Bioinformatika va genomika fanlari inson hayotidagi ahamiyati va rivojlanishi.
Genetik informatsiyalar banki.
Genetik informatsiyalar bankining istiqbollari.
Tarixiy jihatdan bioinformatika atamasi bugungi kunda nimani anglatishini anglatmagan. Paulien Hogeweg va Ben Hesper uni 1970 yilda biotik tizimlardagi axborot jarayonlarini o'rganishga murojaat qilish uchun ishlab chiqdilar. Bu ta'rif bioinformatikani biokimyoga (biologik tizimlardagi kimyoviy jarayonlarni o'rganish) parallel soha sifatida joylashtirdi.
Inson genomi loyihasi tugallangandan beri tezlik va xarajatlarni kamaytirishda katta yutuqlarga erishildi, ba'zi laboratoriyalar har yili 100 000 milliarddan ortiq bazalarni ketma-ketlashtirishga qodir va to'liq genomni ming dollar yoki undan kamroq sekvensiyalash mumkin. 1950-yillarning boshida Frederik Sanger insulin ketma-ketligini aniqlagandan so'ng, oqsillar ketma-ketligi mavjud bo'lganda, kompyuterlar molekulyar biologiyada muhim ahamiyatga ega bo'ldi. Bir nechta ketma-ketlikni qo'lda solishtirish amaliy bo'lib chiqdi. Bu sohada kashshof Margaret Okli Dayhoff edi. U birinchi proteinlar ketma-ketligi ma'lumotlar bazalaridan birini tuzdi, dastlab kitoblar sifatida nashr etilgan va ketma-ketlikni moslashtirish va molekulyar evolyutsiyaning kashshof usullarini yaratgan. Elvin A. Kabat bioinformatikaga yana bir ilk hissa qo‘shgan bo‘lib, u 1970-yilda Tay Te Vu bilan birgalikda 1980-1991 yillarda chiqarilgan antikorlar ketma-ketliklarining keng qamrovli hajmlari bilan biologik ketma-ketlik tahliliga kashshof bo‘lgan. øX174 va kengaytirilgan nukleotidlar ketma-ketligi axborot va statistik algoritmlar bilan tahlil qilindi. Ushbu tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, kodlash segmentlari va triplet kodlari kabi yaxshi ma'lum xususiyatlar to'g'ridan-to'g'ri statistik tahlillarda ochiladi va shuning uchun bioinformatika chuqur tushunchaga ega bo'ladi(1-rasm).
1-rasm. Genetik materialning ketma-ketligi bioinformatikada tez-tez qo'llaniladi va qo'lda emas, balki kompyuter yordamida boshqarish osonroq. Turli kasalliklarda normal hujayra faoliyati qanday o'zgarishini o'rganish uchun biologik ma'lumotlar ushbu faoliyatning to'liq tasavvurini shakllantirish uchun birlashtirilishi kerak. Shuning uchun bioinformatika sohasi shunday rivojlandiki, hozirgi vaqtda eng dolzarb vazifa har xil turdagi ma'lumotlarni tahlil qilish va sharhlashni o'z ichiga oladi. Bunga nukleotidlar va aminokislotalar ketma-ketligi, oqsil domenlari va oqsil tuzilmalari ham kiradi. Ma'lumotlarni tahlil qilish va sharhlashning haqiqiy jarayoni hisoblash biologiyasi deb ataladi. Bioinformatika va hisoblash biologiyasidagi muhim kichik fanlarga quyidagilar kiradi:
1.Har xil turdagi axborotlardan samarali foydalanish, boshqarish va ulardan foydalanish imkonini beruvchi kompyuter dasturlarini ishlab chiqish va joriy etish.
2.Yangi algoritmlar (matematik formulalar) va yirik ma’lumotlar to‘plamlari a’zolari o‘rtasidagi munosabatlarni baholovchi statistik chora-tadbirlarni ishlab chiqish. Masalan, ketma-ketlikda genni aniqlash, oqsil tuzilishi va/yoki funksiyasini bashorat qilish va oqsil ketma-ketliklarini tegishli ketma-ketliklar oilalariga klasterlash usullari mavjud.
Bioinformatikaning asosiy maqsadi biologik jarayonlarni tushunishni oshirishdir. Biroq, uni boshqa yondashuvlardan ajratib turadigan narsa, bu maqsadga erishish uchun intensiv hisoblash texnikasini ishlab chiqish va qo'llashga qaratilganligidir. Misollar: naqshni aniqlash, ma'lumotlarni qidirish, mashinani o'rganish algoritmlari va vizualizatsiya. Ushbu sohadagi asosiy tadqiqot harakatlari qatoriga moslashish, genlarni topish, genom yig'ish, dori dizayni, dori kashfiyoti, oqsil strukturasini moslashtirish, oqsil tuzilishini bashorat qilish, genlar ifodasi va oqsil-oqsil o'zaro ta'sirini bashorat qilish, genom bo'ylab assotsiatsiyani o'rganish, evolyutsiyani modellashtirishni o'z ichiga oladi. va hujayra bo'linishi/mitoz.
So'nggi bir necha o'n yilliklarda genomik va boshqa molekulyar tadqiqot texnologiyalaridagi jadal o'zgarishlar va axborot texnologiyalaridagi ishlanmalar molekulyar biologiya bilan bog'liq juda ko'p ma'lumotni ishlab chiqarish uchun birlashdi. Bioinformatika - bu biologik jarayonlarni tushunish uchun ishlatiladigan matematik va hisoblash yondashuvlariga berilgan nom.
Bioinformatikadagi keng tarqalgan faoliyatlar orasida DNK va oqsil ketma-ketliklarini xaritalash va tahlil qilish, ularni solishtirish uchun DNK va oqsil ketma-ketligini moslashtirish, shuningdek, oqsil tuzilmalarining 3-D modellarini yaratish va ko'rish kiradi.
Bioinformatika - bu biologik hisoblashga o'xshash, ammo undan farq qiluvchi fan sohasi, lekin u ko'pincha hisoblash biologiyasining sinonimi hisoblanadi. Biologik hisoblash biologik kompyuterlarni yaratish uchun bioinjeneriya va biologiyadan foydalanadi, bioinformatika esa biologiyani yaxshiroq tushunish uchun hisoblashdan foydalanadi. Bioinformatika va hisoblash biologiyasi biologik ma'lumotlarni, xususan DNK, RNK va oqsil ketma-ketligini tahlil qilishni o'z ichiga oladi. Bioinformatika sohasi 1990-yillarning oʻrtalaridan boshlab, asosan, Inson genomi loyihasi va DNK sekvensiyasi texnologiyasidagi jadal yutuqlar tufayli kuchli oʻsishni boshdan kechirdi.
Phage P-X174 1977-yilda ketma-ketligidan beri minglab organizmlarning DNK ketma-ketligi dekodlangan va maʼlumotlar bazalarida saqlangan. Ushbu ketma-ketlik ma'lumotlari oqsillarni, RNK genlarini, tartibga soluvchi ketma-ketliklarni, strukturaviy motivlarni va takrorlanuvchi ketma-ketliklarni kodlaydigan genlarni aniqlash uchun tahlil qilinadi. Tur ichidagi yoki turli turlar orasidagi genlarni taqqoslash oqsil funktsiyalari o'rtasidagi o'xshashlikni yoki turlar o'rtasidagi munosabatlarni (filogenetik daraxtlarni qurish uchun molekulyar sistematikadan foydalanish) ko'rsatishi mumkin. O'sib borayotgan ma'lumotlar miqdori bilan DNK ketma-ketligini qo'lda tahlil qilish uzoq vaqtdan beri amaliy bo'lmagan. BLAST kabi kompyuter dasturlari 2008 yil holatiga ko'ra 190 milliarddan ortiq nukleotidlarni o'z ichiga olgan 260 000 dan ortiq organizmlarni ketma-ketliklarni qidirish uchun muntazam ravishda qo'llaniladi(2-rasm).
