Genomica is een tak van de genetica die grootschalige veranderingen in genomen van organismen bestudeert. Genomica en zijn subveld van transcriptomics, dat genoom-brede veranderingen in het RNA bestudeert dat wordt getranscribeerd van DNA, onderzoekt dat veel genen eenmaal zijn. Genomica kan ook betrekking hebben op het lezen en uitlijnen van zeer lange sequenties van DNA of RNA. Het analyseren en interpreteren van dergelijke grootschalige, complexe gegevens vereist de hulp van computers. De menselijke geest, hoe fantastisch hij ook is, is niet in staat om zoveel informatie te verwerken. Bio-informatica is een hybride veld dat de kennis van de biologie en de kennis van de informatica, een deelgebied van de informatica, bij elkaar brengt.

Genomen bevatten een heleboel informatie

Genoom van organismen zijn erg groot. Het menselijke genoom wordt geschat op drie miljard basenparen die ongeveer 25.000 genen bevatten. Ter vergelijking: de fruitvlieg heeft naar schatting 165 miljard basenparen die 13.000 genen bevatten. Daarnaast noemt een subveld van genomics transcriptomics-onderzoeken, waarbij genen, van de tienduizenden in een organisme, op een bepaald moment worden in- of uitgeschakeld, over meerdere tijdspunten en meerdere experimentele omstandigheden op elk tijdstip. Met andere woorden, "omics" -gegevens bevatten enorme hoeveelheden informatie die de menselijke geest niet kan bevatten zonder de hulp van computationele methoden in bio-informatica.

Biologische gegevens

Bio-informatica is belangrijk voor genetisch onderzoek omdat genetische data heeft een context. De context is biologie. Levensvormen hebben bepaalde gedragsregels. Hetzelfde geldt voor weefsels en cellen, genen en eiwitten. Ze communiceren op bepaalde manieren en reguleren elkaar op bepaalde manieren. De grootschalige, complexe gegevens die in genomica worden gegenereerd, zouden niet zinvol zijn zonder de contextuele kennis van hoe levensvormen werken. De gegevens die door genomica worden gegenereerd, kunnen worden geanalyseerd met dezelfde methoden die worden gebruikt door ingenieurs en natuurkundigen die financiële markten en glasvezel bestuderen, maar voor het analyseren van de gegevens op een logische manier is kennis van de biologie vereist. Bioinformatica werd dus een onschatbaar hybride kennisveld.

Duizenden nummers creren

Nummercrunching is een manier om te zeggen dat je berekeningen aan het maken bent. Bio-informatica kan tienduizenden nummers binnen een paar minuten kraken, afhankelijk van hoe snel de computer informatie kan verwerken. Omics-onderzoek gebruikt computers om algoritmen - wiskundige berekeningen - op grote schaal uit te voeren om patronen in grote gegevenssets te vinden. Algemene algoritmen omvatten functies zoals hiërarchische clustering (zie referentie 3) en analyse van hoofdcomponenten. Beide zijn technieken om verbanden tussen monsters te vinden die veel factoren in zich hebben. Dit is vergelijkbaar met het bepalen of bepaalde etniciteiten vaker voorkomen tussen twee secties in een telefoonboek: achternaam die begint met een A versus achternaam die begint met een B.

Systeembiologie

Bio-informatica heeft het mogelijk gemaakt om te bestuderen hoe een systeem met duizenden bewegende delen zich gedraagt ​​op het niveau van alle delen die tegelijkertijd bewegen. Het is alsof je kijkt hoe een zwerm vogels tegelijk vliegt of een school vissen in harmonie zwemt. Voorheen bestudeerden genetici slechts één gen tegelijk. Hoewel die aanpak nog steeds ongelooflijk veel verdiensten heeft en dat ook zal blijven doen, heeft de bio-informatica toegestaan ​​dat er nieuwe ontdekkingen worden gedaan. Systeembiologie is een benadering voor het bestuderen van een biologisch systeem door het kwantificeren van meerdere bewegende delen, zoals het bestuderen van de collectieve snelheid van verschillende zakken vogels die vliegen als één grote zwervende kudde.