Биоинформатика включает в себя изучение и разработку компьютерных методов и направлена на получение, анализ, хранение, организацию и визуализацию биологических данных. Вычислительные биологи – это специалисты, которые специализируются на решение биологических задач, при помощи вычислительных систем и инструментов. Основными направлениями биоинформатики являются: биоинформатика последовательностей (поиск последовательностей в геноме человека), анализ экспрессий (анализ того, как наследственная информация от участка ДНК преобразуется в РНК или белок), структурная биоинформатика (анализ и предсказание трехмерной структуры белка, РНК и ДНК).

В биоинформатике применяются прикладная математика, статистика, информатика и другие предметы. Биоинформатика востребована в разных областях, таких как: биохимия, биофизика, генетика, экология и другие. Специалист работающий по профессии биоинформатик должен владеть различными языками программирования, владеть языками запросов к базам данных, обладать умением в структурирование и анализе данных.

Главной целью биоинформатики является понимание и предсказывание биологических процессов. При этом используются и создаются интенсивные вычислительные методы такие как:

• 
  распознавание предметов, процессов, сигналов и так далее в различных биологический процессах,
  
• 
  методы для поиска в данных практической информации,
  
• 
  машинное обучение,
  
• 
  визуализация биологических данных,
  
• 
  и другие.
  

Основные усилия направлены в следующие области:

• 
  анализ генетических полседовательностей,
  
• 
  аннотация геномов,
  
• 
  вычислительная эволюционная биология,
  
• 
  оценка биологического разнообразия.
  

Анализ генетических последовательностей – это сравнение генома в рамках одного или нескольких видов, с целью нахождения одинаковых фрагментов. При помощи этого метода составляются филогенетические деревья, которые показывают эволюционные взаимосвязи между различными видами. Так как при поиске схожих фрагментов генома приходится анализировать тысячи различных генов

---

, состоящих из миллиардов пар нуклеотидов, приходится использовать специальные программы. Данные программы могут достаточно точно сопоставить похожие последовательности ДНК в геномах разных видов. При этом части такие последовательности могут иметь мелкие мутации, выраженные заменой, вставкой или выпадением отдельных нуклеотидов. В данном случае помогает машинное обучение, которое обучаясь на уже расшифрованных участках ДНК разных видов, понимает, где мутации, а где – нет.

Аннотация геномов – процесс маркировки генов и других объектов в последовательности ДНК. Специалисты, опираясь на уже известные функции генов, декодируют другие части генома. При этом так же применяются специальные программы, зачастую с использованием нейросетей.

Вычислительная эволюционная биология - раздел биологии, исследующий происхождение и появление видов, а так же их развитие. При этом используются следующие инструменты:

• 
  изучение эволюции большого числа организмов, путем анализа изменений ДНК, а не только изменение строения или физиологии,
  
• 
  сравнение генома, что дает информацию о эволюционных событиях, таких как хромосомные перестройки или же удвоение хромосом, передача генетического материала организму-непотомку и так далее,
  
• 
  создание компьютерных симуляций, чтобы предсказывать как поведет себя система в будующем.
  

Благодаря этому разделу можно проследить как изменялся тот или иной вид, а так же визуализировать возможные варианты, как будет изменятся вид в будущем.

Оценка биологического разнообразия – метод, при помощи которого определяют полную генетическую совокупность среды (капля воды, горсть земли, вся биосфера планеты Земля или живой организм), состоящую из всех обитающих видов. Для структурирования используются базы данных, а далее это визуализируется и анализируется. Так же при помощи специального компьютерного обеспечения симулируют модели популяционной динамики или вычисляют общее генетическое здоровье культуры, что может быть полезным агрономам. Один из важнейших потенциалов этой области – анализ последовательностей ДНК вымирающих видов для предотвращения этого в будущем или использовать результаты генетического эксперимента природы, если вид уже вымер.

---

Таким образом, биоинформатика – область науки, востребованная начиная от медицины, заканчивая сельским хозяйством, без которой другие науки не смогли бы существовать.

---

Смотрите также файлы

• Пп Задание.docx

• Классификация государств в мировой экономике (ответить письменно, на вопрос 8 ответить устно).docx

• Охрана прав на интеллектуальную собственность в сети Интернет.docx

• Выполнение практических заданий по дисциплине инновационный менеджмент.docx

• Кунуги! (в облаке) Что на счет этого (в облаке).docx