Genomiikka on genetiikan haara, joka tutkii suuria muutoksia organismien genomeissa. Genomiikka ja sen transkriptioiden osa-alue, joka tutkii koko genomin muutoksia DNA: sta transkriptoituneessa RNA: ssa, tutkii monia geenejä kerran. Genomiikkaan voi sisältyä myös hyvin pitkien DNA- tai RNA-sekvenssien lukeminen ja kohdistaminen. Tällaisen laajamittaisen, monimutkaisen datan analysointi ja tulkinta vaatii tietokoneiden apua. Ihmisen mieli, niin loistava kuin se onkin, ei kykene käsittelemään niin paljon tietoa. Bioinformatiikka on hybridi-ala, joka yhdistää biologian ja informaatiotieteen, joka on tietojenkäsittelytieteen osa-alue.
Genomit sisältävät paljon tietoa
Organismien genomit ovat hyvin suuria. Ihmisen genomissa on arvioitu olevan kolme miljardia emäsparia, jotka sisältävät noin 25 000 geeniä. Vertailun vuoksi hedelmäkärpässä arvioidaan olevan 165 miljardia emäsparia, jotka sisältävät 13 000 geeniä. Lisäksi genomiikan osa-aluetta kutsutaan transkriptoosi-tutkimukseksi, joka geenejä kymmenien tuhansien joukossa organismi, kytketään päälle tai pois tiettynä ajankohtana, useana ajankohtana ja useissa koeolosuhteissa kussakin Aika piste. Toisin sanoen "omiikkatiedot" sisältävät valtavan määrän tietoa, jota ihminen ei voi ymmärtää ilman bioinformatiikan laskentamenetelmien apua.
Biologiset tiedot
Bioinformatiikka on tärkeää geenitutkimukselle, koska geenitiedoilla on asiayhteys. Konteksti on biologia. Elämänmuodoilla on tiettyjä käyttäytymissääntöjä. Sama koskee kudoksia ja soluja, geenejä ja proteiineja. He ovat vuorovaikutuksessa tietyillä tavoilla ja säätelevät toisiaan tietyillä tavoilla. Genomiikassa syntyvä laajamittainen, monimutkainen data ei olisi järkevää ilman asiayhteyteen perustuvaa tietoa elämänmuotojen toiminnasta. Genomiikan tuottamat tiedot voidaan analysoida samoilla menetelmillä, joita tutkivat insinöörit ja fyysikot rahoitusmarkkinat ja kuituoptiikka, mutta tietojen analysointi järkevällä tavalla vaatii tietoa biologia. Niinpä bioinformatiikasta tuli korvaamaton hybridi-osaamisalue.
Murskaa tuhansia numeroita
Numeromurskaus on tapa sanoa, että tehdään laskelmia. Bioinformatiikka pystyy murskaamaan kymmeniä tuhansia numeroita muutamassa minuutissa riippuen siitä, kuinka nopeasti tietokone pystyy käsittelemään tietoja. Omics-tutkimus käyttää tietokoneita algoritmien - matemaattisten laskelmien - suorittamiseen laajamittaisesti mallien löytämiseksi suurista tietojoukoista. Yleiset algoritmit sisältävät toimintoja, kuten hierarkkinen klusterointi (katso viite 3) ja pääkomponenttianalyysi. Molemmat ovat tekniikoita suhteiden löytämiseksi näytteiden välillä, joissa on monia tekijöitä. Tämä on samanlainen kuin sen määrittäminen, ovatko tietyt etniset ryhmät yleisempiä puhelinluettelon kahden osan välillä: A-kirjaimella alkavat sukunimet vs. B-kirjaimella alkavat sukunimet.
Systeemibiologia
Bioinformatiikan avulla on voitu tutkia kuinka järjestelmä, jolla on tuhansia liikkuvia osia, käyttäytyy kaikkien kerralla liikkuvien osien tasolla. Se on kuin katsella lintuparven lentämistä yhdessä tai kalajoukko uimassa yhtenäisenä. Aikaisemmin geneettikot tutkivat vain yhtä geeniä kerrallaan. Vaikka tällä lähestymistavalla on edelleen uskomattoman paljon ansioita ja se tulee jatkamaan niin, bioinformatiikka on mahdollistanut uusien löytöjen tekemisen. Systeemibiologia on lähestymistapa biologisen järjestelmän tutkimiseen kvantifioimalla useita liikkuvia osia, kuin tutkia lintujen taskujen kollektiivista nopeutta, jotka lentävät yhtenä suurena, pyörteisenä lauma.