összetett adatoknak nincs értelme az életformák működésének egységes ismerete nélkül. A genomika által generált adatokat ugyanazzal a módszerrel lehet elemezni, amelyet a pénzügyi piacokat és a száloptikát tanulmányozó mérnökök és fizikusok használtak, de az adatok értelmezéséhez ésszerű módon szükség van a biológia ismeretére. Így a bioinformatika felbecsülhetetlen hibrid tudásmezővé vált.
Több ezer szám összeroppant
A számgörgetés azt jelenti, hogy számításokat végeznek. A bioinformatika néhány perc alatt képes több tízezer szám összetörésére, attól függően, hogy a számítógép milyen gyorsan tudja feldolgozni az információkat. Az Omics kutatás számítógépeket használ az algoritmusok - matematikai számítások - nagy léptékű futtatására annak érdekében, hogy a nagy adathalmazokban mintákat találjon. A szokásos algoritmusok olyan funkciókat tartalmaznak, mint a hierarchikus klaszterezés (lásd 3. referencia) és a főkomponens-elemzés. Mindkettő a minták közötti kapcsolatok megtalálásának technikája, amelyekben sok tényező van. Ez hasonló ahhoz, hogy meghatározzuk, hogy bizonyos etnikai hovatartozások gyakoribbak-e a telefonkönyv két részében: az A névvel kezdődő vezetéknevek, szemben a B betűvel kezdődő vezetéknevekkel.
Rendszerbiológia
A bioinformatika lehetővé tette annak tanulmányozását, hogy viselkedik-e egy olyan rendszer, amelyben több ezer mozgó alkatrész működik az összes mozgó alkatrész szintjén. Olyan, mintha egy madárnyáj nézi egységesen repülni, vagy egy halak iskolája úszik egységesen. Korábban a genetikusok egyszerre csak egy gént vizsgáltak. Noha ez a megközelítés továbbra is hihetetlenül sok érdemet jelent, és továbbra is meg fogja tenni, a bioinformatika új felfedezéseket tett lehetővé. A rendszerbiológia egy biológiai rendszer tanulmányozásának megközelítése több mozgó rész mennyiségi meghatározásával, például a különféle madarak zsebének együttes sebességének tanulmányozásával, amelyek egy nagy, lengő nyájként repülnek.