Bioinformatyka

Bioinformatyka definicja

Bioinformatyka jest interdyscyplinarną dziedziną nauki, która łączy pojęcia z biologii i Informatyki w celu rozwiązania dużych, obliczeniowych pytań. W ostatnich latach rola komputerów wzrosła coraz bardziej i prawie każda nauka wykorzystuje technologię do przetwarzania i analizy informacji. Na najbardziej podstawowym poziomie bioinformatykę można uznać za proste wykorzystanie komputerowych arkuszy kalkulacyjnych i obserwacji biologicznych do kwantyfikacji i analizy obecnych informacji. Podczas gdy tego rodzaju zadania były wyłącznie dla naukowców z dostępem do komputera, każdy ze zrozumieniem Biologii i procesora arkusza kalkulacyjnego mógł zaangażować się w bioinformatykę. Jednak od momentu powstania, dziedzina ta szybko się rozwijała. Teraz, zaawansowane programy i oprogramowanie są tworzone w celu rozwiązania różnych problemów i odpowiedzi na pytania, które wcześniej były nie do przetestowania. Bioinformatyka i biologia obliczeniowa są obecnie uważane za terminy wymienne.

kierunek Bioinformatyka

wzrost wykorzystania bioinformatyki we wszystkich dziedzinach nauki znacznie zwiększył zapotrzebowanie na kierunki bioinformatyczne. Niektóre szkoły stworzyły Interdyscyplinarne Programy między swoimi biologicznymi i informatycznymi wydziałami, które pomagają wypełnić lukę między tymi dwoma naukami. Inne programy zajmują określoną część bioinformatyki w kontekście nauczanej nauki. W wielu programach epidemiologicznych, na przykład, bioinformatyka stanowią segment zajęć.

istnieje kilka kierunków studiów, które zawierają bioinformatyki mocno. Proteomika, na przykład, jest nauką klasyfikowania i zrozumienia białek i ich pochodzenia. Komputery są potrzebne do modelowania kodu genetycznego, sekwencjonowania aminokwasów i trójwymiarowej struktury białek. Korzystając z tych modeli, możemy nawet przewidzieć, jak pewne białka będą oddziaływać z innymi cząsteczkami. Ostatecznie, możemy być w stanie modelować cały organizm i badać, jak wszystkie reakcje zachodzą w całym organizmie. To samo dotyczy genetyki i innych nauk, które opierają się na przetwarzaniu DNA. Przed komputerami przetwarzanie nawet niewielkiej części DNA było nierealne i zajęłoby ludziom lata, opierając się po prostu na dużej liczbie zaangażowanych elementów. Analiza DNA, białek i innych tkanek przez komputery rozlewa się do innych kierunków, jak również. Nawet stopnie w sądownictwie karnym będą wymagały pewnej wiedzy z zakresu bioinformatyki. Odciski palców i dowody DNA stanowią większość dowodów w wielu sprawach karnych, a bioinformatyka ma kluczowe znaczenie dla uzyskania i potwierdzenia tych dowodów.

wiele stopni bioinformatycznych jest stopniami absolwentów, ponieważ duża wiedza zarówno na temat komputerów, jak i biologii jest wymagana do zrozumienia złożonego oprogramowania komputerowego i skomplikowanych systemów biologicznych. Jednak kilka szkół opracowuje interdyscyplinarne studia licencjackie z bioinformatyki. Dziedzina bioinformatyki szybko się rozwija, od pomiaru neuronów w mózgu po Korzystanie z komputerów do śledzenia upraw. W związku z tym liczba karier związanych z nauką również szybko rośnie.

Bioinformatyka kariery

podobnie jak w przypadku wielu dziedzin nauki, bioinformatyka może być czysto akademicka lub może być łączona z innymi naukami i stosowana w przemyśle. Profesorowie specjalizujący się w bioinformatyce są stosunkowo nowe, ponieważ powszechny dostęp do komputera był dostępny tylko w ciągu ostatnich 20 lat dla przeciętnych naukowców. Jednak większość szkół z prestiżowymi programami biologicznymi dodaje kursy bioinformatyczne. Profesorowie i badacze badają szeroką gamę zastosowań bioinformatyki na uniwersytetach. Badania obejmują symulacje komputerowe reakcji organicznych, komputerowe modelowanie białek i toksyn, symulacje populacji i ewolucji. Zastosowanie technologii w biologii jest tak różnorodne, że większość z nich nie może być tutaj omówiona.

w przemyśle bioinformatyka rewolucjonizuje wiele branż. Weźmy na przykład przemysł rolniczy. Roślinom i rolnikom zajęło wieki, aby rozwinąć uprawy, które mamy dzisiaj. Zrobili to wcześniej, skrupulatnie analizując uprawę, wybierając odmiany, które były najlepsze i rozmnażając tylko najlepsze. Teraz, dzięki technologii bioinformatycznej, komputery mogą być szkolone w celu analizy genomu poszczególnych roślin, śledzenia milionów roślin na raz i przewidywania, które rośliny będą najlepsze. Rewolucje w sztucznej inteligencji pomogą i przyspieszą ten proces. Te same korzyści są postrzegane przez wiele branż.

przemysł farmaceutyczny opiera się głównie na bioinformatyce. Nie tylko potrzebują ludzi do analizowania i opracowywania obecnych leków, ale potrzebują myślicieli wyższego poziomu, którzy mogą opracować metody i oprogramowanie do przewidywania reakcji, które będą kosztować niektóre leki. Wraz ze wzrostem mocy obliczeniowej dramatycznie wzrasta liczba i rodzaje reakcji, które można modelować. Może to oznaczać koniec testów na zwierzętach i nową erę świadomego wytwarzania leków. Inne zawody medyczne, w tym wszystko, od lekarzy po twórców urządzeń biomedycznych, również obejmują technologię. Opieka nad pacjentem w szpitalach w teraz Śledzone Za pomocą metod opracowanych w bioinformatyce, i może znacznie poprawić monitorowanie świadczone przez lekarzy i szpitali. Wiele zaawansowanych procedur obrazowania i testów aktywności elektrycznej serca i mózgu wymaga analizy za pomocą komputerów ze względu na ich złożoną naturę.

jeden z pierwszych zawodów, w których stosuje się bioinformatykę, epidemiologię, do dziś wykorzystuje technologię w jak największym stopniu. Rozpoznawanie i identyfikacja wielu wzorców powszechnych chorób nadal byłaby tajemnicą, gdyby nie modelowanie komputerowe. Korzystając z komputerów i danych zgromadzonych w terenie, epidemiolodzy pracują nad zrozumieniem ognisk chorób i tego, w jaki sposób możemy zmniejszyć nasze narażenie na choroby zakaźne. Różne oprogramowanie jest zaprojektowane do wszystkiego, od śledzenia położenia geograficznego ognisk choroby, przez ocenę możliwych czynników ryzyka choroby, aż po śledzenie organizmów powodujących choroby i monitorowanie ich ewolucji. Robią to twórcy szczepionki przeciw grypie, którzy co roku dostosowują swoją formułę w oparciu o spodziewane mutacje do wirusa grypy. Bioinformatyka stanowi podstawę dla tych szacunków.

podobnie wielu biologów populacji śledzi zmiany w populacji w czasie za pomocą komputerów i specjalistycznego oprogramowania. Choć kiedyś oznaczało to, że naukowiec wprowadził swoje obserwacje do arkusza kalkulacyjnego i zrobił wykres, jest teraz znacznie bardziej zaawansowany. Naukowcy mogą mierzyć i obserwować indywidualne zmiany w genomie w czasie w populacji przy użyciu zaawansowanej mocy obliczeniowej komputerów. Podczas gdy makroewolucja może trwać miliony lat, mikroewolucja dzieje się co pokolenie i naukowcy udokumentowali to z pomocą bioinformatyki. Na większą skalę naukowcy zajmujący się klimatem wykorzystują bioinformatykę do dokonywania dużych obliczeń dotyczących wpływu określonego organizmu na środowisko. Dzięki analizie bioinformatycznej wiemy, że znaczna większość tlenu, na którym polegamy, pochodzi z alg w oceanie. Nauka ta będzie rosła wraz z postępem technologicznym, a my jesteśmy w stanie tworzyć bardziej zaawansowane modele oraz przetwarzać i zbierać więcej danych.