Tin sinh học là gì?

Tin sinh học là một lĩnh vực sử dụng máy tính để lưu trữ và phân tích thông tin sinh học phân tử.Sử dụng thông tin này ở định dạng kỹ thuật số, tin sinh học sau đó có thể giải quyết các vấn đề về sinh học phân tử, dự đoán cấu trúc và thậm chí mô phỏng các đại phân tử.Theo nghĩa chung hơn, tin sinh học có thể được sử dụng để mô tả bất kỳ việc sử dụng máy tính nào cho mục đích sinh học, nhưng định nghĩa cụ thể của sinh học phân tử là phổ biến nhất. Vào đầu thế kỷ 21, các nhà khoa học bắt đầu giải trình tự toàn bộBộ gen của loài và lưu trữ chúng trên máy tính, cho phép sử dụng tin sinh học để mô hình hóa và theo dõi một số điều hấp dẫn.Một trong những ứng dụng này là suy luận thay đổi tiến hóa ở một loài.Bằng cách kiểm tra một bộ gen và xem cách nó thay đổi theo thời gian, các nhà sinh học tiến hóa thực sự có thể theo dõi sự tiến hóa khi nó xảy ra. Ứng dụng nổi tiếng nhất của tin sinh học là phân tích trình tự.Trong phân tích trình tự, trình tự DNA của các sinh vật khác nhau được lưu trữ trong cơ sở dữ liệu để dễ dàng truy xuất và so sánh.Dự án bộ gen người được báo cáo tốt là một ví dụ về phân tích trình tự tin sinh học.Sử dụng các máy tính lớn và các phương pháp thu thập các trình tự khác nhau, toàn bộ bộ gen người được giải trình tự và được lưu trữ trong cơ sở dữ liệu có cấu trúc. Trình tự DNA được sử dụng cho tin sinh học có thể được thu thập theo một số cách.Một phương pháp là đi qua một bộ gen và tìm kiếm các chuỗi riêng lẻ để ghi và lưu trữ.Một phương pháp khác là chỉ cần lấy một lượng lớn các mảnh và so sánh tất cả chúng, tìm toàn bộ chuỗi bằng cách chồng chéo các phân đoạn dự phòng.Phương pháp thứ hai, được gọi là trình tự súng ngắn, hiện là phổ biến nhất vì sự dễ dàng và tốc độ của nó. Bằng cách so sánh các chuỗi đã biết của một bộ gen với các đột biến cụ thể, nhiều thông tin có thể được lượm lặt về các đột biến không mong muốn như ung thư.Với việc ánh xạ hoàn thành bộ gen của con người, tin sinh học đã trở nên rất quan trọng trong nghiên cứu ung thư với hy vọng chữa bệnh cuối cùng. Máy tính cũng được sử dụng để thu thập và lưu trữ dữ liệu rộng hơn về các loài.Dự án loài 2000, ví dụ, nhằm thu thập một lượng lớn thông tin về mọi loài thực vật, nấm và động vật trên trái đất.Thông tin này sau đó có thể được sử dụng cho một số ứng dụng, bao gồm theo dõi các thay đổi trong quần thể và sinh học. Có nhiều ứng dụng khác của tin sinh học, bao gồm dự đoán toàn bộ các chuỗi protein, học cách thể hiện bản thân trong các loài khác nhau và xây dựng các mô hình phức tạp củaToàn bộ tế bào.Khi sức mạnh tính toán tăng và cơ sở dữ liệu của chúng tôi về thông tin di truyền và phân tử mở rộng, lĩnh vực tin sinh học chắc chắn sẽ phát triển và thay đổi mạnh mẽ, cho phép chúng tôi xây dựng các mô hình phức tạp và tiện ích đáng kinh ngạc.