1-mavzu. Bioinformatika faniga kirish. Bioinformatika fanining rivojlanish tarixi va bioinformatika fani istiqbollari

1-MAVZU. Bioinformatika faniga kirish. Bioinformatika fanining rivojlanish tarixi va bioinformatika fani istiqbollari.
Reja:
1. Bioinformatika fani va uni qisqacha rivojlanish tarixi.
2. Bioinformatika fani istiqbollari.


Tayanch so’zlar: Bioinformatika gen, genofond, genotip, biotexnologiya, biomolekulalar, biokimyo, molekulyar biologiya, in silico, sekvinirlash, in vivo, in vitro


Bioinformatikaning zamonaviy fanlar tizimidagi o’rni. Zamonaviy biotexnologiya va bioinformatika fanlarining birgalikdagi rivojlanishi natijasida individual genotiplarga mos ravishdagi dori preparatlarini ishlab chiqarilishining yo’lga qo’yilishi organizmlarga uning individual holatidan kelib chiqqan holatda yondashish imkonini beradi. Bu jarayonda bioinformatika genotipning umumiy holatini uning nukleotidlar ketma – ketliklarini, yoki bu genotipdagi mutatsiyalar o’rnini aniqlaydigan bo’lsa, biotexnologiya ayni genotip uchun mos kelishi mumkin bo’lgan dori preparatini ishlab chiqadi.
“Biotexnologiya” tushunchasi jamlovchi bo’lib, ferment texnologiyasi, immobillangan mikroorganizmlar yoki enzimlardan foydalangan holda, biofaktorlarni qo’llash, gen injeneriyasi, oqsil va immun texnologiyasi, hayvon va o’simlik tipidagi hujayra kulturalaridan foydalanish texnologiyasini o’z ichiga qamrab oladi.
Biotexnologiya – bu texnologik metodlarning majmuasi, shuningdek, dori vositalarini ishlab chiqarish uchun tirik organizmlar va biologik jarayonlardan foydalanuvchi gen injeneriyasi yoki tirik sistemalarni qo’llash va ularni qayta ishlash haqidagi fan, shuningdek, biologik xarakterga ega notirik sistemalardan texnologik jarayonlar va ishlab chiqarishda foydalanishdir.
Zamonaviy biotexnologiyaning rivojlanishida turli fanlar chegarasida paydo bo’lgan bioinformatika fanining ham ahamiyati katta hisoblanadi. Chunki, biologik polimerlarning strukturaviy darajalarini, ularning fazoviy strukturalarini tushuntirishda bioinformatika fanining ham hissasi kattadir.
Bioinformatika fanining tez sur’atlarda rivojlanib borishi bu fanning juda ko’plab yo’nalishlardagi qo’llanilish doirasini oshirib bormoqda, jumladan turli organizmlarning yangi tur va navlarini yaratishda ularning genomini o’rganishga katta e’tibor beriladi. Bioinformatika aynan genomning strukturaviy asoslarini o’rganuvchi fanlar sirasiga kiradi. Lekin, bioinformatika fanidan hozirgi kunda asosan samarali ravishda foydalanilib kelinayotgan soha bu biologik makromolekulalarning, jumladan ularning ketma-ketliklarining analizi bilan bog’liq bo’lgan soha hisoblanadi.
Hozirgi kunda bioinformatika fani tomonidan biomolekulalarning ketma-ketliklarini aniqlash bo’yicha ko’plab eksperimental usullar ishlab chiqilgan. Biomolekulalar ya’ni oqsillar, nuklein kislotalarning ketma-ketliklarini analiz qilish ularning tabiati haqidagi tasavvurlarning kengayishiga, ularning funktsiyasini to’laqonli ravishda tushunishga, ularning fazoviy modellarni yaratishga zamin yaratadi. Turli organizmlarga xos bo’lgan genomlarning aniqlanishi, ularning vazifalarining o’rganilishi esa bu organizmlarning evolyutsion kelib chiqishi haqidagi ma’lumotlarning yanada boyishiga olib keladi.
Zamonaviy fan sifatida yaqin yillarda paydo bo’lgan genomikaning tez rivojlanishini birinchi tomondan DNK dagi nukleotidlar ketma-ketliklarining aniqlanishi ya’ni sekvinirlanish usullarining takomillashib borishi bilan bo’lsa, ikkinchi tomondan biomolekulalar ketma – ketliklari haqidagi juda katta hajmdagi axborotlarning paydo bo’lishi natijasida ularni tahlil qilish uchun zarur bo’lgan zamonaviy kompyuter usullarining yaratilishi bilan tushuntirish mumkin.
Ma’lumotlar bazasining yaratilishi va ularning intensiv ravishda to’ldirilishi XX asrning 80-yillaridan boshlangan va juda tez sur’atlarda o’smoqda.
Dunyoda proteomika, oqsillar strukturasi, mutatsiyalar, transgen organizmlar, nuklein kislotalar va oqsillarning birlamchi strukturasi ma’lumotlar bazalaridan tashqari gen injenerligi uchun vektorlar, nuklein kislotalarning funktsional signallari, fermentlar, metabolik yo’llar va genetik xaritalarning ma’lumotlar bazasi hamda bu sohalardagi tadqiqotlarda zarur bo’lgan dastur ta’minotlari bo’yicha ham ma’lumotlar bazalari mavjud.
Bioinformatika fani biokimyo, molekulyar biologiya va biotexnologiya fanlari singari o’rganish ob’ektlariga ega bo’lgan zamonaviy fan bo’lib, uning tajribalari probirkada emas balki hisoblash texnikasi asosida amalga oshiriladi. Bioinformatika bu makromolekula srukturasi orqali gendan tortib dori preparatlarigacha bo’lgan oraliqni o’z ichiga oladi. Agarda oqsilning ketma – ketliklari aniq bo’lsa bioinformatika fani yordamida bu oqsilning fazoviy strukturasini va uning funktsiyasini aniqlash imkoni bo’ladi. Bioinformatika fani turli fanlarning chegarasida paydo bo’lgan zamonaviy fan bo’lib barcha tadqiqotlarini in silico sharoitda olib boradi. Bu fanni tushunish uchun kimyo, biokimyo, informatika, biologiya kabi fanlarni va tadqiqotning zamonaviy usullarini yaxshi bilish, shuningdek dasturlashni bilish talab etiladi. Zamonaviy bioinformatikaning shug’ullanadigan masalalari qatoriga quyidagilarni kiritish mumkin:
Aminokislotalar yoki nukleotidlar ketma – ketliklarining tahlilini amalga oshirish, ularni taqqoslash;
Genomlarning strukturasini aniqlash va gen xaritalarini tuzish;
Yangi dori preparatlarini yaratish va ularning nishon molekulalar bilan bog’lanish mexanizmlarini tushuntirib berish;
Oqsilning strukturasini oldindan aytish;
RNK ning ikkilamchi strukturasini oldindan aytish va boshqalar.