امروز : یکشنبه 14 خرداد 1402
بیوانفورماتیک یکی از مهمترین شاخه های موجود در زیست شناسی بوده که در عصر فعلی نیاز اصلی و حیاتی هر زیست شناس می باشد که توسط آن می تواند به انبوهی از اطلاعات دست پیدا کند. در این پست به توضیح مختصری از اینکه بیوانفورماتیک چیست و همچنین پایگاه داده یا همان دیتابیس ها چه بوده و چه کاربردی دارند می پردازیم.
بیوانفورماتیک یک حوزه چندرشته‌ای است که از رشته‌های مختلف علوم از جمله بیولوژی، ریاضیات، کامپیوتر، آمار و شیمی استفاده می‌کند تا اطلاعات بیولوژیکی را تجزیه و تحلیل کند و برای کشف دانش‌های جدید و پاسخ به سوالات بیولوژیکی استفاده می‌شود. یکی از ابزارهای مهم بیوانفورماتیک، پایگاه‌های داده مختلف بیولوژیکی هستند که شامل توالی‌های DNA و RNA، ساختارهای پروتئینی، مسیرهای متابولیک، تعاملات پروتئینی و... هستند. با استفاده از این پایگاه‌های داده، محققان و دانشجویان می‌توانند به راحتی اطلاعات مورد نیاز خود را درباره ژنوم‌ها، توالی‌های پروتئینی، مسیرهای متابولیک و تعاملات پروتئینی جستجو کنند. این پایگاه‌ها به عنوان ابزاری برای بررسی، تحلیل و تفسیر داده‌های بیولوژیکی بسیار مفید هستند. همچنین اطلاعاتی که در این پایگاه‌ها قرار دارد، به راحتی در دسترس تحقیقاتی بوده و به روز رسانی می‌شوند.
* تعریف بیوانفورماتیک
بیوانفورماتیک شاخه ای از علم است که از کامپیوتر بهره می گیرد تا اطلاعات بیولوژی مولکولی- توالی‌های DNA یا پروتئین‌ها- را در کامپیوتر ذخیره نماید و با ابزارهای کامپیوتری و الگوریتمهای قدرتمند ریاضی آنالیز و تحلیل نماید.
* نیاز علم ژنتیک به کامپیوتر
بیولوژی مولکولی و علم ژنتیک مسایلی در پیش دارند که بیوانفورماتیک می تواند با به کار بردن این اطلاعات کامپیوتری شده به حل آن‌ها کمک نماید. حجم فوق العاده زیاد داده‌ها جهت نگهداری و مقایسه های گاهاّ میلیونی رکوردها بسیار مشکل و گاهی غیر ممکن است. یکی از کاربردهای بیوانفورماتیک تحلیل این داده‌ها جهت پی بردن به معمای تکامل هستی است. حل این معما در میلیاردها نوکلئوتید درون ژنوم موجودات زنده نهفته است.
* پایگاه داده
پایگاه داده یا database یک برنامه کامپیوتری است که با روش های بسیار منظمی اطلاعات را در کامپیوتر ذخیره می کند و با سرعت فوق العاده ای در آن اطلاعات جست و جو کرده و نتیجه‌ی جستجو را ارایه می دهد.
* نقش پایگاه‌های داده
مشهورترین کاربرد بیوانفورماتیک در تحلیل توالی هاست. توالی های DNA مربوط به ارگانیزم‌های مختلف جهت دستیابی سریع و مقایسه آن‌ها با یکدیگر، در پایگاه های داده ذخیره می شوند. پروژه ژنوم انسان که از سال 1996 تا سال 2003 به طول انجامید نمونه ای از تحلیل توالی هاست. در این پروژه با استفاده از کامپیوترهای بزرگ و روش های مختلف به دست آوردن توالی‌ها، همه ژنوم انسان تعیین توالی گردید و درون یک پایگاه داده قرار گرفت. با کامل شدن نقشه ژنوم انسان بیوانفورماتیک در تحقیقات سرطان‌ها به امید رسیدن به یک درمان موفق و نهایی بسیار با اهمیت شده است.
پایگاه های داده به دو دسته اصلی و فرعی تقسیم می شوند. نتایج تجربی حاصل از تحقیقات علمی مانند توالی های نوکلئوتیدی یک ژن خاص، که در یک آزمایش تجربی به دست آمده است درون پایگاه های داده‌ی اصلی قرار می گیرند. این داده‌ها خام و بدون تحلیل هستند. نمونه ای از این نوع پایگاه‌ها GenBank است که توالی‌های نوکلئوتیدی را نگهداری می کند. این پایگاه توسط NCBI مدیریت می شود.