Biyolojik veritabanı

Biyolojik veritabanları, bilimsel deneylerden, yayınlanmış literatürden, yüksek verimli deney teknolojisinden ve hesaplamalı analizlerden toplanan biyolojik bilimler kütüphaneleridir. Genomik, proteomik, metabolomik, mikroarray gen ifadesi ve filogenetik gibi araştırma alanlarından bilgiler içerirler. Biyolojik veritabanlarında yer alan bilgiler arasında gen fonksiyonu, yapısı, lokalizasyonu (hem hücresel hem de kromozomal), mutasyonların klinik etkilerinin yanı sıra biyolojik dizilerin ve yapıların benzerlikleri yer almaktadır.

Biyolojik veritabanları topladıkları veri türüne göre sınıflandırılabilir (aşağıya bakınız). Genel olarak, moleküler veritabanları (diziler, moleküller vb. için), fonksiyonel veritabanları (fizyoloji, enzim aktiviteleri, fenotipler, ekoloji vb. için), taksonomik veritabanları (türler ve diğer taksonomik sıralamalar için), görüntüler ve diğer medya veya numuneler (müze koleksiyonları vb. için) vardır.

Veritabanları, bilim insanlarının biyomoleküllerin yapısı ve etkileşimlerinden organizmaların tüm metabolizmasına ve türlerin evrimini anlamaya kadar bir dizi biyolojik olguyu analiz etmelerine ve açıklamalarına yardımcı olan önemli araçlardır. Bu bilgi hastalıklarla mücadeleyi kolaylaştırır, ilaçların geliştirilmesine, belirli genetik hastalıkların tahmin edilmesine ve yaşam tarihinde türler arasındaki temel ilişkilerin keşfedilmesine yardımcı olur.

 Teknik temel ve teorik kavramlar 
Bilgisayar bilimlerinin ilişkisel veritabanı kavramları ve dijital kütüphanelerin bilgi erişim kavramları biyolojik veritabanlarını anlamak için önemlidir. Biyolojik veritabanı tasarımı, geliştirilmesi ve uzun vadeli yönetimi, biyoinformatik disiplininin temel bir alanıdır. Veri içerikleri arasında gen dizileri, metinsel açıklamalar, öznitelikler ve ontoloji sınıflandırmaları, alıntılar ve tablo verileri yer alır. Bunlar genellikle yarı yapılandırılmış veriler olarak tanımlanır ve tablolar, anahtarla sınırlandırılmış kayıtlar ve XML yapıları olarak temsil edilebilir.

 Erişim 
Çoğu biyolojik veritabanı, kullanıcıların verilere çevrimiçi olarak göz atabileceği şekilde verileri düzenleyen web siteleri aracılığıyla kullanılabilir. Buna ek olarak, temel veriler genellikle çeşitli formatlarda indirilebilir. Biyolojik veriler birçok formatta gelir. Bu formatlar metin, dizi verileri, protein yapısı ve bağlantıları içerir. Bunların her biri belirli kaynaklardan bulunabilir, örneğin:

 Metin formatları PubMed ve OMIM tarafından sağlanmaktadır.
 Dizi verileri, DNA açısından GenBank ve protein açısından UniProt tarafından sağlanmaktadır.
 Protein yapıları PDB, SCOP ve CATH tarafından sağlanmaktadır.

 Sorunlar ve zorluklar 
Biyolojik bilgi sayısız veritabanı arasında dağıtılmıştır. Bu durum bazen bilgilerin tutarlılığını sağlamayı zorlaştırmaktadır, örneğin aynı tür için farklı isimler veya farklı veri formatları kullanıldığında. Sonuç olarak, birlikte çalışabilirlik bilgi alışverişi için sürekli bir zorluktur. Örneğin, bir DNA dizisi veritabanı DNA dizisini bir türün adıyla birlikte saklıyorsa bu türün adındaki bir değişiklik, farklı bir ad kullanan diğer veritabanlarına olan bağlantıları bozabilir. Bütünleştirici biyoinformatik, birleşik erişim sağlayarak bu sorunun üstesinden gelmeye çalışan bir alandır. Çözümlerden biri, biyolojik veri tabanlarının, ilgili bilgileri birbirine bağlamak için erişim numaralarıyla diğer veri tabanlarına çapraz referans vermesidir (örneğin, bir tür adı değişse bile erişim numarasının aynı kalması). Birçok veritabanının aynı bilgiyi saklaması gerektiğinden fazlalık başka bir sorundur, örneğin protein yapısı veritabanları aynı zamanda kapsadıkları proteinlerin dizisini, dizilimini ve bibliyografik bilgilerini de içerir.

 Model organizma veritabanları 

Bazı türler için, özellikle de araştırmalarda sıklıkla kullanılanlar (model organizmalar) için türe özgü veritabanları mevcuttur. Örneğin, EcoCyc bir E. coli veritabanıdır. Diğer popüler model organizma veritabanları arasında laboratuvar faresi Mus musculus için Mouse Genome Informatics, Rattus için Rat Genome Database, Danio rerio (zebra balığı) için ZFIN, Schizosaccharomyces pombe fisyon mayası için PomBase, Drosophila için FlyBase, Caenorhabditis elegans ve Caenorhabditis briggsae nematodları için WormBase ve Xenopus tropicalis ve Xenopus laevis kurbağaları için Xenbase bulunmaktadır.

 Biyoçeşitlilik ve tür veritabanları 
küçükresim|Catalogue of Life'tan hayvan grupları ve tür sayıları
Çok sayıda veritabanı dünya üzerindeki yaşam çeşitliliğini belgelemeye çalışmaktadır. Öne çıkan örneklerden biri, ilk olarak 2001 yılında Species 2000 ve Integrated Taxonomic Information System tarafından oluşturulan Catalogue of Life'tır. Catalogue of Life, dünyada şu anda kabul edilen tüm türlerin taksonomik kategorizasyonunu belgelemeyi amaçlayan ortak bir projedir. Catalogue of Life, araştırmacıların ve politika yapıcıların başvurabileceği konsolide ve tutarlı bir veritabanı sağlamaktadır. Catalogue of Life, Conifer Database, ICTV MSL (virüsler için) ve LepIndex (kelebekler ve güveler için) gibi diğer kaynaklardan güncel veri setlerini derlemektedir. Catalogue of Life, Mayıs 2022 itibarıyla toplam 165 veri tabanından yararlanmaktadır. Catalogue of Life'ın operasyonel masrafları Global Biodiversity Information Facility, Illinois Natural History Survey, Naturalis Biodiversity Center ve Smithsonian Institution tarafından karşılanmaktadır.

Bazı biyolojik veritabanları farklı türlerin coğrafi dağılımını da belgelemektedir. Shuang Dai ve arkadaşları, Çin'deki 1371 kuş türünün mekânsal/coğrafi dağılımını belgelemek için yeni birçok kaynaklı veritabanı oluşturmuştur, çünkü mevcut veritabanları birçok tür için mekânsal dağılım verilerinde ciddi eksikliklere sahiptir. Bu yeni veritabanının kaynakları arasında kitaplar, literatür, GPS takibi ve çevrimiçi web sayfası verileri yer alıyordu. Yeni veritabanında her tür için taksonomi, dağılım, tür bilgisi ve veri kaynakları gösterildi. Kuş mekansal dağılım veritabanının tamamlanmasının ardından, Çin'de bilinen türlerin %61'inin daha önce bilindiklerinin ötesindeki bölgelerde dağılım gösterdiği keşfedildi.

 Tıbbi veritabanları 
küçükresim|WoundsDB'de ayak yaraları
Tıbbi veritabanları, biyomedikal veri kaynaklarının özel bir durumudur ve PubMed gibi bibliyografyalardan yapay zeka tabanlı teşhis yazılımlarının geliştirilmesine yönelik görüntü veritabanlarına kadar çeşitlilik gösterebilir. Örneğin, böyle bir görüntü veritabanı, yara izleme algoritmalarının geliştirilmesine yardımcı olmak amacıyla geliştirilmiştir. Fotoğraflar, termal görüntüler ve 3D ağ derinlik haritalarından oluşan 79 hasta ziyaretinden 188'den fazla çok modlu görüntü seti derlendi. Yara ana hatları manuel olarak çizildi ve fotoğraf veri setlerine eklendi. Veritabanı, Kronik Yara Veritabanı web sitesinden indirilebilen WoundsDB adlı bir program şeklinde kamuya açık hale getirildi.

 Nucleic Acids Research Veritabanı Sayısı 
Biyolojik veri tabanlarını bulmak için önemli bir kaynak, Nucleic Acids Research (NAR) dergisinin yıllık özel sayısıdır. NAR'ın Veritabanı Sayısı ücretsiz olarak erişilebilir ve halka açık biyolojik veritabanlarının çoğunu kategorize eder. Çevrimiçi Moleküler Biyoloji Veritabanı Koleksiyonu adı verilen bu sayıya eşlik eden bir veritabanı, 1380 çevrimiçi veritabanını listelemektedir. MetaBase ve Bioinformatics Links Collection gibi başka veritabanı koleksiyonları da mevcuttur.

 Ayrıca bakınız 
 NCBI
 PubMed (biyomedikal literatür veritabanı)

 Kaynakça 

 Dış bağlantılar 
 Biyolojik veritabanlarının etkileşimli listesi, kategorilere göre sınıflandırılmış, Nucleic Acids Research, 2010
 DBD: Biyolojik Veritabanları Veritabanı
 Biosharing (biyolojik veritabanlarından oluşan bir veritabanı)
 WoundsDB
 Catalogue of Life