Τι είναι η βιοπληροφορική;

Η βιοπληροφορική είναι ένα πεδίο που χρησιμοποιεί υπολογιστές για την αποθήκευση και την ανάλυση μοριακών βιολογικών πληροφοριών.Χρησιμοποιώντας αυτές τις πληροφορίες σε ψηφιακή μορφή, η βιοπληροφορική μπορεί στη συνέχεια να λύσει τα προβλήματα της μοριακής βιολογίας, να προβλέψει δομές και ακόμη και να προσομοιώσει μακρομόρια.Με μια γενικότερη έννοια, η βιοπληροφορική μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να περιγράψει οποιαδήποτε χρήση υπολογιστών για τους σκοπούς της βιολογίας, αλλά ο συγκεκριμένος ορισμός της μοριακής βιολογίας είναι μακράν ο πιο συνηθισμένος.Τα γονιδιώματα των ειδών και η αποθήκευση τους σε υπολογιστές, επιτρέποντας τη χρήση της βιοπληροφορικής να μοντελοποιούν και να παρακολουθούν μια σειρά συναρπαστικών πραγμάτων.Μία από αυτές τις εφαρμογές είναι η αφαίρεση της εξελικτικής αλλαγής σε ένα είδος.Με την εξέταση ενός γονιδιώματος και την παρακολούθηση του τρόπου με τον οποίο αλλάζει με την πάροδο του χρόνου, οι εξελικτικοί βιολόγοι μπορούν πραγματικά να εντοπίσουν την εξέλιξη όπως συμβαίνει.

Η πιο γνωστή εφαρμογή της βιοπληροφορικής είναι η ανάλυση αλληλουχίας.Σε ανάλυση αλληλουχίας, οι αλληλουχίες DNA διαφόρων οργανισμών αποθηκεύονται σε βάσεις δεδομένων για εύκολη ανάκτηση και σύγκριση.Το καλά αναφερόμενο έργο ανθρώπινου γονιδιώματος είναι ένα παράδειγμα της βιοπληροφορικής ανάλυσης αλληλουχίας.Χρησιμοποιώντας μαζικούς υπολογιστές και διάφορες μεθόδους συλλογής αλληλουχιών, ολόκληρο το ανθρώπινο γονιδίωμα προσδιορίστηκε και αποθηκεύτηκε σε μια δομημένη βάση δεδομένων.Μια μέθοδος είναι να περάσετε από ένα γονιδίωμα και να αναζητήσετε μεμονωμένες ακολουθίες για την καταγραφή και την αποθήκευση.Μια άλλη μέθοδος είναι απλά να αρπάξετε τεράστιες ποσότητες θραυσμάτων και να τα συγκρίνετε όλα, βρίσκοντας ολόκληρες ακολουθίες επικαλύπτοντας τα περιττά τμήματα.Η τελευταία μέθοδος, γνωστή ως αλληλουχία κυνηγετικών όπλων, είναι επί του παρόντος η πιο δημοφιλής λόγω της ευκολίας και της ταχύτητας του. Συγκρίνοντας τις γνωστές αλληλουχίες ενός γονιδιώματος σε συγκεκριμένες μεταλλάξεις, πολλές πληροφορίες μπορούν να συλλεχθούν σχετικά με ανεπιθύμητες μεταλλάξεις όπως οι καρκίνοι.Με την ολοκληρωμένη χαρτογράφηση του ανθρώπινου γονιδιώματος, η βιοπληροφορική έχει γίνει πολύ σημαντική στην έρευνα των καρκίνων με την ελπίδα μιας τελικής θεραπείας. Οι υπολογιστές χρησιμοποιούνται επίσης για τη συλλογή και την αποθήκευση ευρύτερων δεδομένων σχετικά με τα είδη.Το έργο του είδους 2000, για παράδειγμα, στοχεύει στη συλλογή μεγάλων πληροφοριών για κάθε είδος φυτού, μύκητας και ζώου στη γη.Αυτές οι πληροφορίες μπορούν στη συνέχεια να χρησιμοποιηθούν για διάφορες εφαρμογές, συμπεριλαμβανομένης της παρακολούθησης των αλλαγών σε πληθυσμούς και βιομέτρους.

Υπάρχουν πολλές άλλες εφαρμογές βιοπληροφορικής, συμπεριλαμβανομένης της πρόβλεψης ολόκληρων πρωτεϊνικών κλώνων, της εκμάθησης του τρόπου με τον οποίο τα γονίδια εκφράζονται σε διάφορα είδη και οικοδομώντας σύνθετα μοντέλαολόκληρα κύτταρα.Καθώς η υπολογιστική ισχύς αυξάνεται και οι βάσεις δεδομένων μας γενετικών και μοριακών πληροφοριών επεκτείνονται, η σφαίρα της βιοπληροφορικής είναι βέβαιο ότι θα αναπτυχθεί και θα αλλάξει δραστικά, επιτρέποντάς μας να οικοδομήσουμε μοντέλα απίστευτης πολυπλοκότητας και χρησιμότητας.