Bioinformatika

Bioinformatika Definice

Bioinformatika je interdisciplinární vědní obor, který kombinuje pojmy z biologie a počítačové vědy k řešení velkých, výpočetní otázky. Role počítačů se v posledních letech stále více zvyšuje a téměř každá věda využívá technologii ke zpracování a analýze informací. Na nejzákladnější úrovni lze bioinformatiku považovat za jednoduché použití počítačových tabulek a biologických pozorování ke kvantifikaci a analýze přítomných informací. Zatímco tyto druhy úkolů bývala exkluzivním vědců s počítači, někdo s pochopením biologie a tabulkový procesor mohl zapojit do bioinformatiky. Pole však od svého vzniku rychle postupovalo. Nyní, pokročilé programy a software jsou vytvořeny, aby řešit širokou škálu problémů a odpovědět na otázky, které byly dříve neověřitelné. Bioinformatika a výpočetní biologie jsou nyní považovány za zaměnitelné pojmy.

bioinformatika Major

zvýšení využití bioinformatiky ve všech vědních oborech výrazně zvýšilo poptávku po bioinformatice. Některé školy vytvořily interdisciplinární programy mezi odděleními biologie a informatiky, které pomáhají překlenout propast mezi těmito dvěma vědami. Jiné programy berou specifickou část bioinformatiky v kontextu vyučované vědy. V mnoha epidemiologických programech, například, bioinformatika tvoří segment kurzu.

existuje několik studijních oborů, které silně zahrnují bioinformatiku. Proteomika je například věda o klasifikaci a porozumění proteinům a jejich původu. Počítače jsou potřebné k modelování genetického kódu, sekvenování aminokyselin a 3-D struktury proteinů. Pomocí těchto modelů můžeme dokonce předpovědět, jak budou určité proteiny interagovat s jinými molekulami. Nakonec můžeme být schopni modelovat celý organismus a studovat, jak všechny reakce probíhají v celém organismu. Totéž platí o genetice a dalších vědách, které se spoléhají na zpracování DNA. Před počítači, zpracování i malé části DNA bylo nereálné, a trvalo by lidské roky, jednoduše na základě velkého počtu zapojených prvků. Analýza DNA, proteinů a dalších tkání pomocí počítačů se přelévá i do dalších oborů. Dokonce i tituly v trestním soudnictví budou vyžadovat určité znalosti bioinformatiky. Otisky prstů a důkazy DNA tvoří většinu důkazů v mnoha trestních věcech, a bioinformatika je zásadní pro získání a ověření těchto důkazů.

mnoho stupňů bioinformatiky jsou stupně postgraduální úrovně, protože k pochopení složitého počítačového softwaru a složitých biologických systémů je zapotřebí mnoho znalostí o počítačích i biologii. Několik škol však rozvíjí interdisciplinární bakalářské tituly v bioinformatice. Oblast bioinformatiky se rychle rozšiřuje, od měření neuronů v mozku až po používání počítačů ke sledování plodin. Jako takový, počet kariéry zahrnující vědu se také rychle rozšiřuje.

kariéra bioinformatiky

stejně jako u mnoha vědních oborů může být bioinformatika čistě akademická nebo může být kombinována s jinými vědami a aplikována na průmysl. Profesoři specializující se na bioinformatiku jsou relativně noví, protože rozšířený přístup k počítači byl průměrným výzkumníkům k dispozici pouze za posledních 20 let. Většina škol s prestižními biologickými programy však přidává kurzy bioinformatiky. Profesoři a výzkumní pracovníci studují širokou škálu aplikací pro bioinformatiku na univerzitách. Studie se pohybují od počítačové simulace organických reakcí, počítačové modelování proteinů a toxinů, pro simulaci populací a evoluce. Aplikace technologie na biologii je tak rozmanitá, že většina z nich zde nemůže být pokryta.

v průmyslu bioinformatika revolucionizuje mnoho průmyslových odvětví. Zvažte například zemědělský průmysl. Botanikům a zemědělcům trvalo staletí, než vyvinuli plodiny, které dnes máme. Dříve to udělali pečlivou analýzou plodiny, výběrem odrůd, které se osvědčily nejlépe, a reprodukcí pouze těch nejlepších. Nyní s technologií bioinformatiky mohou být počítače vyškoleny k analýze genomu konkrétních rostlin, sledování milionů rostlin najednou a předpovídání, které rostliny budou nejlepší. Revoluce v umělé inteligenci pomohou a urychlí tento proces. Stejné výhody vidí řada průmyslových odvětví.

farmaceutický průmysl se silně spoléhá na bioinformatiku. Nejen, že potřebují lidi k analýze a vývoji současných léků, ale potřebují myslitele další úrovně, kteří mohou vyvinout metody a software k předpovědi reakcí, které by některé léky stály. Jak se zvyšuje výpočetní výkon, dramaticky se zvyšuje počet a druhy reakcí, které lze modelovat. To by mohlo znamenat konec testování na zvířatech a Nový věk informované výroby drog. Ostatní lékařské profese, včetně vše od lékařů biomedicínských zařízení tvůrců, jsou rovněž zahrnuje technologie. Péče o pacienty v nemocnicích je nyní sledována metodami vyvinutými v bioinformatice a může výrazně zlepšit monitorování poskytované lékaři a nemocnicemi. Mnoho pokročilých zobrazovacích postupů a testů elektrické aktivity srdce a mozku vyžaduje analýzu prostřednictvím počítačů kvůli jejich složité povaze.

jedna z prvních profesí, která zaměstnává bioinformatiku, epidemiologii, stále používá technologii co nejvíce dnes. Rozpoznání a identifikace mnoha vzorců běžných nemocí by bylo stále záhadou, ne-li pro počítačové modelování. Pomocí počítačů a dat shromážděných v terénu, epidemiologové pracují na pochopení ohnisek nemocí a na tom, jak můžeme snížit naši expozici přenosným chorobám. Různý software je navržen tak, aby dělal vše od sledování geografické polohy ohnisek, k posouzení možných rizikových faktorů onemocnění, až po sledování organismů, které způsobují onemocnění, a sledování jejich vývoje. To dělají výrobci vakcíny proti chřipce, kteří každý rok upravují svůj vzorec na základě očekávaných mutací viru chřipky. Základem těchto odhadů je bioinformatika.

ve stejném duchu mnoho populačních biologů sleduje změny v populaci v průběhu času pomocí počítačů a specializovaného softwaru. I když to znamenalo, že vědec zadal svá pozorování do tabulky a vytvořil graf, nyní je mnohem pokročilejší. Vědci mohou měřit a pozorovat jednotlivé změny genomu v průběhu času v populaci pomocí pokročilého výpočetního výkonu počítačů. Zatímco makroevoluce může trvat miliony let, mikroevoluce se děje každou generaci a vědci to nyní zdokumentovali pomocí bioinformatiky. Ve větším měřítku vědci v oblasti klimatu používají bioinformatiku k velkým výpočtům dopadu určitého organismu na životní prostředí. Díky analýze bioinformatiky nyní víme, že velká většina kyslíku, na který se spoléháme, pochází z řas v oceánu. Tato věda se bude stále zvyšovat s pokrokem v technologii a my jsme schopni vytvářet pokročilejší modely a zpracovávat a shromažďovat více dat.