Innhold
Genomics er en gren av genetikk som studerer store endringer i genomer av organismer. Genomikk og dets underfelt av transkriptomikk, som studerer genomomfattende endringer i RNA som er transkribert fra DNA, studerer mange gener en gang. Genomikk kan også innebære å lese og justere veldig lange sekvenser av DNA eller RNA. Å analysere og tolke så store, komplekse data krever hjelp av datamaskiner. Menneskets sinn, suveren som det er, er ikke i stand til å håndtere så mye informasjon. Bioinformatikk er et hybridfelt som samler kunnskapen om biologi og kunnskapen om informasjonsvitenskap, som er et underfelt innen informatikk.
Genener inneholder mye informasjon
Genene til organismer er veldig store. Det menneskelige genom anslås å ha tre milliarder basepar som inneholder omtrent 25 000 gener. Til sammenligning anslås fruktflue å ha 165 milliarder basepar som inneholder 13 000 gener. I tillegg er et underfelt av genomikk kalt transkriptomiske studier som gener, blant titusenvis i en organisme, blir slått av eller på på et gitt tidspunkt, på tvers av flere tidspunkter og flere eksperimentelle forhold på hvert tidspunkt. Med andre ord, "omics" -data inneholder enorme mengder informasjon som menneskesinnet ikke kan forstå uten hjelp av beregningsmetoder i bioinformatikk.
Biologiske data
Bioinformatikk er viktig for genetisk forskning fordi genetiske data har en begrensning. Ulemperne er biologi. Livsformer har visse atferdsregler. Det samme gjelder vev og celler, gener og proteiner. De samhandler på visse måter og regulerer hverandre på bestemte måter. De store, komplekse dataene som genereres i genomikk ville ikke være fornuftige uten den kjente kunnskapen om hvordan livsformer fungerer. Dataene som genereres av genomikk kan analyseres ved hjelp av de samme metodene som brukes av ingeniører og fysikere som studerer finansmarkeder og fiberoptikk, men å analysere dataene på en måte som er fornuftig krever kunnskap om biologi. Dermed ble bioinformatikk et uvurderlig hybrid kunnskapsfelt.
Knusende tusenvis av tall
Tallknusing er en måte å si at man gjør beregninger. Bioinformatikk er i stand til å knuse titusenvis av tall på noen få minutter, avhengig av hvor raskt datamaskinen kan behandle informasjon. Omics-forskning bruker datamaskiner for å kjøre algoritmer - matematiske beregninger - i stor skala for å finne mønstre i store datasett. Vanlige algoritmer inkluderer funksjoner som hierarkisk klynging (se referanse 3) og hovedkomponentanalyse. Begge er teknikker for å finne sammenhenger mellom prøver som har mange faktorer i seg. Dette ligner på å bestemme om visse etniske grupper er mer vanlig mellom to seksjoner i en telefonbok: etternavn som begynner med et A kontra etternavn som begynner med en B.
Systembiologi
Bioinformatikk har gjort det mulig å studere hvordan et system som har tusenvis av bevegelige deler oppfører seg på nivået med alle delene som beveger seg samtidig. Det er som å se på en flokk fugler som flyr unisont eller en fiskeskole svømme unisont. Tidligere studerte genetikere bare ett gen om gangen. Selv om denne tilnærmingen fortsatt har utrolig mye fortjeneste og vil fortsette å gjøre det, har bioinformatikk tillatt at nye funn kan gjøres. Systembiologi er en tilnærming til å studere et biologisk system ved å kvantifisere flere bevegelige deler, som å studere den kollektive hastigheten til forskjellige lommer av fugler som flyr som en stor, svingende flokk.