Conţinut
Genomica este o ramură a geneticii care studiază schimbările la scară largă în genomurile organismelor. Genomica și subfieldul său de transcriptomică, care studiază modificări la nivelul genomului în ARN care este transcris din ADN, studiază multe gene. Genomica poate implica, de asemenea, citirea și alinierea secvențelor foarte lungi de ADN sau ARN. Analiza și interpretarea unor astfel de date complexe pe scară largă necesită ajutorul computerelor. Mintea umană, superioară așa cum este, este incapabilă să manipuleze atât de multe informații. Bioinformatica este un câmp hibrid care reunește cunoștințele de biologie și cunoștințele științei informației, care este un sub-câmp al informaticii.
Genomii conțin o mulțime de informații
Genomii organismelor sunt foarte mari. Se estimează că genomul uman are trei miliarde de perechi de baze care conțin aproximativ 25.000 de gene. Pentru comparație, se estimează că musca fructelor are 165 miliarde de perechi de baze care conțin 13.000 de gene. În plus, un sub-câmp de genomică numit studii transcriptomice care genele, dintre zeci de mii dintr-un organism, sunt activate sau dezactivate la un moment dat, pe mai multe puncte de timp și în mai multe condiții experimentale la fiecare moment. Cu alte cuvinte, datele „omice” conțin cantități vaste de informații pe care mintea umană nu le poate înțelege fără ajutorul metodelor de calcul în bioinformatică.
Date biologice
Bioinformatica este importantă pentru cercetarea genetică, deoarece datele genetice au con. Con este biologie. Formele de viață au anumite reguli de comportament. Același lucru este valabil și pentru țesuturi și celule, gene și proteine. Ei interacționează în anumite moduri și se reglează reciproc în anumite moduri. Datele complexe la scară largă, generate de genomică, nu ar avea sens fără cunoașterea conștientă a modului în care funcționează formele de viață. Datele generate de genomică ar putea fi analizate prin aceleași metode utilizate de ingineri și fizicieni care studiază piețele financiare și fibra optică, dar analizarea datelor într-un mod care are sens necesită cunoștințe de biologie. Astfel, bioinformatica a devenit un câmp hibrid neprețuit de cunoaștere.
Zdrobind mii de numere
Zdrobirea numerelor este o modalitate de a spune că unul face calcule. Bioinformatica este capabilă să zdrobească zeci de mii de numere în câteva minute, în funcție de viteza pe care computerul poate prelucra informația. Cercetarea Omics folosește calculatoarele pentru a rula algoritmi - calcule matematice - la scară largă pentru a găsi modele în seturi de date mari. Algoritmii comuni includ funcții precum aglomerarea ierarhică (vezi Referința 3) și analiza componentelor principale. Ambele sunt tehnici pentru a găsi relații între eșantioane care au mulți factori în ele. Acest lucru este similar cu a determina dacă anumite etnii sunt mai frecvente între două secțiuni dintr-o carte de telefon: nume de familie care încep cu A față de nume care încep cu B.
Biologie sisteme
Bioinformatica a făcut posibilă studierea modului în care un sistem care are mii de piese mobile se comportă la nivelul tuturor părților care se mișcă simultan. Este ca și cum ai privi o turmă de păsări zburând la unison sau o școală de pești înotând la unison. Anterior, geneticienii au studiat o singură genă la un moment dat. Deși această abordare are încă un merit incredibil și va continua să o facă, bioinformatica a permis efectuarea de noi descoperiri. Biologia sistemelor este o abordare a studierii unui sistem biologic prin cuantificarea mai multor părți în mișcare, precum studierea vitezei colective a diferitelor buzunare de păsări care zboară ca o turmă mare, înfiorătoare.