مستخدم:Ruba.Alabbadi/ملعب
المعلوماتية الحيوية (Bioinformatics) أو علم الأحياء الحاسوبي (البيولوجيا الحاسوبية)computational biology هو:
عدل- من أحدث علوم الحاسب،ومن المتوقع في المستقبل القريب أن يشتد الطلب على الخبراء في هذا المجال.ووفقاً للمحللين الاقتصاديين فإنّ حجم الاستثمارات في هذا القطّاع ستقارب الستين مليار دولار خلال هذه السنة.
- تحليل المعلومات البيولوجية باستخدام الكمبيوتر والتقنيّات الإحصائيّة. هو العلم الذي يسعى لاستخدام وتطوير قواعد البيانات و الخوارزميات الحاسوبيّة لتسيع وتعزيز الأبحاث البيولوجيّة.
- حقلٌ من العلم حيث علم الأحياء (Biology) وعلم الحاسوب (Computer Science) وتكنولوجيا المعلومات (Information techonlogy) دُمجت سويّةً في مجال علميّ واحد.
- هي تطبيق التكنولوجيا الحاسوبيّة والمعلوماتيّة في إدارة المعلومات البيولوجيّة.
- علم تطوير قواعد بيانات وخوارزميّات حاسوبيّة لتسهيل وتسريع الأبحاث البيولوجيّة.
المبادئ الأساسية التي تقوم عليها المعلوماتية الحيوية:
عدلإن المعلوماتية الحيوية تقوم على قدرة قواعد البيانات بتخزين المعلومات الناتجة عن الأبحاث ومقارنتها مع بعضها البعض وتحليل النتائج للوصول لتنبؤات أو معلومات عن دور المورثات أو البروتينات من خلال التشابه الجيني بينها.
استُخدمت المعلوماتية الحيوية على نطاق واسع في أبحاث الجينوم البشري ضمن مشروع الجينوم البشري الذي حدّد السلسلة الجينيّة الكاملة للإنسان والتي تتكوّن من حوالي ثلاثة بلايّين (مليارات) زوج أساسي وبشكل أساسي ساعد في استخدام المعلومات الجينيّة لفهم الأمراض وكان لها دور في اكتشاف عقاقير جديدة فعّآلة.
إن فهماً أفضل لكيفية انتظام الجينات، ودورها في الخلية وفي تطور الكائنات، يفتح الباب لتصميم علاجات تتناسب مع المواصفات الوراثية للانسان ولفهم المشاكل الصحية المترافقة مع التقدّم في العمر. ويحدث ذلك الأمر يومياً. فبصورة فعلية، شكّلت المعلومات الجينية المكتشفة، وبسرعة، الاساس لتصميم الكثير من الأدوية ومُكوّناتها.
كما أصبحت أداة لتحسين الكثير من التراكيب الوراثية لعدد كبير من المحاصيل الزراعية والحيوانات ذات الأهمية الاقتصادية.
في المقابل، واجه العلماء تحدي سُبل التنقيب والبحث عن معلومات مُحدّدة، بطريقة سريعة وفعّالة، في هذا الكم العارم، باعتبار ذلك من المتطلبات الأساسية في البحث العلمي.
إن العثور على المعلومة المطلوبة بات يُشبه محاولة العثور على إبرة في كومة من القشّ.
إذاً، فقد تطلب التطور في المعرفة انبثاق علم لم يكن سابقاً: الـ «بيوإنفورماتيكس» BIOINFORMATICS.
وإذ يتضاعف حجم المعلومات البيولوجية مرة كل سنة ونصف او سنتين، كان لا بد من اللجوء في تقنيات المعلوماتية Information Technology التي تتضاعف قوتها كذلك بالوتيرة نفسها تقريباً، بحسب ما نص عليه قانون «مورفي» الشهير.
هكذا انبثق «بيوإنفورماتيكس» كعلم يلتقى فيه النمو الهائل للتقنية الحيوية مع التطور المطرد لتكنولوجيا المعلوماتية.
ومنذ انبثاقه، قبل وقت ليس بالقصير، ما زال اسمه غير مألوف. ويمكن تعريفه بأنه: «استخدام الحاسوب للتعامل مع المعلومات البيولوجية»؛ أو «استخدام الحاسوب لتخزين المعلومات الجينية، وكذلك للبحث عن المعلومات الخاصة بالشفرات الوراثية للجينات، وللبروتينات الأساسية المُتّصلة بعمل هذه الجينات ووظائفها».
وبقول آخر، فإن ذلك العلم يدمج علم الظاهرة الحيّة مع الحاسوب والتقنيات الرقمية، وباعتباره ضرورة لادارة وتحليل وفهم الكم الهائل من المعلومات الناتجة من ثورة المعلومات الجينية.
كيف يمكن تطبيق المعلوماتية الحيوية ؟
عدليمكن لأي باحث الاستفادة من قواعد البيانات الهائلة لهذا العلم، حيث يوجد حتى الآن ما يقارب 1554 من قواعد البيانات وأغلبها متاحة بالمجان للباحثين ! ولعل أشهرها ما يوجد على موقع (NCBI) الذي يسمح بمقارنة تسلسلات (DNA) مع أي كائن من الكائنات الأخرى، بالإضافة لبنك البروتينات (PDB) الذي يضمّ تسلسلات البروتينات وبنيتها ثلاثية الأبعاد.
المجالات والتطبيقات:
عدل- تشمل المعلوماتية الحيوية الكثير من المجالات البحثية والتطبيقات نذكر منها:
- العثور على الجينات (Gene finding).
- محاذاة السلاسل (Sequence alignment).
- معرفة التركيب الثنائي والثلاثي والرباعي (إن وجد) للبروتينات(Protein folding).
- تحديد مواقع ارتباط عوامل النسخ (Transcription factor binding site identification).
الخلاصة:
عدلإن المعلوماتية الحيوية تعد من أحدث علوم الحاسب، وقد استُخدمت المعلوماتية الحيوية على نطاق واسع في أبحاث الجينوم البشري ضمن مشروع الجينوم البشري الذي حدّد السلسلة الجينيّة الكاملة للإنسان التي تتكوّن من حوالي ثلاثة مليارات زوج أساسي، وإن استخدامها قد ساعد بشكل رئيسي على فهم الأمراض واكتشاف عقاقير جديدة فعّآلة. و للعمل ضمن مجال المعلوماتية الحيوية يجب الإلمام بعدد من العلوم تشمل علم الأحياء والرياضيات وعلوم الحاسب إضافةً لقوانين الفيزياء والكيمياء والأهم هو الإلمام بتكنولوجيا المعلومات، من أجل تحليل البيانات البيولوجية ودراستها. و لا ينحصر استخدام المعلوماتية الحيوية في حوسبة البيانات البيولوجية بل يتعدى ذلك لحل العديد من المشاكل البيولوجية.
المصادر :
عدل- Introduction to bioinformatics. “teresa k.Attwood and David Parry Smith”.1999.
- http://sciarab.org/?p=3298
- معلوماتية حيوية