bioinformatika

bioinformatika meghatározás

a bioinformatika egy interdiszciplináris tudományterület, amely ötvözi a biológia és a számítástechnika fogalmait a nagy, számítási kérdések kezelésére. A számítógépek szerepe az utóbbi években egyre növekszik, és szinte minden tudomány kihasználja a technológiát az információk feldolgozására és elemzésére. A legalapvetőbb szinten a bioinformatika a számítógépes táblázatok és a biológiai megfigyelések egyszerű használatának tekinthető a jelen lévő információk számszerűsítésére és elemzésére. Míg az ilyen jellegű feladatok kizárólag a számítógépes hozzáféréssel rendelkező tudósok számára voltak, bárki, aki ismeri a biológiát és a táblázatkezelőt, részt vehet a bioinformatikában. A terület azonban megalakulása óta gyorsan fejlődött. Most fejlett programokat és szoftvereket hoznak létre a problémák széles skálájának kezelésére és a korábban tesztelhetetlen kérdések megválaszolására. A bioinformatika és a számítógépes biológia ma már felcserélhető kifejezéseknek számít.

bioinformatika Major

a bioinformatika használatának növekedése a tudomány minden ágában jelentősen megnövelte a bioinformatikai szakok iránti keresletet. Egyes iskolák interdiszciplináris programokat hoztak létre biológiai és számítástechnikai részlegeik között, amelyek segítenek áthidalni a két tudomány közötti szakadékot. Más programok a bioinformatika egy meghatározott részét veszik figyelembe a tanított tudomány összefüggésében. Számos epidemiológiai programban például a bioinformatika a tanfolyam egy szegmensét alkotja.

számos olyan tanulmányi terület létezik, amelyek erősen beépítik a bioinformatikát. A proteomika például a fehérjék és eredetük osztályozásának és megértésének tudománya. Számítógépekre van szükség a genetikai kód modellezéséhez, az aminosavak szekvenálásához és a fehérjék 3D-s szerkezetéhez. Ezekkel a modellekkel még azt is megjósolhatjuk, hogy bizonyos fehérjék hogyan fognak kölcsönhatásba lépni más molekulákkal. Végül képesek leszünk modellezni egy egész szervezetet, és tanulmányozni, hogy az összes reakció hogyan zajlik le az egész szervezetben. Ugyanez igaz a genetikára és más tudományokra, amelyek a DNS-feldolgozáson alapulnak. A számítógépek előtt még a DNS egy kis részének feldolgozása is irreális volt, és emberi évekbe telne, egyszerűen az Érintett elemek nagy száma alapján. A DNS, a fehérjék és más szövetek számítógépes elemzése más nagy cégekbe is átterjed. Még a büntető igazságszolgáltatás fokozatai is megkövetelik a bioinformatika bizonyos ismereteit. Az ujjlenyomatok és a DNS-bizonyítékok sok büntetőügyben a bizonyítékok többségét teszik ki, és a bioinformatika központi szerepet játszik e bizonyítékok megszerzésében és érvényesítésében.

sok bioinformatikai fok diplomás szintű fok, annyi ismerete mind a számítógépek és a biológia megértéséhez szükséges komplex számítógépes szoftver és bonyolult biológiai rendszerek. Néhány iskola azonban interdiszciplináris alapképzést fejleszt a bioinformatikában. A bioinformatika területe gyorsan bővül, az agy neuronjainak mérésétől a számítógépek használatáig a növények nyomon követésére. Mint ilyen, a tudományt érintő karrierek száma is gyorsan bővül.

bioinformatikai karrier

mint sok területen a tudomány, bioinformatika lehet tisztán tudományos vagy kombinálható más tudományokkal és alkalmazható az iparban. A bioinformatikára szakosodott professzorok viszonylag újak, mivel a széles körű számítógépes hozzáférés csak az elmúlt 20 évben volt elérhető az átlagos kutatók számára. A legtöbb rangos biológiai programmal rendelkező iskola azonban bioinformatikai tanfolyamokat ad hozzá. Professzorok és kutatások tanulmány a legkülönbözőbb alkalmazások bioinformatika egyetemeken. A tanulmányok a szerves reakciók számítógépes szimulációitól a fehérjék és toxinok számítógépes modellezéséig, a populációk és az evolúció szimulációjáig terjednek. A technológia alkalmazása a biológiában annyira változatos, hogy a legtöbbet itt nem lehet lefedni.

az iparban a bioinformatika számos iparágat forradalmasít. Vegyük például a mezőgazdasági ágazatot. A botanikusoknak és a gazdálkodóknak évszázadokra volt szükségük ahhoz, hogy kifejlesszék a mai növényeket. Korábban ezt úgy tették, hogy aprólékosan elemezték a termést, kiválasztották a legjobb fajtákat, és csak a legjobbat szaporították. Most, a bioinformatikai technológiával, a számítógépek kiképezhetők bizonyos növények genomjának elemzésére, növények millióinak nyomon követésére egy időben, és megjósolni, hogy mely növények lesznek a legjobbak. A mesterséges intelligencia forradalma elősegíti és felgyorsítja ezt a folyamatot. Hasonló előnyöket lát számos iparág.

a gyógyszeripar nagymértékben támaszkodik a bioinformatikára. Nem csak arra van szükségük, hogy elemezzék és fejlesszék a jelenlegi gyógyszereket, hanem olyan új szintű gondolkodókra is, akik olyan módszereket és szoftvereket tudnak kifejleszteni, amelyek megjósolják, hogy bizonyos gyógyszerek milyen reakcióba kerülnek. A számítási teljesítmény növekedésével a modellezhető reakciók száma és fajtái drámaian megnőnek. Ez az állatkísérletek végét és a tájékozott droggyártás új korszakát jelentheti. Más orvosi szakmák, beleértve az orvosoktól az orvosbiológiai eszközök készítőiig mindent, szintén átfogják a technológiát. A kórházak betegellátása a bioinformatikában kifejlesztett módszerekkel nyomon követhető, és jelentősen javíthatja az orvosok és a kórházak által biztosított ellenőrzést. Számos fejlett képalkotó eljárás és a szív és az agy elektromos aktivitási tesztje összetett természetük miatt számítógépeken keresztüli elemzést igényel.

az egyik első szakma, amely bioinformatikát, epidemiológiát alkalmaz, ma is a lehető legnagyobb mértékben használja a technológiát. A gyakori betegségek számos mintájának felismerése és azonosítása még mindig rejtély lenne, ha nem lenne számítógépes modellezés. A területen gyűjtött számítógépek és adatok felhasználásával az epidemiológusok azon dolgoznak, hogy megértsék a betegségek kitöréseit, és hogyan csökkenthetjük a fertőző betegségeknek való kitettségünket. A különböző szoftvereket úgy tervezték, hogy mindent megtegyenek a kitörések földrajzi elhelyezkedésének nyomon követésétől kezdve a betegség lehetséges kockázati tényezőinek felméréséig, egészen a betegségeket okozó organizmusok nyomon követéséig és a fejlődésük nyomon követéséig. Ezt az influenza vakcina készítői végzik, akik minden évben módosítják képletüket az influenzavírus várható mutációi alapján. A bioinformatika adja ezeknek a becsléseknek az alapját.

hasonló módon számos populációbiológus nyomon követi a népesség időbeli változásait számítógépek és speciális szoftverek segítségével. Míg ez korábban azt jelentette, hogy egy tudós beírta megfigyeléseit egy táblázatba, és készített egy grafikont, ez most sokkal fejlettebb. A tudósok a számítógépek fejlett feldolgozási teljesítményével mérhetik és megfigyelhetik a genom időbeli változásait egy populációban. Míg a makroevolúció évmilliókat vehet igénybe, a mikroevolúció minden generációban megtörténik, és a tudósok ezt a bioinformatika segítségével dokumentálták. Nagyobb léptékben az éghajlattudósok bioinformatikát használnak nagy számítások elvégzésére az egyes organizmusok környezetre gyakorolt hatásáról. A bioinformatikai elemzésnek köszönhetően most már tudjuk, hogy az oxigén nagy része, amelyre támaszkodunk, az óceán algáiból származik. Ez a tudomány folyamatosan növekszik a technológia fejlődésével, és képesek vagyunk fejlettebb modelleket létrehozni, és több adatot feldolgozni és gyűjteni.