Inhoud
Genomics is een tak van genetica die grootschalige veranderingen in genomen van organismen bestudeert. Genomics en zijn subveld van transcriptomics, dat genoombrede veranderingen in het RNA bestudeert dat wordt getranscribeerd van DNA, bestudeert veel genen ooit. Genomics kan ook betrekking hebben op het lezen en uitlijnen van zeer lange sequenties van DNA of RNA. Voor het analyseren en interpreteren van dergelijke grootschalige, complexe gegevens is de hulp van computers vereist. De menselijke geest, hoe fantastisch die ook is, is niet in staat om zoveel informatie te verwerken. Bioinformatica is een hybride veld dat de kennis van biologie en de kennis van informatica combineert, wat een deelgebied van informatica is.
Genomen bevatten veel informatie
De genomen van organismen zijn erg groot. Het menselijk genoom heeft naar schatting drie miljard basenparen die ongeveer 25.000 genen bevatten. Ter vergelijking: de fruitvlieg heeft naar schatting 165 miljard basenparen die 13.000 genen bevatten. Daarnaast onderzoekt een subveld van genomics transcriptomics welke genen, tussen de tienduizenden in een organisme, op een bepaald tijdstip, over meerdere tijdstippen en meerdere experimentele omstandigheden op elk tijdstip worden in- of uitgeschakeld. Met andere woorden, "omics" -gegevens bevatten enorme hoeveelheden informatie die de menselijke geest niet kan bevatten zonder de hulp van computationele methoden in bio-informatica.
Biologische gegevens
Bio-informatica is belangrijk voor genetisch onderzoek omdat genetische gegevens een con hebben. Het nadeel is biologie. Levensvormen hebben bepaalde gedragsregels. Hetzelfde geldt voor weefsels en cellen, genen en eiwitten. Ze werken op bepaalde manieren samen en reguleren elkaar op bepaalde manieren. De grootschalige, complexe gegevens die in genomics worden gegenereerd, zouden niet kloppen zonder de conuele kennis van hoe levensvormen werken. De gegevens die worden gegenereerd door genomics kunnen worden geanalyseerd met dezelfde methoden die worden gebruikt door ingenieurs en natuurkundigen die financiële markten en glasvezel bestuderen, maar het analyseren van de gegevens op een logische manier vereist kennis van de biologie. Zo werd bio-informatica een onschatbaar hybride kennisveld.
Duizenden cijfers kraken
Getallenkraken is een manier om te zeggen dat men berekeningen uitvoert. Bioinformatica kan tienduizenden getallen in een paar minuten kraken, afhankelijk van hoe snel de computer informatie kan verwerken. Omics-onderzoek maakt gebruik van computers om algoritmen - wiskundige berekeningen - op grote schaal uit te voeren om patronen in grote gegevenssets te vinden. Veelgebruikte algoritmen zijn functies zoals hiërarchische clustering (zie referentie 3) en analyse van de belangrijkste componenten. Beide zijn technieken om verbanden tussen monsters te vinden die veel factoren hebben. Dit is vergelijkbaar met het bepalen of bepaalde etnische groepen vaker voorkomen tussen twee secties in een telefoonboek: achternamen die beginnen met een A versus achternamen die beginnen met een B.
Systeembiologie
Bioinformatica heeft het mogelijk gemaakt om te bestuderen hoe een systeem met duizenden bewegende delen zich gedraagt op het niveau van alle delen die tegelijkertijd bewegen. Het is alsof je een zwerm vogels tegelijk ziet vliegen of een school vissen die tegelijkertijd zwemmen. Voorheen bestudeerden genetici slechts één gen tegelijk. Hoewel die aanpak nog steeds een ongelooflijke hoeveelheid verdienste heeft en dat zal blijven doen, heeft bio-informatica het mogelijk gemaakt nieuwe ontdekkingen te doen. Systeembiologie is een benadering voor het bestuderen van een biologisch systeem door het kwantificeren van meerdere bewegende delen, zoals het bestuderen van de collectieve snelheid van verschillende zakken vogels die vliegen als één grote, zwervende kudde.