گرایش بیوانفورماتیک /منابع کنکور کارشناسی ارشد انفورماتیک پزشکی سال ۹۳ – ۱۳۹۲

[sevda_sj]

زیست‌داده‌ورزی یا بیوانفورماتیک دانش استفاده از علوم کامپیوتر و آمار و احتمالات در شاخه زیست‌شناسی مولکولی است. در چند دههٔ اخیر، پیشرفت در زیست‌شناسی مولکولی و تجهیزات مورد نیاز تحقیق در این زمینه باعث افزایش سریع تعیین توالی 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 تا موجودات بسیار پیشرفته چون یوکاریوتهای 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 انسان موجود است.

گسترش روز افزون حجم عظیم داده‌های ژنومی و نیاز به ذخیره، بازیابی و تحیل مناسب این داده‌ها، موجب پیدایش علم بیوانفورماتیک گردید. این دانش نوظهور، به عنوان یک دانش بین رشته‌ای، تلاش می‌کند تا با استفاده از تکنیک‌های موجود در علوم کامپیوتر، ریاضیات، شیمی، فیزیک و علوم مرتبط دیگر، مسایل مختلف زیست‌شناختی را که معمولاً در سطح مولکولی هستند حل کند.تلاش‌های پژوهشی اصلی در این رشته عبارتند از: تطابق توالی، کشف ژن، گردآوری ژنوم، تنظیم ساختار پروتئینی، پیش بینی ساختارهای دوم و سوم پروتئین، پیش‌بینی بیان ژن و تعاملات پروتئین- پروتئین و مدلسازی تکامل.

واژه‌های بیوانفورماتیک و زیست‌شناسی محاسباتی اغلب به‌جای یکدیگر به‌کار می‌روند. به‌هرحال بیوانفورماتیک، به‌گونه مناسب‌تری به ایجاد و توسعه الگوریتمها، تکنیک‌های محاسباتی و آماری و تئوری اشاره می‌کند که برای حل مسایلی رسمی و عملی به‌کار می‌روند که توسط مدیریت و تحلیل داده‌های زیست‌شناختی مطرح‌شده یا از آن الهام می‌گیرند. از طرف دیگر زیست‌شناسی محاسباتی به تحقیق مبتنی بر فرضیه در مورد یک مسأله خاص زیست‌شناسی با استفاده از رایانه می‌پردازد که با داده‌های عملی و شبیه‌سازی شده انجام می‌شود و با هدف اصلی کشف و توسعه دانش زیست‌شناختی همراه است. تحقیق در زیست‌شناسی محاسباتی، با زیست‌شناسی سیستم‌ها هم‌پوشانی‌هایی دارد. تمایز مشابهی توسط موسسه ملی سلامت آمریکا در کار بر روی تعریف بیوانفورماتیک و زیست‌شناسی محاسباتی انجام شده‌است که در آن تأکید بیشتر بر این است که پیوند محکمی از پیشرفت‌ها و دانش میان تحقیقات بیشتر مبتنی بر فرضیه زیست‌شناسی محاسباتی و پژوهش مبتنی بر تکنیک بیوانفورماتیک وجود دارد. همچنین زیست‌شناسی محاسباتی شامل دو زیرشاخه کمتر شناخته شده ولی به یک اندازه مهم است: بیوشیمی محاسباتی و بیوفیزیک محاسباتی.یک خط مشترک در بیوانفورماتیک و زیست‌شناسی محاسباتی، استفاده از ابزارهای ریاضی برای استخراج اطلاعات مفید از داده‌های تولیدشده توسط تکنیک‌های زیست‌شناختی با برون‌ده بالا نظیر توالی ژنوم است. یک مسأله نمونه در بیوانفورماتیک، گردآوری توالی ژنوم با کیفیت بالا از یک توالی DNA تکه‌تکه شده تفنگ ساچمه‌ای است. دیگر مسایل معمول عبارتند از مطالعه قواعد ژن با استفاده از داده‌هایی از ریزآرایه‌ها یا طیف‌سنجی جرمی.


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.


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 ژنوم‌شناسی 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 زیست‌شناسی 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.








منابع کنکور کارشناسی ارشد انفورماتیک پزشکی سال ۹۳ – ۱۳۹۲

دروس امتحانی و ضرایب
نام کتب معرفی شده توسط وزارت بهداشت
اصول برنامه نویسی و ساختمان داده ها
(۳)
۱- برنامه نویسی به زبان C تالیف کافمن Elliot Kaufman2- برنامه نویسی به زبان پاسکال تالیف کافمن Elliot Kaufman3- ساختمان داده ها تالیف لیپ شوتز Seymour Lipschuts4- ساختمان داده ها تالیف هوروویتزEllis Horowitz


ریاضی و امار حیاتی
(۲)
۱- روشهای امارزیستی تالیف دانیل۲- روشهای اماری و شاخصهای بهداشتی تالیف دکتر کاظم محمد و ملک افضلی۳- حساب دیفرانسیل و انتگرال با هندسه تحلیلی تالیف جرج توماس و راس فینی
مدیریت اطلاعات بهداشتی درمانی
(۳)
۱-Abdelhak,Mervat,Grostic,Hanken,MayrAlice,M.Health information management of a strategic resource. Secondedition .philadelphia.W.B.saunders company2001
2-Weger,KA.Wickham,France,Lee,DBA,Glaser,JR,Burns Glaser,JR.managing. health information systems: a practical approavh for health careexecutives. Publisher. Jossey-Bass,2005


3- کیفیت اطلاعات در مراقبت بهداشتی تالیف دکتر حمید مقدسی

۴- مدیریت اطلاعات بهداشتی درمانی تالیف رضا صفدری مرجان قاضی سعیدی



زبان عمومی
(۲) ۱- Reading and thinking in English
2- Reading through Interaction
3- Expanding Reading skills
4- Developing Reading skills
5- Mosaic 1 Reading(intermediate – high intermediate