A genomika a genetika egyik ága, amely a szervezetek genomjában bekövetkező nagymértékű változásokat tanulmányozza. A genomika és a transzkripptika részterülete, amely a DNS-ből átírt RNS genomszintű változásait tanulmányozza, sok gént egyszer. A genomika magában foglalhatja a DNS vagy RNS nagyon hosszú szekvenciáinak leolvasását és összehangolását is. Az ilyen nagyméretű, összetett adatok elemzése és értelmezése számítógépek segítségét igényli. Az emberi elme, bármilyen kiváló is, képtelen kezelni ezt a sok információt. A bioinformatika egy hibrid terület, amely egyesíti a biológia és az informatika tudását, amely a számítástechnika egyik részterülete.
A genomok rengeteg információt tartalmaznak
A szervezetek genomjai nagyon nagyok. Becslések szerint az emberi genom hárommilliárd bázispárral rendelkezik, amelyek körülbelül 25 000 gént tartalmaznak. Összehasonlításképpen: a gyümölcslégy becslések szerint 165 milliárd bázispárral rendelkezik, amelyek 13 000 gént tartalmaznak. Ezenkívül a genomika egy részterülete transzkripptikai vizsgálatoknak nevezett, amelyek egy tízezer szervezet be van kapcsolva egy adott időpontban, több időpontban, és mindegyiknél több kísérleti körülmény időpont. Más szavakkal, az „omika” adatok hatalmas mennyiségű információt tartalmaznak, amelyeket az emberi elme nem képes felfogni a bioinformatikai számítási módszerek segítsége nélkül.
Biológiai adatok
A bioinformatika azért fontos a genetikai kutatás szempontjából, mert a genetikai adatoknak van összefüggése. A kontextus a biológia. Az életformáknak vannak bizonyos viselkedési szabályai. Ugyanez vonatkozik a szövetekre és sejtekre, a génekre és a fehérjékre. Bizonyos módon kölcsönhatásba lépnek, és bizonyos módon szabályozzák egymást. A genomikában keletkező nagyszabású, komplex adatoknak nincs értelme az életformák működésének kontextus szerinti ismerete nélkül. A genomika által generált adatokat ugyanazokkal a módszerekkel lehet elemezni, amelyeket a mérnökök és fizikusok is használnak pénzügyi piacok és száloptika, de az adatok értelmes módon történő elemzése ismereteket igényel biológia. Így a bioinformatika felbecsülhetetlen hibrid tudásterületté vált.
Számok ezreinek ropogása
A számgörgetés egy módja annak, hogy azt mondjuk, hogy valaki számításokat végez. A bioinformatika képes több tízezer szám összegyűjtésére néhány perc alatt, attól függően, hogy a számítógép milyen gyorsan tudja feldolgozni az információkat. Az Omics-kutatás számítógépekkel nagy algoritmusokat - matematikai számításokat - futtat, hogy nagy adatsorokban mintákat találjon. A szokásos algoritmusok olyan funkciókat tartalmaznak, mint a hierarchikus klaszterezés (lásd a 3. hivatkozást) és a főkomponens-elemzés. Mindkettő olyan módszer, amellyel kapcsolatokat lehet találni a minták között, amelyek sok tényezőt tartalmaznak. Ez hasonló ahhoz, hogy megállapítsuk, hogy bizonyos etnikumok gyakoribbak-e egy telefonkönyv két szakasza között: az A-val kezdődő vezetéknevek, szemben a B-vel kezdődő vezetéknevek.
Rendszerbiológia
A bioinformatika lehetővé tette annak tanulmányozását, hogy egy több ezer mozgó alkatrésszel rendelkező rendszer hogyan viselkedik az összes mozgó alkatrész szintjén. Olyan ez, mint nézni, ahogy egy madárállomány egységesen repül, vagy egy halcsoport egyben úszik. Korábban a genetikusok egyszerre csak egy gént vizsgáltak. Bár ennek a megközelítésnek még mindig hihetetlenül nagy érdeme van, és ez a jövőben is így lesz, a bioinformatika lehetővé tette új felfedezések megtételét. A rendszerbiológia egy megközelítés a biológiai rendszer tanulmányozására több mozgó rész számszerűsítésével, mint tanulmányozni a madarak különféle zsebeinek kollektív sebességét, amelyek egy nagy, elcsúsztaként repülnek nyáj.