آرما
16th February 2009, 05:34 PM
بیو انفورماتیک:
بیوانفورماتیک علم نوینی است که با بهره گیری از اطلاعات پایه بیولوژی نظیر توالی DNA, RNA و پروتئین و پردازش آنها در کامپیوتر با استفاده از روش های آمار و ریاضیات، اطلاعات با ارزشی را تولید می کند. اطلاعاتی که گاه برای یافتن آنها با استفاده از روش های آزمایشگاهی ماه ها و سال ها وقت لازم است (البته اگر نا ممکن نباشد).
ژنومیکس شامل تجزیه و تحلیل دادها و اطلاعاتژنتیکی بخصوصژنوم موجودات است. در حقیقت ژنوم را باید توالی کل DNA موجوددر سلولهای یک جاندار دانستکه بعنوان ماده ژنتیکی عمل می نماید و سبببروز صفاتوراثتی (فنوتیپ) می شود، با انتقال ماده وراثتی از یک نسل بهنسل دیگر، صفات ارثی از یک نسل به نسل بعد منتقل می شود. در موجوداتیکهتولید مثل جنسی دارند، ژنها از طریق سلول جنسی نر (اسپرم(و سلول جنسیماده (اووم) به نوزاد منتقل می شود. بطورخلاصه باید گفت که ژنومیکس شاملتوالی یابی و آنالیز ژنها ورونوشتهای آنها در یک موجود زنده است. پروتئومیکس به آنالیزپروتئین های یک موجود زنده گفته می شود
علاوهبر ژنومیکس و پروتئومیکس، شاخه های دیگری از علوم زیستی وجود دارند که دربیو انفورماتیک از آنها استفاده می شود که عبارتند از : متابولومیک وترانسکریپتومیک. در هرکدام از این بخش ها سعی می شود تا به سوالات وپیچیدگیهای علم حیات (زیست شناسی) پاسخ داده شود. در حوزه متابولومیک سعیمی شود تا دادهایی که در خصوص متابولیتهای سلولی هستند مورد مطالعه وتجزیه وتحلیل قرار گیرد و در علم ترانسکریپتومیک دادهایی که در خصوصرونویسی از روی DNA است مورد بحث و بررسی قرار میگیرد. علم بیوانفورماتیکمی تواند ابزاری در جهت توسعه تکنولوژی مهندسی ژنتیک و مهندسی پروتئینباشد.برخی از محققین امروزی، فصل جدیدی در حوزه علم بیوانفورماتیک معرفیمی کنند که نام آنرا زیست سیستم System-Biology نهاده اند. زیست سیستم یادستگاه زیستی دست یافته جدیدی است که برای پاسخگوئی به مباحث پیچیده زیستیتوسط محققان بکار می رود. زیست سیستم شامل برهمکنش میان ژنومیکس وپروتئومیکس و نیز داده های بیو انفورماتیک است که برای درک کامل ازفعالیتهای سیستم های زیستی بکار می رود.
البتهزيست سيستم (systems-biology) نيز در حوزه‌ي دانشبيوانفورماتيك قرار مي‌گيرد. دراين بخش محققان برهم‌كنش ميان ژنوميكس و پروتئوميكس رامطالعه مي‌كنند تا از اين طريق مدل‌سازي مناسبي براي سامانه‌هاي زيستي ارائهكنند.
رشته‌ي بيوانفورماتيك شامل شاخه‌هايي هم چونطراحي پايگاه داده‌ها،طراحينرم‌افزاروت حليل داده‌هااست.
باتوجهبه بين رشته‌اي بودن دانش بيوانفورماتيك، دانش‌جويان رشته‌هاي علوم كامپيوتر،بيوشيمي، زيست‌شناسي مولكولي، ميكروبيولوژي و حتي مهندسي پزشكي مي‌توانند در آن بهپژوهش بپردازند.
مشهورترین کاربرد بیوانفورماتیک درتحلیل توالی هاست توالی های DNA مربوط به ارگانیزم های مختلف جهت دستیابیسریع و مقایسه آنها با یکدیگر ، در پایگاه های داده ذخیره میشوند. پروژهژنوم انسان که از سال 1996 تا سال 2003 به طول انجامید نمونه ای از تحلیلتوالی هاست ، در این پروژه توسط کامیپوترهای بزرگ ، همه ژنوم انسان تعیینتوالی گردید و درون یک پایگاه داده قرار گرفت.
در چند دههٔ اخیر ، پیشرفت در بیولوژی مولکولی (http://fa.wikipedia.org/wiki/مولکول) و تجهیزات مورد نیاز تحقیق در این زمینه باعث افزایش سریع تعیین توالی (http://fa.wikipedia.org/wiki/توالی)ژنوم (http://fa.wikipedia.org/wiki/ژنوم) بسیاری از گونه‌های موجودات شد، تا جایی که پروژه‌های تعیین توالی ژنوم‌ها از پروژه‌های بسیار رایج به حسب می‌آیند.امروزه توالی ژنوم بسیاری از موجودات ساده مانند باکتری‌ها (http://fa.wikipedia.org/wiki/باکتری) تا موجودات بسیار پیشرفته چون یوکاریوت‌های (http://fa.wikipedia.org/wiki/یوکاریوت) پیچیده شناسایی شده‌است. پروژهٔ شناسایی ژنوم انسان در سال ۱۹۹۰ آغاز شد و در سال ۲۰۰۳ پایان یافت و اکنون اطلاعات کامل مربوط به توالی هر ۲۴ کروموزوم (http://fa.wikipedia.org/wiki/کروموزوم) انسان موجود است.
بانک‌های اطلاعاتی ِ توالی چون بانکِ ژن و EMBL به طور نمایی رشد کرده‌اند. این سیل اطلاعات، ذخیره سازی، سامان دادن و فهرست دار کردن دقیق اطلاعات را ضروری کرده‌است. با پیشرفت چشم گیر فناوری اطلاعات و کاربردهای آن، ادغام دو علم بیولوژی (http://fa.wikipedia.org/wiki/بیولوژی) و فناوری اطلاعات (http://fa.wikipedia.org/wiki/Ùناوری_Ø§Ø·Ù„Ø§Ø¹Ø Øª) راه گشای این امر شد. به این ترتیب اوایل سال ۱۹۷۵ رشتهٔ بیوانفورماتیک با هدف استفاده از رایانه‌ها (http://fa.wikipedia.org/wiki/رایانه)، نرم افزارها و بانک‌های اطلاعاتی جهت ذخیره سازی و بازیابی اطلاعات در مطالعات بیولوژیکی شکل گرفت. با پیشرفت بیوانفورماتیک حضور سایر رشته‌ها نیز ضروری شد. برای تحلیل داده‌ها و نتیجه گیری از آنها حضور علم آمار (http://fa.wikipedia.org/wiki/آمار) لازم شد. حجم بالای اطلاعات و پردازش آنها نیز وجود رایانه‌های پیشرفته تری را می‌طلبید. بنابراین ، بیوانفورماتیک یک تخصص میان رشته‌ای است که با ادغام زیست (http://fa.wikipedia.org/wiki/زیست) شناسی ، ریاضیات به ویژه آمار، علوم کامپیوتر و فناوری اطلاعات به وجود آمده‌است. از مهمترین کارها در بیوانفورماتیک تجزیه و تحلیل اطلاعات توالی است. بیولوژی محاسباتی نامی است که به این فرآیند داده شده‌است و شامل موارد زیر است:
پیدا کردن ژنها در توالی‌های دی ان ای
توسعهٔ روش‌های پیش بینی ساختار و یا وظایف پروتئین‌های (http://fa.wikipedia.org/wiki/پروتئین) تازه کشف شده و توالی‌های ساختاری RNA
صف بندی پروتئین‌های مشابه و ایجاد درخت‌های نژادشناسی برای بررسی روابط تکاملی.
دو فعالیت برجسته در بیوانفورماتیک، پروتئومیک و ژنومیک هستند. از شاخه‌های دیگر علوم زیستی همچون متابولیک و ترانسکریپتومیک نیز استفاده می‌شود
بیوانفورماتیک خود به دو گروه تقسیم بندی می شود: پروتئومیکس و ژنومیکس. پروتئومیکس همانطور که از نامش پیدا است به تجزیه و تحلیل داده های پروتئینی پرداخته و طبیعتاً اطلاعاتی که تولید می کند نیز مربوط به پروتئین ها می باشد. در حالی که ژنومیکس به تجزیه و تحلیل داده های ژنتیک پرداخته و اطلاعات ژنیتک با ارزشی را نیز تولید می کند.
یک محقق در استفاده از ابزار پروتئومیکس باید حتماً ساختار پروتئین ها و واحدهای سازنده آنها یعنی اسیدهای آمینه را کاملاً بشناسد. در تجزیه و تحلیل نتایج پروتئومیکس ما فقط با حروف خامی سروکار داریم که اگر بلافاصله در ذهنمان آنها را به اسیدهای آمینه مربوطه تبدیل کرده و رابطه ساختمانی آنها را در ذهنمان مرور کنیم نتایج کاملاً قابل تفسیر می باشند
**زمینه های تحقیقاتی بیوانفورماتیک**
آنالیز توالی ژنتیک
تفسیر ژنتیک
زیست تکامل
اندازه گیری تنوع زیستی
آنالیز عبارات ژن
آنالیز قواعد
آنالیز عبارات پروتئین
ژنومیک تطبیقی
سیستم های بیولوژیک
کشف دارو
آنالیز توالی ژنتیک
1-مقایسه ژنهای یک گونه ویا ژنهای گونه های مختلف منجر به پی بردن به شباهت بین عملکرد پروتئین های مختلف می شود.
2-استفاده از نرم افزارهای کامپیوتری برای شناسایی توالی های مرتبط
3-ترتیب دهی شاتگان
تفسیر ژنتیک
1- علامت گذاری ژن ها و سایر ویژگی های ژنتیک در توالیDNA
2-نرم افزارهای تفسیر ژنتیک به تشخیص ژن ها و عملکرد آنها در توالی می پردازد.
زیست تکامل
1- مطالعه درباره منبع وراثتی یک گونه در طول زمان
2-زمینه های مورد مطالعه
الف :ردیابی مسیر تکامل
ب : پیش بینی آینده یک جمعیت
اندازه گیری تنوع زیستی
1- استفاده از پایگاه های اطلاعات برای جمع آوری نام گونه ها، توضیحاتی درباره آنها، توزیع جمعیت، اطلاعات ژنتیک، اندازه جامعه، نیاز های محیط زندگی و ...
2-جمع آوری توالی گونه های در حال انقراض
آنالیز عبارات ژن
1- از بین بردن نویزها در استخراج داده ها
2-استفاده برای تشخیص محل آشفتگی های توالی، به ویژه در سلول های سرطانی
آنالیز قواعد
1-قواعد، ترتیب پیچیده و هماهنگ از اتفاقات است که نهایتا منجر به کاهش یا افزایش یک یا چند پروتئین در بدن می شود.
2- اطلاعات در حالات گوناگون ذخیره می شوند تا نظریه ای درباره ژن ها بیان شود.
آنالیز عبارات پروتئین
1-ژن ها تاثیر خود را از طریق پروتئین ها می گذارند. برای اینکه بدانیم، ژن چه می کند، باید پروتئین را بشناسیم.
2- بیوانفورماتیک نقش مهمی در منطقی کردن اطلاعاتی که از دستگاه های مختلف به دست می آید، دارد.
ژنومیک تطبیقی
اساس ژنومیک تطبیقی، بر پایه ایجاد مطابقت میان ژن های دو موجود زنده است. بنابراین یک نقشه بین گونه ای داریم که امکان ردیابی فرآیند تکامل را می دهد
سیستم های بیولوژیک
1- زیست سیستم، دست یافته جدیدی برای پاسخگویی به مباحث پیچیده زیستی است، که شامل برهمکنش ژنومیک و پروتئومیک با بیوانفورماتیک است.
2- مدلسازی سیستم های بیولوژیک، استفاده از شبیه سازی کامپیوتری برای شبیه سازی زیر سیستم های سلولی است
زمینه‌های مهم بیوانفورماتیک
۱. تحلیل توالی‌های ژنوم
در این زمینه بررسی می‌شود که آیا یک توالی به دست آمده برای یک DNA در برگیرندهٔ یک ژن هست یا خیر. اگر وجود دارد در کجای زنجیرهٔ DNA قرار دارد و آنزیمی که کد می‌کند چه نقشی در سلول یا فرآیندهای حیاتی ایفا می‌کند.
۲. پیش بینی ساختار سه بعدی پروتئین
کاربرد مولکول‌های بزرگ پروتئین بستگی زیادی به شکل فضایی و ساختار سه بعدی آنها دارد. ژنها با عملکرد پروتئین‌هایی که می‌سازند نقش خود را اعمال می‌کنند. بنابراین لازمهٔ شناخت کامل ژنها ، شناخت کامل پروتئین‌ها است.
پیشرفت پروژه‌های پروتیوم به دلایل زیر کند است:
هزینهٔ زیاد
کندی روند تعیین توالی پروتئین‌ها
مشکل بودن تعیین ساختار سه بعدی پروتئین‌ها در آزمایشگاه
دو اصل مهم برای تعیین ساختار سه بعدی پروتئین از روی توالی آن وجود دارد که هر کدام روش جداگانه‌ای ارائه می‌دهند:
پروتئین‌ها با توالی نسبتاً مشابه ، شکل فضایی شبیه به هم پیدا می‌کنند.(جست و جو برای یافتن توالی‌های مشابه)
شکل فضایی مولکول به گونه‌ای است که به حداقل سطح انرژی برسد (استفاده از قوانین شیمی، فیزیک و ترمودینامیک)
۳. تحلیل کارکردی در سطح ژنوم
با به کارگیری روش‌های آماری پیشرفته و کلاستربندی، مسائلی چون بررسی همزمان میزان فعالیت هزاران ژن در سلول ، تحلیل نحوه تعامل تعداد زیادی پروتئین و تحلیل خصوصیات هزاران سلول جهش یافته در آن واحد حل شده‌اند. دانش مربوط به این بخش ژنوم شناسی کارکردی نام دارد و از دستاوردهای مهم در این زمینه می‌توان پیش بینی نقش و کارکرد ژنها در سلول بدون نیاز به آنالیز داده‌های پروتئینی را نام برد.
۴.ایجاد و مدیریت پایگاه‌های داده ای
داده‌های تولید شده در زیست شناسی مولکولی باید از طریق پایگاه در اختیار پژوهشگران قرار گیرد. نحوهٔ حصول اطمینان از صحت داده‌ها و چگونگی نمایش مفید داده‌ها از دغدغه‌های اداره کنندگان پایگاه‌های بزرگ بیوانفورماتیکی هستند.
۵.مدل سازی ریاضی و فرآیندهای حیات
یکی از اهداف مهم بیوانفورماتیک درک کامل سازوکار ارگانیسم‌های زنده در سطح مولکولی است. برای تحقق این هدف، تلاش می‌کنند فرآیندهای خاص سلولی را شبیه سازی کرده و با یک پارچه سازی آنها به یک سلول کامل برسند.
موضوعات سیستم نرم افزاری بیوانفورماتیک
1. ماهیت اطلاعات و داده‌های زیستی
2. ذخیره سازی اطلاعات ، تجزیه و تحلیل و بازیابی
3. محاسبه، مدل سازی و شبیه سازی
4. بیولوژی با معنی اطلاعات و یکپارچگی آنها
5. کندوکاو در داده‌ها
6. مجسم کردن پردازش و تجسم فکری آن
برای اطلاعات بیشتر از کتب الکترونیکی و سایتهای موجود در لینک زیر استفاده کنید
http://www.ibp.ir/HTML/FreeE-Book.htm (http://www.ibp.ir/HTML/FreeE-Book.htm)
تمام کتب الکترونیک در لینک بالا به زبان فارسی میباشد و راهنمای کاملی برای شما خواهد بود
پرتال بیوانفورماتیک ایرانیان (http://www.ibp.ir/)
مرکز ملی تحقیقات بیوانفورماتیک (http://www.bioinformatics.ir/)
مرکز بیوانفورماتیک دانشگاه تهران (http://bioinformatics.ut.ac.ir/)
انستیتو بیو-آی‌تی (http://www.bio-it.org/)
بانك داده‌های دى‌ان‌اى (http://www.ddbj.nig.ac.jp/)]، كشور ژاپن
مرکز ملی اطلاعات بیوتكنولوژی (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/) كشور امریكا
مؤسسه اروپایی بیوانفورماتیک (http://www.ebi.ac.uk/)
بیوانفورماتیک علم نوینی است که با بهره گیری از اطلاعات پایه بیولوژی نظیر توالی DNA, RNA و پروتئین و پردازش آنها در کامپیوتر با استفاده از روش های آمار و ریاضیات، اطلاعات با ارزشی را تولید می کند. اطلاعاتی که گاه برای یافتن آنها با استفاده از روش های آزمایشگاهی ماه ها و سال ها وقت لازم است (البته اگر نا ممکن نباشد).
ژنومیکس شامل تجزیه و تحلیل دادها و اطلاعاتژنتیکی بخصوصژنوم موجودات است. در حقیقت ژنوم را باید توالی کل DNA موجوددر سلولهای یک جاندار دانستکه بعنوان ماده ژنتیکی عمل می نماید و سبببروز صفاتوراثتی (فنوتیپ) می شود، با انتقال ماده وراثتی از یک نسل بهنسل دیگر، صفات ارثی از یک نسل به نسل بعد منتقل می شود. در موجوداتیکهتولید مثل جنسی دارند، ژنها از طریق سلول جنسی نر (اسپرم(و سلول جنسیماده (اووم) به نوزاد منتقل می شود. بطورخلاصه باید گفت که ژنومیکس شاملتوالی یابی و آنالیز ژنها ورونوشتهای آنها در یک موجود زنده است. پروتئومیکس به آنالیزپروتئین های یک موجود زنده گفته می شود
علاوهبر ژنومیکس و پروتئومیکس، شاخه های دیگری از علوم زیستی وجود دارند که دربیو انفورماتیک از آنها استفاده می شود که عبارتند از : متابولومیک وترانسکریپتومیک. در هرکدام از این بخش ها سعی می شود تا به سوالات وپیچیدگیهای علم حیات (زیست شناسی) پاسخ داده شود. در حوزه متابولومیک سعیمی شود تا دادهایی که در خصوص متابولیتهای سلولی هستند مورد مطالعه وتجزیه وتحلیل قرار گیرد و در علم ترانسکریپتومیک دادهایی که در خصوصرونویسی از روی DNA است مورد بحث و بررسی قرار میگیرد. علم بیوانفورماتیکمی تواند ابزاری در جهت توسعه تکنولوژی مهندسی ژنتیک و مهندسی پروتئینباشد.برخی از محققین امروزی، فصل جدیدی در حوزه علم بیوانفورماتیک معرفیمی کنند که نام آنرا زیست سیستم System-Biology نهاده اند. زیست سیستم یادستگاه زیستی دست یافته جدیدی است که برای پاسخگوئی به مباحث پیچیده زیستیتوسط محققان بکار می رود. زیست سیستم شامل برهمکنش میان ژنومیکس وپروتئومیکس و نیز داده های بیو انفورماتیک است که برای درک کامل ازفعالیتهای سیستم های زیستی بکار می رود.
البتهزيست سيستم (systems-biology) نيز در حوزه‌ي دانشبيوانفورماتيك قرار مي‌گيرد. دراين بخش محققان برهم‌كنش ميان ژنوميكس و پروتئوميكس رامطالعه مي‌كنند تا از اين طريق مدل‌سازي مناسبي براي سامانه‌هاي زيستي ارائهكنند.
رشته‌ي بيوانفورماتيك شامل شاخه‌هايي هم چونطراحي پايگاه داده‌ها،طراحينرم‌افزاروت حليل داده‌هااست.
باتوجهبه بين رشته‌اي بودن دانش بيوانفورماتيك، دانش‌جويان رشته‌هاي علوم كامپيوتر،بيوشيمي، زيست‌شناسي مولكولي، ميكروبيولوژي و حتي مهندسي پزشكي مي‌توانند در آن بهپژوهش بپردازند.
مشهورترین کاربرد بیوانفورماتیک درتحلیل توالی هاست توالی های DNA مربوط به ارگانیزم های مختلف جهت دستیابیسریع و مقایسه آنها با یکدیگر ، در پایگاه های داده ذخیره میشوند. پروژهژنوم انسان که از سال 1996 تا سال 2003 به طول انجامید نمونه ای از تحلیلتوالی هاست ، در این پروژه توسط کامیپوترهای بزرگ ، همه ژنوم انسان تعیینتوالی گردید و درون یک پایگاه داده قرار گرفت.
در چند دههٔ اخیر ، پیشرفت در بیولوژی مولکولی (http://fa.wikipedia.org/wiki/مولکول) و تجهیزات مورد نیاز تحقیق در این زمینه باعث افزایش سریع تعیین توالی (http://fa.wikipedia.org/wiki/توالی)ژنوم (http://fa.wikipedia.org/wiki/ژنوم) بسیاری از گونه‌های موجودات شد، تا جایی که پروژه‌های تعیین توالی ژنوم‌ها از پروژه‌های بسیار رایج به حسب می‌آیند.امروزه توالی ژنوم بسیاری از موجودات ساده مانند باکتری‌ها (http://fa.wikipedia.org/wiki/باکتری) تا موجودات بسیار پیشرفته چون یوکاریوت‌های (http://fa.wikipedia.org/wiki/یوکاریوت) پیچیده شناسایی شده‌است. پروژهٔ شناسایی ژنوم انسان در سال ۱۹۹۰ آغاز شد و در سال ۲۰۰۳ پایان یافت و اکنون اطلاعات کامل مربوط به توالی هر ۲۴ کروموزوم (http://fa.wikipedia.org/wiki/کروموزوم) انسان موجود است.
بانک‌های اطلاعاتی ِ توالی چون بانکِ ژن و EMBL به طور نمایی رشد کرده‌اند. این سیل اطلاعات، ذخیره سازی، سامان دادن و فهرست دار کردن دقیق اطلاعات را ضروری کرده‌است. با پیشرفت چشم گیر فناوری اطلاعات و کاربردهای آن، ادغام دو علم بیولوژی (http://fa.wikipedia.org/wiki/بیولوژی) و فناوری اطلاعات (http://fa.wikipedia.org/wiki/Ùناوری_Ø§Ø·Ù„Ø§Ø¹Ø Øª) راه گشای این امر شد. به این ترتیب اوایل سال ۱۹۷۵ رشتهٔ بیوانفورماتیک با هدف استفاده از رایانه‌ها (http://fa.wikipedia.org/wiki/رایانه)، نرم افزارها و بانک‌های اطلاعاتی جهت ذخیره سازی و بازیابی اطلاعات در مطالعات بیولوژیکی شکل گرفت. با پیشرفت بیوانفورماتیک حضور سایر رشته‌ها نیز ضروری شد. برای تحلیل داده‌ها و نتیجه گیری از آنها حضور علم آمار (http://fa.wikipedia.org/wiki/آمار) لازم شد. حجم بالای اطلاعات و پردازش آنها نیز وجود رایانه‌های پیشرفته تری را می‌طلبید. بنابراین ، بیوانفورماتیک یک تخصص میان رشته‌ای است که با ادغام زیست (http://fa.wikipedia.org/wiki/زیست) شناسی ، ریاضیات به ویژه آمار، علوم کامپیوتر و فناوری اطلاعات به وجود آمده‌است. از مهمترین کارها در بیوانفورماتیک تجزیه و تحلیل اطلاعات توالی است. بیولوژی محاسباتی نامی است که به این فرآیند داده شده‌است و شامل موارد زیر است:
پیدا کردن ژنها در توالی‌های دی ان ای
توسعهٔ روش‌های پیش بینی ساختار و یا وظایف پروتئین‌های (http://fa.wikipedia.org/wiki/پروتئین) تازه کشف شده و توالی‌های ساختاری RNA
صف بندی پروتئین‌های مشابه و ایجاد درخت‌های نژادشناسی برای بررسی روابط تکاملی.
دو فعالیت برجسته در بیوانفورماتیک، پروتئومیک و ژنومیک هستند. از شاخه‌های دیگر علوم زیستی همچون متابولیک و ترانسکریپتومیک نیز استفاده می‌شود
بیوانفورماتیک خود به دو گروه تقسیم بندی می شود: پروتئومیکس و ژنومیکس. پروتئومیکس همانطور که از نامش پیدا است به تجزیه و تحلیل داده های پروتئینی پرداخته و طبیعتاً اطلاعاتی که تولید می کند نیز مربوط به پروتئین ها می باشد. در حالی که ژنومیکس به تجزیه و تحلیل داده های ژنتیک پرداخته و اطلاعات ژنیتک با ارزشی را نیز تولید می کند.
یک محقق در استفاده از ابزار پروتئومیکس باید حتماً ساختار پروتئین ها و واحدهای سازنده آنها یعنی اسیدهای آمینه را کاملاً بشناسد. در تجزیه و تحلیل نتایج پروتئومیکس ما فقط با حروف خامی سروکار داریم که اگر بلافاصله در ذهنمان آنها را به اسیدهای آمینه مربوطه تبدیل کرده و رابطه ساختمانی آنها را در ذهنمان مرور کنیم نتایج کاملاً قابل تفسیر می باشند
**زمینه های تحقیقاتی بیوانفورماتیک**
آنالیز توالی ژنتیک
تفسیر ژنتیک
زیست تکامل
اندازه گیری تنوع زیستی
آنالیز عبارات ژن
آنالیز قواعد
آنالیز عبارات پروتئین
ژنومیک تطبیقی
سیستم های بیولوژیک
کشف دارو
آنالیز توالی ژنتیک
1-مقایسه ژنهای یک گونه ویا ژنهای گونه های مختلف منجر به پی بردن به شباهت بین عملکرد پروتئین های مختلف می شود.
2-استفاده از نرم افزارهای کامپیوتری برای شناسایی توالی های مرتبط
3-ترتیب دهی شاتگان
تفسیر ژنتیک
1- علامت گذاری ژن ها و سایر ویژگی های ژنتیک در توالیDNA
2-نرم افزارهای تفسیر ژنتیک به تشخیص ژن ها و عملکرد آنها در توالی می پردازد.
زیست تکامل
1- مطالعه درباره منبع وراثتی یک گونه در طول زمان
2-زمینه های مورد مطالعه
الف :ردیابی مسیر تکامل
ب : پیش بینی آینده یک جمعیت
اندازه گیری تنوع زیستی
1- استفاده از پایگاه های اطلاعات برای جمع آوری نام گونه ها، توضیحاتی درباره آنها، توزیع جمعیت، اطلاعات ژنتیک، اندازه جامعه، نیاز های محیط زندگی و ...
2-جمع آوری توالی گونه های در حال انقراض
آنالیز عبارات ژن
1- از بین بردن نویزها در استخراج داده ها
2-استفاده برای تشخیص محل آشفتگی های توالی، به ویژه در سلول های سرطانی
آنالیز قواعد
1-قواعد، ترتیب پیچیده و هماهنگ از اتفاقات است که نهایتا منجر به کاهش یا افزایش یک یا چند پروتئین در بدن می شود.
2- اطلاعات در حالات گوناگون ذخیره می شوند تا نظریه ای درباره ژن ها بیان شود.
آنالیز عبارات پروتئین
1-ژن ها تاثیر خود را از طریق پروتئین ها می گذارند. برای اینکه بدانیم، ژن چه می کند، باید پروتئین را بشناسیم.
2- بیوانفورماتیک نقش مهمی در منطقی کردن اطلاعاتی که از دستگاه های مختلف به دست می آید، دارد.
ژنومیک تطبیقی
اساس ژنومیک تطبیقی، بر پایه ایجاد مطابقت میان ژن های دو موجود زنده است. بنابراین یک نقشه بین گونه ای داریم که امکان ردیابی فرآیند تکامل را می دهد
سیستم های بیولوژیک
1- زیست سیستم، دست یافته جدیدی برای پاسخگویی به مباحث پیچیده زیستی است، که شامل برهمکنش ژنومیک و پروتئومیک با بیوانفورماتیک است.
2- مدلسازی سیستم های بیولوژیک، استفاده از شبیه سازی کامپیوتری برای شبیه سازی زیر سیستم های سلولی است
زمینه‌های مهم بیوانفورماتیک
۱. تحلیل توالی‌های ژنوم
در این زمینه بررسی می‌شود که آیا یک توالی به دست آمده برای یک DNA در برگیرندهٔ یک ژن هست یا خیر. اگر وجود دارد در کجای زنجیرهٔ DNA قرار دارد و آنزیمی که کد می‌کند چه نقشی در سلول یا فرآیندهای حیاتی ایفا می‌کند.
۲. پیش بینی ساختار سه بعدی پروتئین
کاربرد مولکول‌های بزرگ پروتئین بستگی زیادی به شکل فضایی و ساختار سه بعدی آنها دارد. ژنها با عملکرد پروتئین‌هایی که می‌سازند نقش خود را اعمال می‌کنند. بنابراین لازمهٔ شناخت کامل ژنها ، شناخت کامل پروتئین‌ها است.
پیشرفت پروژه‌های پروتیوم به دلایل زیر کند است:
هزینهٔ زیاد
کندی روند تعیین توالی پروتئین‌ها
مشکل بودن تعیین ساختار سه بعدی پروتئین‌ها در آزمایشگاه
دو اصل مهم برای تعیین ساختار سه بعدی پروتئین از روی توالی آن وجود دارد که هر کدام روش جداگانه‌ای ارائه می‌دهند:
پروتئین‌ها با توالی نسبتاً مشابه ، شکل فضایی شبیه به هم پیدا می‌کنند.(جست و جو برای یافتن توالی‌های مشابه)
شکل فضایی مولکول به گونه‌ای است که به حداقل سطح انرژی برسد (استفاده از قوانین شیمی، فیزیک و ترمودینامیک)
۳. تحلیل کارکردی در سطح ژنوم
با به کارگیری روش‌های آماری پیشرفته و کلاستربندی، مسائلی چون بررسی همزمان میزان فعالیت هزاران ژن در سلول ، تحلیل نحوه تعامل تعداد زیادی پروتئین و تحلیل خصوصیات هزاران سلول جهش یافته در آن واحد حل شده‌اند. دانش مربوط به این بخش ژنوم شناسی کارکردی نام دارد و از دستاوردهای مهم در این زمینه می‌توان پیش بینی نقش و کارکرد ژنها در سلول بدون نیاز به آنالیز داده‌های پروتئینی را نام برد.
۴.ایجاد و مدیریت پایگاه‌های داده ای
داده‌های تولید شده در زیست شناسی مولکولی باید از طریق پایگاه در اختیار پژوهشگران قرار گیرد. نحوهٔ حصول اطمینان از صحت داده‌ها و چگونگی نمایش مفید داده‌ها از دغدغه‌های اداره کنندگان پایگاه‌های بزرگ بیوانفورماتیکی هستند.
۵.مدل سازی ریاضی و فرآیندهای حیات
یکی از اهداف مهم بیوانفورماتیک درک کامل سازوکار ارگانیسم‌های زنده در سطح مولکولی است. برای تحقق این هدف، تلاش می‌کنند فرآیندهای خاص سلولی را شبیه سازی کرده و با یک پارچه سازی آنها به یک سلول کامل برسند.
موضوعات سیستم نرم افزاری بیوانفورماتیک
1. ماهیت اطلاعات و داده‌های زیستی
2. ذخیره سازی اطلاعات ، تجزیه و تحلیل و بازیابی
3. محاسبه، مدل سازی و شبیه سازی
4. بیولوژی با معنی اطلاعات و یکپارچگی آنها
5. کندوکاو در داده‌ها
6. مجسم کردن پردازش و تجسم فکری آن
برای اطلاعات بیشتر از کتب الکترونیکی و سایتهای موجود در لینک زیر استفاده کنید
http://www.ibp.ir/HTML/FreeE-Book.htm (http://www.ibp.ir/HTML/FreeE-Book.htm)
تمام کتب الکترونیک در لینک بالا به زبان فارسی میباشد و راهنمای کاملی برای شما خواهد بود
پرتال بیوانفورماتیک ایرانیان (http://www.ibp.ir/)
مرکز ملی تحقیقات بیوانفورماتیک (http://www.bioinformatics.ir/)
مرکز بیوانفورماتیک دانشگاه تهران (http://bioinformatics.ut.ac.ir/)
انستیتو بیو-آی‌تی (http://www.bio-it.org/)
بانك داده‌های دى‌ان‌اى (http://www.ddbj.nig.ac.jp/)]، كشور ژاپن
مرکز ملی اطلاعات بیوتكنولوژی (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/) كشور امریكا
مؤسسه اروپایی بیوانفورماتیک (http://www.ebi.ac.uk/)