بیوانفورماتیک چیست؟چرا؟چگونه؟

یکی در مورد موجودات زنده و کارکردهای آنها می آموزد در حالی که دیگری در مورد رایانه ها و نظریه های اساسی یاد می گیرد. با این حال، در حال حاضر، به نظر می رسد که بین این دو زمینه تفکیک صرف وجود ندارد و این زمینه جدید، بیوانفورماتیک، به عنوان ترکیبی از علوم رایانه و زیست شناسی پدید آمده است.

بیوانفورماتیک چیست؟

(بیو) زیست شناسی + انفورماتیک = بیوانفورماتیک

بیوانفورماتیک یک علم بین رشته ای است که روش ها و ابزارهای نرم افزاری را برای درک داده های بیولوژیکی توسعه می دهد. به عنوان یک علم میان رشته ای، بیوانفورماتیک علوم کامپیوتر، آمار، ریاضیات و مهندسی را برای تجزیه و تحلیل و تفسیر داده های بیولوژیکی ترکیبی می کند.
تجزیه و تحلیلهای مختلف بیولوژیکی منجر به مقادیر نمایی داده های بیولوژیکی می شوند و تجزیه و تحلیل آنها با استفاده از ابزار دستی بسیار سخت می شود. اینجاست که علوم رایانه نجات دهنده است. تکنیک های مختلف محاسباتی برای تجزیه و تحلیل دقیق تر و کارآمد تر داده های بیولوژیکی با استفاده از فرآیندهای خودکار استفاده می شود. از این رو، بیوانفورماتیک می تواند به عنوان یکی از علوم داده برای حل مشکلات زیست شناسی و پزشکی در نظر گرفته شود.

 

چرا بیوانفورماتیک را بیاموزید و به کار بگیرید؟

 

بیوانفورماتیک به یک علم بین رشته ای تبدیل شده است و اگر زیست شناس باشید، می فهمید که داشتن دانش در بیوانفورماتیک می تواند از تجربیات و تحقیقات خود بی نهایت بهره مند شود.
صنعت شغلی امروزه مملو از جای خالی برای افراد دارای مهارت در بیوانفورماتیک است. شرکتهای بزرگ دارویی، بیوتکنولوژی و نرم افزاری به دنبال استخدام متخصصان با تجربه بیوانفورماتیک هستند که در آنجا با مقادیر زیادی از اطلاعات بیولوژیکی و مراقبت های بهداشتی کار می کنند. 
کاربرد عمده بیوانفورماتیک را می توان در زمینه های پزشکی دقیق و داروهای پیشگیری مشاهده کرد. پزشکی دقیق شامل تکنیک های مراقبت های بهداشتی است که برای بیماران انفرادی، از جمله روش های درمانی و روش های مختلف عمل تنظیم شده است. به جای درمان بیماری ها، پزشکی دقیق تمرکز بر اقدامات پیشگیری از بیماری ها را بر عهده دارد. برخی از بیماریهای مورد توجه آنفلوانزا، سرطان، بیماریهای قلبی و دیابت هستند.
محققان در حال انجام تحقیقات برای شناسایی تغییرات ژنتیکی در بیماران هستند که به دانشمندان امکان می دهد درمان های بهتری داشته باشند و حتی اقدامات پیشگیری احتمالی نیز انجام شود. انواع خاصی از سرطان، که در اثر چنین تغییرات ژنتیکی ایجاد می شود، می تواند از قبل شناسایی شود و قبل از وخیم تر شدن شرایط درمان می شود. 

 

چگونه به بیوانفورماتیک نزدیک شویم؟

 

قبل از اینکه به موضوع توجه کنید، به عنوان مراحل شروع، باید کمی در مورد زیست شناسی بیاموزید. ژنتیک و ژنومی خاص باشد. این شامل مطالعه در مورد ژن ها، DNA ، RNA ، ساختار پروتئین، فرآیندهای مختلف سنتز و غیره خواهد بود.
در مرحله بعد، شما باید در مورد توالی های بیولوژیکی (به عنوان مثال، توالی های یافت شده در DNA ، RNA و پروتئین ها) و تکنیک هایی برای کشف و تحلیل الگوهای مختلف و سایتهای آموزنده در آنها مطالعه کنید. شما با الگوریتم های مختلفی که توسط تکنیک های مختلف مورد استفاده قرار می گیرند روبرو می شوید همچنین، می توانید از تکنیک های مختلف یادگیری ماشین و داده کاوی مانند مدل های پنهان مارکوف، شبکه های عصبی و خوشه بندی استفاده کنید.
از آنجا که با مقادیر زیادی از داده ها سر و کار خواهید داشت، درک درستی از آمار بسیار مهم است زیرا باید داده ها را طبق نیازهای خاص تجزیه و تحلیل کنید.
البته به مهارت های برنامه نویسی خوبی نیز نیاز خواهید داشت. R ، Python و Bash رایج ترین زبانهای برنامه نویسی در تجزیه و تحلیل داده های بیولوژیکی هستند. تصمیم گیری در مورد کدام یک از اینها به اهداف شما بستگی دارد. می توانید از زبان های دیگری مانند C / C ++ و Java نیز استفاده کنید.
پس از درک اساسی در مورد مفاهیم اولیه، می توانید زمینه های دیگری مانند بیوانفورماتیک ساختاری، زیست شناسی سیستم ها و شبکه های بیولوژیکی را کشف کنید.

انسان موجودی جذاب است و ژنوم آن از جذابیت بیشتری برخوردار است. کل ژنوم که در یک مولکول DNA ذخیره می شود دارای ذهنیت است، چگونه می توان چنین مقادیر عظیمی از داده ها را در یک واحد یک دقیقه ای رمزگذاری کرد و آنها را رمزگشایی کرد تا دقیقاً برای ایجاد انسانهای منحصر به فرد با شخصیت های منحصر به فرد خود ایجاد شود. با این حال، برخی تغییرات در بیان ژن می تواند باعث بیماریهای ژنتیکی کشنده شود. اکوسیستم های بهداشتی برای شناسایی چنین بیماری هایی و ارائه درمان و اقدامات پیشگیرانه برای کمک به نجات جان انسان ها به اقدامات لازم نیاز دارند.
بیوانفورماتیک ثابت کرده است که پتانسیل بسیاری برای شناسایی بیماری ها، تعیین درمان و کمک به بهتر شدن زندگی انسان دارد. با الهام و دانش علوم رایانه، زمینه هایی از قبیل فن آوری ژن، دارو و مراقبت های بهداشتی می توانند از درمان بیماران خاص گرفته تا بهبود کل جمعیت را شامل شود.

منبع:
مدیوم