Genomika yra genetikos šaka, tirianti didelius organizmų genomų pokyčius. Genomika ir jos transkripptikos sritis, tyrinėjanti iš DNR perduodamos RNR pokyčius visame genome, tyrinėja daugelį genų. Genomika taip pat gali apimti labai ilgų DNR ar RNR sekų skaitymą ir sulyginimą. Norint analizuoti ir interpretuoti tokius didelio masto, sudėtingus duomenis, reikia kompiuterių pagalbos. Žmogaus protas, koks jis bebūtų, nepajėgus apdoroti tiek daug informacijos. Bioinformatika yra hibridinė sritis, sujungianti biologijos ir informacijos mokslo žinias, kurios yra informatikos pogrupis.
Genomuose yra daug informacijos
Organizmų genomai yra labai dideli. Manoma, kad žmogaus genome yra trys milijardai bazių porų, kuriose yra apie 25 000 genų. Palyginimui, manoma, kad vaisių musėje yra 165 milijardai bazinių porų, kuriose yra 13 000 genų. Be to, genomikos pogrupis vadinamas transkriptomikos tyrimais, kurio genai, tarp dešimčių tūkstančių organizmas, yra įjungiami arba išjungiami tam tikru laiku, keliais laiko momentais ir kiekvienu atveju kelios eksperimentinės sąlygos laiko taškas. Kitaip tariant, „omikos“ duomenyse yra didžiulis kiekis informacijos, kurios žmogaus protas negali suvokti be kompiuterinių metodų pagalbos bioinformatikoje.
Biologiniai duomenys
Bioinformatika yra svarbi genetiniams tyrimams, nes genetiniai duomenys turi kontekstą. Kontekstas yra biologija. Gyvenimo formos turi tam tikras elgesio taisykles. Tas pats pasakytina apie audinius ir ląsteles, genus ir baltymus. Jie sąveikauja tam tikrais būdais ir reguliuoja vienas kitą tam tikrais būdais. Didelio masto, sudėtingi duomenys, kurie generuojami genomikoje, nebūtų prasmingi be kontekstinių žinių apie tai, kaip gyvybės formos veikia. Genomikos generuojami duomenys gali būti analizuojami tais pačiais metodais, kuriuos naudoja inžinieriai ir fizikai, kurie studijuoja finansų rinkų ir optinės skaidulos, tačiau norint analizuoti duomenis prasmingu būdu, reikia žinoti apie tai biologija. Taigi bioinformatika tapo neįkainojama hibridine žinių sritimi.
Traškina tūkstančius skaičių
Skaičiuojamasis skaičius yra būdas pasakyti, kad atliekami skaičiavimai. Bioinformatika sugeba per kelias minutes sugadinti dešimtis tūkstančių skaičių, priklausomai nuo to, kaip greitai kompiuteris gali apdoroti informaciją. „Omics“ tyrimas naudoja kompiuterius, kad algoritmai - matematiniai skaičiavimai - būtų vykdomi dideliu mastu, kad būtų galima rasti didelių duomenų rinkinių modelius. Bendri algoritmai apima tokias funkcijas kaip hierarchinis grupavimas (žr. 3 nuorodą) ir pagrindinio komponento analizė. Abi yra metodai, kaip rasti ryšius tarp pavyzdžių, kuriuose yra daug veiksnių. Tai panašu į nustatymą, ar tam tikros tautybės yra labiau paplitusios tarp dviejų telefonų knygos skyrių: pavardės, prasidedančios A, palyginti su pavardėmis, kurios prasideda B.
Sistemų biologija
Bioinformatika leido ištirti, kaip sistema, turinti tūkstančius judančių dalių, elgiasi visų tuo pačiu metu judančių dalių lygyje. Tai panašu į tai, kaip paukščių pulkas skrenda vieningai, ar žuvų mokykla plaukia vieningai. Anksčiau genetikai vienu metu tyrė tik vieną geną. Nors šis požiūris vis dar turi nepaprastai daug nuopelnų ir tai darys toliau, bioinformatika leido daryti naujus atradimus. Sistemų biologija yra požiūris į biologinės sistemos tyrimą, skaičiuojant kelias judančias dalis, kaip tirti įvairių paukščių kišenių, skrendančių kaip vienas didelis, sukamas, greitį pulko.
