۲ فروردین ۱۳۹۳
 
نوشته شده توسط : مدیر

علم بیوانفورماتیک ترکیبی از علوم رایانه ای و زیست شناسی است . در این علم نرم افزارهای رایانه ای و بانک های اطلاعاتی برایحل و پاسخگویی به مسائل زیست شناسی بخ کار می روند.دو فعالیت اصلی مشخصصات علم بیوانفورماتیک ژنومیک و پروتئومیک است علاوه برآن ، در علم بیوانفورماتیک مقوله هایی مثل ترانسکویپتومیک و متابولومیک نیز بررسی می شوند ژنومیک شامل تحلیل داده هایی ژنی و ژن هاست . به عبارت دیگر، ژنومیک شامل بررسی ژنوم جاندار به کمک رایانه است . بنابر این این علم ژنومیک شامل بررسی ، شناسایی ، تحلیل و مقایسه ی توالی  نوکلئوتیدهای ژن یا ژن های یک جاندار زنده است .علم ژنومیک توالی نوکلئوتیدها در افراد یک گونه را با هم و با افراد سایر گونه ها مقایسه  می کنندو پروتئومیک شامل مطالعه ، شناسایی ، تحلیل و مقایسه ی توالی آمینواسید های پروتئین ها  یا پروتئین های جانداران زنده است . دراین علم به ساختار فضایی و مولکولی وحتی آرایش فضایی اتم های یک پروتئین توجه می کنند. در ترانسکریپتومیک توالی نوکلئوتیدهای mRNA در یک جاندار بررسی و تحلیل و با دیگر mRNA ها مقایسه می شوند . در این علم به مباحثی همچون پردازش RNA توجه می کنند. بیوانفورماتیک که شامل این مباحث است ، علمی وابسته به رایانه است و به کمک آن به تحلیل های زیستی می پردازد.
در شکل زیرطراحی کلی از علم بیوانفورماتیک و جایگاه آن در دنیای علم به تصویر کشیده شده است.

1

در علم بیوانفورماتیک ، نخست یافته های حاصل از پدیده های زیستی و به خصوص  ژنتیک و زیست شناسی سلولی ـ ملکولی را در رایانه ذخیره می کنندو سپس به کمک نرم افزار های رایانه ای این اطلاعات را بازیافت و بعد تحلیل و با یافته های جدید مقایسه می کنند . سرانجام با افزودن اطلاعات جدیدتر به محفوضات قبلی و مقایسه ی انها نتایج کامل تر و دقیق تری حاصل به دست می آورند.
علاوه بر ژنومیک و پروتئومیک ، شاخه ی دیگری در مقوله ی بیوانفورماتیک گنجانده شده است و آن دانش متابولومیک است که به بررسی متابولیت های حاصل از متابولیسم سلولی می پردازد.
هر کدام از بخش های بیوانفورماتیک سعی در شناسایی بخشی از پیچیدگی های علم زندگی دارند . بعضی از محققان امروزی دانش نوینی به نام زیست شناسی سیستمی را در علم بیوانفورماتیک پایه گذاری کرده اند . این علم برای پاسخ دهی به سوال های پیچیده ی زیستی به کار برده می شود.
در علم زیست شناسی سیستمی سعی میکنند همه ی جنبه های زیست شناختی یک موجود زنده و محیط پیرامون آن را با استفاده از برهم کنش های علوم مختلف ، مثل بیوشیمی ، بافت شناسی ، زیست شناسی ، بوم شناسی و علوم سلولی ـ مولکولی درک کنند.در این علم لازم است تا از طریق بررسی بدن جاندار ، دستگاه ها ، اندام ها ، بافت ها و ساختار سلولی و مولکولی جاندار و با بررسی ساختار DNA ، RNA و پروتئیم ها پی به ماهیتت و سازوکار سیستم های زنده ببرند.
سال  ۱۹۶۸ سال شروع علم بیوانفورماتیک است . در این سال محققی به نام مارگارت دیهوف مجموعه ای از توالی آمینواسیدهای یک پروتئین را جمع آوری و به صورت یک برنامه ی رایانه ای ذخیره کرد ونام آن را اطلس ساختار و توالی پروتئینی نامید.
یکی از پزوهش های مهم در بیوانفورماتیک استفاده از یک برنامه جستجوگر بود که شباهت توالی آمینو اسید ها را در پروتئین ها مقایسه می کرد . این برنامه سعی داشت تا به منشأ ویروس ها پی ببرد. دانشمندان در طی این گونه بررسی ها از نرم افزاری که در حقیقت ولین نرم افزار از این دست بود و FASTP نامیده می شود. برای مشخص کردن تشابه توالی یک ژن ویروسی سرطان  زا با یک ژن سلولی به نام PDGF به کار بردند. نتایج خارق العاده ی این پژوهش  نماینگر استفاده از نرم افزار  در دانش زیست شناسی بود . از آن به بعد، بیوانفورماتیک با سرعت رشد کرد. رشد بیوانفورماتیک در راستای رشد فنون توالییابی DNA بو واین رشد را می توان به رشد علم زیست شناسی مولکولی یا اختراع میکروسکوپ در قرن  ۱۷ تشبیه کرد.
پروژه های توالی یابی را می توان پیشرو ابتکار های بیوانفورماتیک در آینده دانست . پروژه  ی ژنوم آدمی یک مثال موفقیت آمیز از پروژه های توالی یابی ژنوم است . هر روزه با انجام پروژه های ژنومی بر وسعت و عمق دانش بیوانفورماتیک افزوده می شود.
اولین ژنومی که توالی یابی شد ، ژنوم ویروس فاژ بود . سپس ژنوم  باکتری Haemophilus influenza که اولین ژنوم یک موجود آزاد زی بود ، در بانک اطلاعاتی ژنومی درج شده .
پیشرفت بیوانفورماتیک با هیاهوی کم تری نسبت به تکمیل پروژه ی ژنوم آدمی همراه بود . ولی واضح بود که توالی یا بی ژنوم جانداران دیگر برای  بیوانفورماتیک دانان امروزی بسیار مهم است.
توالی ژنومی به تنهایی اطلاعات کمی به محققان می دهد، برای تفسیر توالی های ژنومی ، انجام مقایسه ی ژنوم افراد یک  گونه و یا گونه های مختلف با هم ضروری است و لازمه ی این مقایسه وجود بانک اطلاعاتی عمومی قابل دسترس برای همه است . امروزه سایت های مختلفیی روی وب وجود دارند که اختصاصاً در زمینه ی علم بیوانفور ماتیک فعالیت می کند.
بخش مهمی از رشته ی بیوانفورماتیک شامل توسعه ی فناوری های نوین است که پردازش اطلاعات بیوانفورماتیک را ساده و سریع می کنند. این فناوری ها شامل ساخت رایانه های سریع و نرم افزار های قوی با الگوریتم های جدید است . این نوشدن ، توانایی تحلیل سریع داده ها را به دانشمندان می دهد . هم اکنون بسیاری از مشکل ترین سوال های زیست شناسی توسط دانش بیوانفورماتیک جواب داده می شود . برخی از این سوال ها شامل فهم ارتباط میان فنوتیپ و ژنوتیپ صفات از جمله بیماری های موروثی انسان و نیز فهم شبکه های بیولوژیک و درک مراحل تمایز سلولیو بافتی در طی رشد بلوغ جاندار است. باید گفت که در هر سیستمی که در آن اطلاعات را بتوان به صورت دیجیتال ارائه کرد ، بیوانفورماتیک به راحتی و با توانایی زیاد قابلیت اجرا دارد . بنابر این بیوانفور ماتیک را می توان از سلول تا کل جاندار به کار برد .دانشمندان با درک مناسب از کل قسمت های ژنوم ، سعی در درک بهتر از سیستم های پیچیده ی  زنده ی دارنده ی آنان قصد دارند به سوال های مهمی درباره ی مکانیسم چرخه ی سلولی ، تمایز سلولی ، ادامه زندگی و مرگ سلول ، بیان ژن متابولیسم سلول  و تکثیر و وراثت آن پاسخ دهند. درک اثرهای متقابل همه ی اجرای یک سلول از ژن تا پروتیین مرحله ی دیگری است که محققین قصد دارند به مطالعه ی آنها بپردازند تا به درک پیچیدگی سیستم های زنده نایل آیند.
بیوانفورماتیک از طریق این دست  یافته ها وبا به کار گیری علوم رایانه ای توانایی ارائه ی کلید های راهگشا در فهم و ارائه ی مدل های زیستی دارد.



:: موضوعات مرتبط : نوین
:: برچسب ها :
تاریخ انتشار : شنبه, ۲ فروردین ۱۳۹۳ | بدون دیدگاه
 

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *



 
   
گرچه خسته ام گرچه دلشکسته ام بازهم گشوده ام درى به روى انتظارتابگويمت هنوزهم به آن صداى آشنا اميدبسته ام. اى توصاحب زمان! اى توصاحب زمين! دل جداز يادتوآشيانه اى خراب وبى صفاست يادسبزوروح بخش تو يادلطف بى نهايت خداست کوچه باغ سينه ام اى گل محمدى به عطرنامت آشناست آنکه درپى تونيست کيست؟ آنکه بى بهانه توزنده است درکجاست؟ صبحگاه جمعه هاآفتاب ياد توز «ندبه»هاى ماطلوع مى کند.آنکه شب پس ازدعابا سروداشتياق ونغمه اميدبادلى سفيدخواب رفته است روز رابه شوق ديدنت شروع مى کند.اى تومعنى اميدوآرزو!اى براى انتظار عاشقانه آبرو!عشقهاى پاک درميان خنده هاوگريه هاى عاشقان پيش عصمت الهى ات خضوع مى کند. اى بهانه اى براى زيستن! اشتياق همچوسبزه بهاره هرطرف دميده است.جمکران جلوه اى ازانتظاروشوق ماست اى بهارجاودان اى بهارآفرين مادرانتظارمقدم توييم اى اميد آخرين!