Zawartość
Genomika to gałąź genetyki, która bada zmiany na dużą skalę w genomach organizmów. Genomika i jej dziedzina transkryptomiki, która bada zmiany całego genomu w RNA transkrybowanym z DNA, bada wiele genów raz. Genomika może również obejmować czytanie i wyrównywanie bardzo długich sekwencji DNA lub RNA. Analiza i interpretacja tak złożonych, złożonych danych na dużą skalę wymaga pomocy komputerów. Ludzki umysł, choć wspaniały, nie jest w stanie poradzić sobie z tak dużą ilością informacji. Bioinformatyka jest dziedziną hybrydową, która łączy wiedzę z zakresu biologii i wiedzy z zakresu informatyki, która jest podobną dziedziną informatyki.
Genomy zawierają wiele informacji
Genomy organizmów są bardzo duże. Szacuje się, że ludzki genom ma trzy miliardy par zasad, które zawierają około 25 000 genów. Dla porównania, mucha owocowa ma około 165 miliardów par zasad, które zawierają 13 000 genów. Dodatkowo podpola genomiki zwana badaniami transkryptomicznymi, które geny spośród dziesiątek tysięcy w organizmie są włączane lub wyłączane w danym momencie, w wielu punktach czasowych i w wielu warunkach eksperymentalnych w każdym punkcie czasowym. Innymi słowy, dane „omiczne” zawierają ogromne ilości informacji, których ludzki umysł nie jest w stanie uchwycić bez pomocy metod obliczeniowych w bioinformatyce.
Dane biologiczne
Bioinformatyka jest ważna dla badań genetycznych, ponieważ dane genetyczne mają wady. Oszustem jest biologia. Formy życia mają pewne reguły zachowania. To samo dotyczy tkanek i komórek, genów i białek. Współdziałają w określony sposób i regulują się nawzajem w określony sposób. Wielkoskalowe, złożone dane generowane w genomice nie miałyby sensu bez konsekwentnej wiedzy o tym, jak działają formy życia. Dane generowane przez genomikę można analizować tymi samymi metodami, które stosują inżynierowie i fizycy, którzy badają rynki finansowe i światłowody, ale analiza danych w sensowny sposób wymaga znajomości biologii. W ten sposób bioinformatyka stała się nieocenioną hybrydową dziedziną wiedzy.
Crunching Tysiące liczb
Chrupanie liczb to sposób na powiedzenie, że wykonuje się obliczenia. Bioinformatyka jest w stanie rozbić dziesiątki tysięcy liczb w ciągu kilku minut, w zależności od tego, jak szybko komputer może przetwarzać informacje. Badania Omics wykorzystują komputery do uruchamiania algorytmów - obliczeń matematycznych - na dużą skalę w celu znalezienia wzorców w dużych zestawach danych. Typowe algorytmy obejmują funkcje takie jak hierarchiczne grupowanie (zob. Odniesienie 3) i analiza głównych składników. Obie są technikami znajdowania związków między próbkami, które zawierają wiele czynników. Jest to podobne do ustalania, czy pewne pochodzenie etniczne występuje częściej między dwiema sekcjami w książce telefonicznej: nazwiska zaczynające się na A w porównaniu z nazwami rozpoczynającymi się na B.
Biologia systemów
Bioinformatyka umożliwiła zbadanie, jak zachowuje się system, który ma tysiące ruchomych części na poziomie wszystkich części poruszających się jednocześnie. To tak, jakby patrzeć, jak stado ptaków leci zgodnie, lub ławica ryb pływa zgodnie. Wcześniej genetycy badali tylko jeden gen na raz. Chociaż takie podejście ma nadal niewiarygodnie wiele zalet i będzie nadal tak robić, bioinformatyka pozwoliła na dokonanie nowych odkryć. Biologia systemowa to podejście do badania układu biologicznego poprzez kwantyfikację wielu ruchomych części, takich jak badanie zbiorowej prędkości różnych kieszeni ptaków, które latają jako jedno duże, skręcające stado.