Bioinformatica

Bioinformatica Definizione

Bioinformatica è un campo scientifico interdisciplinare che combina concetti di biologia e informatica per affrontare grandi, domande computazionali. Il ruolo dei computer è aumentato sempre più negli ultimi anni, e quasi ogni scienza sfrutta la tecnologia per elaborare e analizzare le informazioni. Al livello più elementare, la bioinformatica può essere considerata il semplice uso di fogli di calcolo informatici e osservazioni biologiche per quantificare e analizzare le informazioni presenti. Mentre questi tipi di compiti usato per essere esclusivo per gli scienziati con accesso al computer, chiunque con una comprensione della biologia e un processore foglio di calcolo potrebbe impegnarsi in bioinformatica. Tuttavia, il campo ha progredito rapidamente sin dal suo inizio. Ora, programmi e software avanzati sono creati per affrontare una vasta gamma di problemi e rispondere a domande che prima non erano verificabili. Bioinformatica e biologia computazionale sono ora considerati termini intercambiabili.

Bioinformatica Major

L’aumento dell’uso della bioinformatica in tutti i rami della scienza ha notevolmente aumentato la domanda di bioinformatica major. Alcune scuole hanno creato programmi interdisciplinari tra i loro dipartimenti di biologia e informatica che aiutano a colmare il divario tra le due scienze. Altri programmi prendono una parte specifica della bioinformatica nel contesto della scienza insegnata. In molti programmi di epidemiologia, ad esempio, la bioinformatica costituisce un segmento dei corsi.

Ci sono diversi campi di studio che incorporano bioinformatica pesantemente. La proteomica, ad esempio, è la scienza della classificazione e comprensione delle proteine e delle loro origini. I computer sono necessari per modellare il codice genetico, il sequenziamento degli amminoacidi e la struttura 3-D delle proteine. Usando questi modelli, possiamo persino prevedere come alcune proteine interagiranno con altre molecole. Alla fine, potremmo essere in grado di modellare un intero organismo e studiare come tutte le reazioni avvengono in tutto l’organismo. Lo stesso vale per la genetica e altre scienze che si basano sull’elaborazione del DNA. Prima di computer, l’elaborazione anche una piccola porzione di DNA era irrealistico, e avrebbe preso un anni umani, semplicemente sulla base del gran numero di elementi coinvolti. L’analisi del DNA, delle proteine e di altri tessuti da parte dei computer si riversa anche in altre major. Anche gradi in giustizia penale richiederà una certa conoscenza della bioinformatica. Le impronte digitali e le prove del DNA costituiscono la maggior parte delle prove in molti casi criminali e la bioinformatica è fondamentale per ottenere e convalidare queste prove.

Molte lauree in bioinformatica sono lauree di livello universitario, poiché è necessaria molta conoscenza sia dei computer che della biologia per comprendere complessi software per computer e intricati sistemi di biologia. Tuttavia, alcune scuole stanno sviluppando lauree interdisciplinari in bioinformatica. Il campo della bioinformatica è in rapida espansione, dalla misurazione dei neuroni nel cervello all’utilizzo di computer per tracciare le colture. Come tale, il numero di carriere che coinvolgono la scienza è anche in rapida espansione.

Bioinformatica Carriere

Come per molti campi della scienza, la bioinformatica può essere puramente accademica o può essere combinata con altre scienze e applicata all’industria. I professori specializzati in bioinformatica sono relativamente nuovi, poiché l’accesso al computer diffuso era disponibile solo negli ultimi 20 anni per i ricercatori medi. Tuttavia, la maggior parte delle scuole con prestigiosi programmi di biologia stanno aggiungendo corsi di bioinformatica. Professori e ricercatori studiano un’ampia varietà di applicazioni per la bioinformatica nelle università. Gli studi spaziano dalle simulazioni al computer di reazioni organiche, alla modellazione al computer di proteine e tossine, alle simulazioni di popolazioni ed evoluzione. L’applicazione della tecnologia alla biologia è così diversificata che la maggior parte di esse non può essere trattata qui.

Nell’industria, la bioinformatica sta rivoluzionando molte industrie. Prendiamo ad esempio l’industria agricola. Ci sono voluti secoli di botanici e agricoltori per sviluppare le colture che abbiamo oggi. In precedenza lo hanno fatto analizzando meticolosamente il raccolto, selezionando le varietà che hanno carenato il meglio e riproducendo solo il meglio. Ora, con la tecnologia bioinformatica, i computer possono essere addestrati per analizzare il genoma di particolari piante, monitorare milioni di piante alla volta, e prevedere quali piante saranno i migliori. Le rivoluzioni nell’intelligenza artificiale aiuteranno e accelereranno questo processo. Gli stessi tipi di benefici sono visti da molte industrie.

L’industria farmaceutica si basa molto sulla bioinformatica. Non solo hanno bisogno di persone per analizzare e sviluppare farmaci attuali, ma hanno bisogno di pensatori di livello successivo che possono sviluppare metodi e software per prevedere le reazioni che alcuni farmaci costerebbero. Con l’aumentare della potenza di calcolo, il numero e i tipi di reazioni che possono essere modellati aumentano drasticamente. Ciò potrebbe significare la fine della sperimentazione animale e una nuova era di produzione di farmaci informati. Altre professioni mediche, tra cui tutto, dai medici ai creatori di dispositivi biomedici, stanno anche abbracciando la tecnologia. Cura del paziente negli ospedali in ora monitorati attraverso metodi sviluppati in bioinformatica, e può migliorare notevolmente il monitoraggio fornito da medici e ospedali. Molte procedure di imaging avanzate e test di attività elettrica del cuore e del cervello richiedono analisi attraverso i computer a causa della loro natura complessa.

Una delle prime professioni ad impiegare la bioinformatica, l’epidemiologia, utilizza ancora oggi la tecnologia il più possibile. Il riconoscimento e l’identificazione di molti modelli di malattie comuni sarebbe ancora un mistero se non fosse per la modellazione al computer. Utilizzando i computer e i dati raccolti sul campo, gli epidemiologi lavorano per capire i focolai di malattia e come possiamo ridurre la nostra esposizione alle malattie trasmissibili. Vari software è stato progettato per fare tutto da monitorare la posizione geografica dei focolai, per valutare i possibili fattori di rischio per la malattia, fino al monitoraggio degli organismi che causano la malattia e il monitoraggio come si evolvono. Questo viene fatto dai produttori del vaccino antinfluenzale, che ogni anno regolano la loro formula in base alle mutazioni attese al virus dell’influenza. La bioinformatica fornisce la base per queste stime.

Sulla stessa linea, molti biologi della popolazione traccia i cambiamenti in una popolazione nel tempo utilizzando computer e software specializzati. Mentre questo usato per significare uno scienziato inserito le loro osservazioni in un foglio di calcolo e fatto un grafico, ora è molto più avanzato. Gli scienziati possono misurare e osservare i singoli cambiamenti a un genoma nel tempo in una popolazione utilizzando la potenza di elaborazione avanzata dei computer. Mentre la macroevoluzione può richiedere milioni di anni, la microevoluzione avviene ogni generazione e gli scienziati lo hanno ora documentato con l’aiuto della bioinformatica. Su scala più ampia, gli scienziati del clima usano la bioinformatica per fare grandi calcoli sull’impatto che alcuni organismi hanno sull’ambiente. Grazie all’analisi bioinformatica, ora sappiamo che la grande maggioranza dell’ossigeno su cui ci affidiamo proviene dalle alghe nell’oceano. Questa scienza continuerà ad aumentare man mano che la tecnologia avanza e siamo in grado di creare modelli più avanzati ed elaborare e raccogliere più dati.