Sadržaj
Genomics je grana genetike koja proučava velike promjene genoma organizama. Genomika i njeno potpolje transkriptomike, koja proučava promjene u genima u RNK-u koja je prepisana iz DNA, proučava više gena. Genomika također može uključivati čitanje i usklađivanje vrlo dugih nizova DNK ili RNA. Za analizu i tumačenje tako velikih, složenih podataka potrebna je pomoć računala. Ljudski um, kakav je vrhunski takav, nesposoban je nositi se s toliko informacija. Bioinformatika je hibridno polje koje okuplja znanje iz biologije i znanje iz informacijske znanosti, a to je potpodručje informatike.
Genomi sadrže puno informacija
Genomi organizama su vrlo veliki. Procjenjuje se da ljudski genom ima tri milijarde parova koji sadrže oko 25 000 gena. Za usporedbu, procjenjuje se da voćna muha ima 165 milijardi baznih parova koji sadrže 13.000 gena. Uz to, podpolje genomike nazvano transkriptomijskim studijama koje se geni, među desecima tisuća u organizmu, uključuju u određeno vrijeme, u više vremenskih točaka, i u više eksperimentalnih uvjeta u svakoj točki. Drugim riječima, podaci o „omici“ sadrže ogromne količine informacija koje ljudski um ne može shvatiti bez pomoći računalnih metoda u bioinformatici.
Biološki podaci
Bioinformatika je važna za genetička istraživanja jer genetski podaci imaju nedostatak. Con je biologija. Životni oblici imaju određena pravila ponašanja. Isto se odnosi na tkiva i stanice, gene i proteine. Međusobno djeluju i na određeni način se reguliraju. Obimni, složeni podaci koji se generiraju u genomici ne bi imali smisla bez zajedničkog saznanja o tome kako funkcioniraju životni oblici. Podaci generirani genomikom mogu se analizirati istim metodama koje koriste inženjeri i fizičari koji proučavaju tržišta financija i optiku vlakana, ali analiza podataka na način koji ima smisla zahtijeva znanje iz biologije. Tako je bioinformatika postala neprocjenjivo hibridno polje znanja.
Krčenje tisuće brojeva
Smanjenje broja je način na koji se može reći da se radi na proračunima. Bioinformatika je u stanju da drobi desetine tisuća brojeva u nekoliko minuta, ovisno o tome koliko brzo računalo može obraditi informacije. Omics istraživanje koristi računala za pokretanje algoritama - matematičkih izračuna - u velikoj mjeri kako bi se pronašli obrasci u velikim skupima podataka. Uobičajeni algoritmi uključuju funkcije poput hijerarhijskog grupiranja (vidi referencu 3) i analizu glavnih komponenti. Obje su tehnike za pronalaženje odnosa između uzoraka koji u sebi imaju mnogo faktora. To je slično utvrđivanju jesu li određene etničke skupine češće između dva odjeljka u telefonskom imeniku: prezimena koja počinju slovom A u odnosu na prezimena koja počinju slovom B.
Biologija sustava
Bioinformatika omogućila je proučavanje ponašanja sustava s tisućama pokretnih dijelova na razini svih dijelova koji se kreću odjednom. To je poput gledanja jata ptica koje zajedno lete ili škola riba kako ujedanstveno plivaju. Prije toga, genetičari su proučavali samo jedan gen istodobno. Iako taj pristup i dalje ima nevjerojatno puno zasluga i nastavit će to činiti, bioinformatika je omogućila nova otkrića. Biologija sustava predstavlja pristup proučavanju biološkog sustava kvantificiranjem više pokretnih dijelova, poput proučavanja zajedničke brzine različitih džepova ptica koji lete kao jedno veliko stado koje se nadvija.