معلوماتية حيوية

معلوماتية حيوية
المعلوماتية الحيوية أو علم الأحياء الحاسوبي هو استخدام أحدث تقنيات الرياضيات التطبيقية، المعلوماتية informatics، الإحصاء، وعلوم الحاسب لحل مشكلات بيولوجية حيوية.
جهود الأبحاث الرئيسية في هذا الحقل تتضمن التراصف التسلسلي Sequence alignment، إيجاد المورثات، مشروع الجينوم البشري، تراصف البنية البروتينية protein structural alignment، تنبؤ البنية البروتينية protein structure prediction، التنبؤ بالتعبير الجيني gene expression، وتآثرات بروتين-بروتين، إضافة لنمذجة التطور.
مقدمة
ثبثثثالمعلوماتية الحيوية (البيوإنفورماتيك) 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.
تعريف المعلوماتية الحيوية
المعلوماتية الحيوية هو تحليل المعلومات البيولوجية باستخدام الكمبيوتر والتقنيّات الإحصائيّة. هو العلم الذي يسعى لاستخدام وتطوير قواعد البيانات والخوارزميّات الحاسوبيّة لتسيع وتعزيز الأبحاث البيولوجيّة.
تعريف المركز العالمي لمعلومات البيوتكنولوجي [NCBI] :
عرف المعلوماتية الحيوية كما يلي: المعلوماتية الحيوية (البيوإنفورماتيك) هو حقلٌ من العلم حيث علم الأحياء (Biology) وعلوم الحاسب (Computer Science) وتكنولوجيا المعلومات (Information techonlogy) دُمجت سويّةً في مجال علميّ واحد.
تنضوي المعلوماتية الحيوية على ثلاثة فروع رئيسيّة هي:
تطوير خوارزميات جديدة وتقنيات إحصائيّة تساعد في تحصيل المعلومات من مجموعات ضخمة من البيانات.
تحليل وتفسير الأنماط المختلفة من البيانات التي تتضمن سلاسل الحموض الأمينية
و الأنوية والقطع والبنى البروتينيّة.
تطوير وتنفيذ أدوات تساعد على إدارة فعالة للأنماط المختلفة من المعلومات.
أمّا ويبوبيديا (Webopedia) فتعرّف المعلوماتية الحيوية كما يلي:
هي تطبيق التكنولوجيا الحاسوبيّة والمعلوماتيّة في إدارة المعلومات البيولوجيّة,
وبشكل محدّد هي علم تطوير قواعد بيانات وخوارزميّات حاسوبيّة لتسهيل وتسريع الأبحاث البيولوجيّة.
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 فعّآلةققللق.
إن المصطلحات الثلاثة المعلوماتية الحيوية والبيولوجيا الحوسبيّة والبنية التحتيّة للمعلومات البيولوجيّة تشير إل نفس المضمون تقريبا.
ماالمقصود بالمعلوماتية الحيوية
المعلوماتية الحيوية هي استخدام تكنولوجيا المعلومات ضمن علم الأحياء (البيولوجيا) للاستفادة من ذلك في عمليات تخزين البيانات (data storage and warehousing),و تحليل سلاسل الحمض النووي (DNA).
للعمل ضمن مجال البيوإنفورماتيك عليك الإلمام بعدد من العلوم تشمل علم الأحياء(Biology) والرياضيات وعلوم الحاسب إضافةً لقوانين الفيزياء والكيمياء والأهم طبعاً هو إلمامك بتكنولوجيا المعلومات (IT)وذلك من أجل تحليل البيانات البيولوجيّة ودراستها.
لا ينحصر استخدام البيوإنفرماتيك في حوسبة البيانات البيولوجية وإنّما يتعدّى ذلك إلى حلّ العديد من المشاكل البيولوجيّة واكتشاف الأنماط الإحيائيّة المتعدّدة.
المهارات المطلوبة لتصبح خبيراً ناجحاً في مجال المعلوماتية الحيوية
كبداية عليك الإلمام بما يلي:
بيولوجيا الجزيئات.
خبرة في العمل على واحد أو أكثر من حزم البرمجيات المخصصة للتعامل مع بيولوجيا الجزيئات.تعلّم كيفيّة تحليل المعطيات البيولوجيّة باستخدام هذه البرمجيّات والتي أذكر منها: (GCG,BLAST,FASTA) وغيرها.
تعلّم عن نظم التشغيل مفتوحة المصدر (LINUX,UNIX) لأنّ الشائع في هذه الأيّام هو استخدام البرمجيّات الحرة في البيوإنفورماتيك وذلك نظراً لقوّتها وتوفّر الأدوات البرمجيّة والبرمجيّات المخصّصة لهذه المنصّات.
معرفة جيّدة بلغات البرمجة مثل : Java,C++,Python,Perl كما يجب عليك الإلمام بلغة HTML.
الإلمام بنظم إدارة قواعد البيانات وأفضلها : Oracle و MySQL (مفتوحة المصدر والمجانيّة) والأكثر استخداماً لتخزين كميات ضخمة gigabytes من المعطيات البيولوجية لتحليلها واستخلاص المعلومات منها.
حول المعلوماتية الحيوية
في شباط من العام 2001 استطاع العلماء أخيراً حل رموز شيفرة الجينوم البشري، بمعنى آخر استطاع العلماء قراءة سلسلة مكونة ممّا يقارب ثلاثة مليارات من الأزواج الأساسية التي تؤلف جزيء ال DNA البشري.
اقرأ أيضا
معلوماتية حيوطبية Biomedical informatics
حوسبة حيوية-المصدر Biologically-inspired computing
سيبرنتيك حيوي Biocybernetics
نمذجة حيوية حاسوبية Computational biomodeling
علم الجينوم الحاسوبي Computational genomics
نمذجة جزيئية Molecular modelling
علم المتريات الشكلي Morphometrics
شبكة استقلابية Metabolic network
حوسبة طبيعية Natural computation
تنبؤ بتآثرات بروتين-بروتين Protein-protein interaction prediction
معلوماتية كيميائية
حقول مرتبطة
رياضيات تطبيقية — علم الأحياء — علوم الحاسب — معلوماتية — بيولوجيا رياضية — بيولوجيا نظرية — حوسبة علمية — معلوماتية كيميائية — علم حاسوبي
مراجع
وصلات خارجية
Wikiomics.org: ويكي المعلوماتية الحيوية
الجمعيات الأساسية
الجمعية الدولية لعلم الأحياء الحاسوبي
منظمات رئيسية
منظمة المعلوماتية الحيوية (Bioinformatics.Org): معهد مفتوح للجميع
مجموعة علمية مؤلفة من عقد داخل وخارج أوروبا
UCSC مركز الهندسة والعلوم الجزيئية الحيوية
المعهد السويسري للمعلوماتية الحيوية Swiss Institute of Bioinformatics
المعهد الأوروبي للمعلوماتية الحيوية
المخبر الأوروبي للبيولوجيا الجزيئية
معهد أبحاث المعلومات الجينية
National Center for Biotechnology Information
Open Bioinformatics Foundation: umbrella non-profit organization supporting certain open-source projects in bioinformatics
National Center for Biomedical Ontology
US Department of Energy Joint Genome Institute
مشاريع البرمجيات
AMOS: برنامج أسمبلر مفتوح المصدر يعتمد على جينومي
BioSimGrid: قاعدة بيانات امحاكاة البيوجزيئية
الموصلات الحيوية
Diamond STING
UPMC أدوات المعلوماتية الحيوية على الوب
BioJava
BIOMAP Project: إنشاء خريطة شاملة لكافة البنى البيولوجية الماكروجزيئية
قاعدة بيانات شبكة الواصل البيوجزيئي
BioPerl
BioPHP
BioLinux
BioPython
BioRuby
CIPRES Project: The Cyber-Infrastructure for Phylogenetic Research
EMBOSS
Ensembl
GMOD: The Generic Model Organism Database Project
HARVESTER: bioinformatic meta محرك بحث عن البروتينات البشرية والحيوانية
MANATEE: نظام انترنتي لدراسة وتحليل الجينوم
Proteome Ontology Project: مشروع لتحديد أشكال البروتينات
Sequerome
Seqhound
MARBL: تصنيف النصوص والبحث في مكاتب المشاريع الجينية
توثيق الملفات للتسلسل الجينومي
BiDE - The Bioinformatics Desktop Environment - مشروع مفتوح لتطوير إصدارة من ريد هات تحوي جميع تطبيقات المعلوماتية الحيوية
BioCircle BiDE Page
eBiotools: حزمة برمجيات تؤمن معظم برمجيات المعلوماتية الحيوية لأجهزة الماك
قوائم موسعة
قائمة طويلة بمناهج المعلوماتية الحيوية.
ماهج تدريب في المعهد الأوروبي للمعلوماتية الحوية.
مناهج تعطى من قبل انسمبل.
المجلات الأساسية
PLoS بيولوجيا حاسوبية
معلوماتية حيوية تطورية على النت
Nature Molecular Systems Biology
مجلة المعلوماتية الحيوية
BMC Bioinformatics journal
مجلة معلومات السرطان المفتوحة
مجلة الانترنت للمعلوماتية الحيوية
EMBnet.News مجلة انترنتية
إحصاء حيوي
علم أحياء رياضياتي
علم الأحياء الحاسوبي
علم الحاسوب
علوم شكلية
هندسة حيوية