Биоинформатик

Материал команды id031 аборигены - творческий тур ДОО по Биологии 2007 "Незнакомая биология"

Биоинформатик – специальность, появившаяся в результате формирования новой биологической отрасли биоинформатики, занимающейся изучением: а) телепатии, экстрасенсорики; б) применение компьютеров для изучения любого биологического объекта; в) применение компьютерных методов для решения задач молекулярной биологии, в основном анализа разных последовательностей (аминокислотных, нуклеотидных). Эта наука возникла в 1976-1978 годах, окончательно оформилась в 1980 году со специальным выпуском журнала «Nucleic Acid Research» (NAR). http://bio.fizteh.ru/student/files/biology/biolections/ - лекция №25 на сайте факультета молекулярной и биологической физики.

Определение и информация о биоинформатике есть и сайте свободной энциклопедии Википедия http://ru.wikipedia.org/wiki Молекулярная биологическая информатика - это новое направление в естествознании, которое если и существует, то только в "эмбриональном" состоянии. В принципе, эта дисциплина должна изучать методы представления, накопления, передачи и обработки молекулярно-биологической информации с помощью живых систем. Известно, что генетическая информация управляет сложными биохимическими процессами и функциями живых организмов, однако как это происходит, до сих пор остается мировой загадкой. Удивительным открытием для биологов явилось то, что живые системы для самоорганизации пользуются информационной молекулярно-биологической технологией, а генетическая информация, оказывается, правит миром живого уже более 3,5 миллиардов лет. Информация, по своей сути, является нематериальной и виртуальной сущностью, однако в живых системах она кодируется с помощью элементарной формы органического вещества и существует только в совокупности с её молекулярно-биологическими носителями. Ясно, что информация в молекулярной биологии не отвлеченное понятие, а само смысловое содержание и сущность живой материи. Этот факт обуславливает многие секреты молекулярной информации и, в частности, базисную основу существования живой материи - единство вещества, энергии и информации.

Трёхмерные структуры хромосом, макромолекул и других клеточных компонентов оказались настолько идеальным вместилищем информации, что её плотность стала оцениваться астрономическими цифрами. К сожалению, мы еще не посвящены в сферу информационных отношений живой материи, и поэтому до сих пор не видим реальности существования молекулярной информации. Несмотря на это, имеются убедительные основания полагать, что общие законы и принципы кодирования информации стали не только фундаментальными основами Жизни, но и, впоследствии, были заново "открыты" человеком и нашли широкое распространение во всех областях человеческой деятельности.

К сожалению, этот необъятный мир пока неведомых нам информационных нанотехнологий до сих пор не поддается исследованию. Ясно, что в биологии приоритет освоения данного направления неоспорим, а сам предмет нуждается в тщательном изучении и исследовании. Вопросами биоинформатики занимаются ведущие институты страны – Московский государственный университет (факультет биоинженерии и биоинформатики), Московский физико-технический институт (факультет молекулярной и биологической физики) и др.

Добавление материала от команды id049 Бобры

Специальность "биоинформатика" можно получить также на курсах (60 час.)кафедры цитологии и генетики факультета естественных наук Новосибирского государственного университета http://fen.nsu.ru/fen.phtml?topic=cytolog_kursi

Добавление от команды id065 13 журавликов

Биоинформатика, или вычислительная биология, делает то, что недоступно рукам и глазам экспериментатора, не оснащенного компьютером и специальными алгоритмами. Потому ее еще называют biologia in silica. Ученый-биоинформатик с помощью компьютера, анализирующего огромные массивы данных, выявляет последовательности ДНК или белка, по которым можно предсказывать существование у организма какой-либо способности, не бросающейся в глаза в первом приближении. Как шутят биоинформатики, это наука для тех биологов, которые не умеют капать в пробирки. Ссылка - http://www.cbio.ru/modules/news/article.php?storyid=2696

Информатика – отрасль науки, изучающая структуру и общие свойства информации, а также вопросы, связанные с ее сбором, хранением, поиском, переработкой, преобразованием, распространением и использованием в различных сферах деятельности. Биоинформатикой же называют информатику в применении к молекулярной биологии. Все знают, что прочитан геном человека. Что такое геном с точки зрения информатики? Это длинный текст, содержащий около 3 млрд букв (нуклеотидов A, T, G, C). И все. Одной из проблем биоинформатики является установление смысла этого текста. Гены кодируют белки, поэтому предсказание функции гена — это то же самое, что предсказание функции белка. Для многих белков функции известны из эксперимента. Используя эти данные, метод аналогий и другие методы современной математики, иногда удается предсказать функции других белков.

Почему это интересно?

В геноме человека около 35 тыс. генов (всего в 10 раз больше, чем у бактерии, и в 2 раза больше, чем у плодовой мушки), а количество синтезируемых белков гораздо больше. В чем же дело? Оказывается, что очень часто один ген кодирует несколько разных форм белка. За это отвечает явление, названное альтернативным сплайсингом.

Биоинформатика впервые показала, что количество генов, имеющих альтернативный сплайсинг, очень велико. Осталось загадкой, как все это регулируется. Еще одно направление — исследование эволюции всего живого. Здесь тоже есть много открытий, например горизонтальный перенос генов между видами. Биоинформатика в некоторых случаях позволяет не только показать эти случаи, но также и датировать их.

Зачем это нужно?

Биология и биоинформатика являются не только способами познания мира, но имеют и прикладное значение, прежде всего в медицине и биотехнологии. Биоинформатика играет существенную роль в поиске новых лекарственных препаратов и мишеней для них, а также в отбраковке неперспективных лекарств.

Биоинформатика широко используется в биотехнологии, задачу которой в общем виде можно сформулировать как получение как можно большего количества целевого продукта из 1 г, например, сахара. Для этого надо детально изучить пути биосинтеза, исследовать систему регуляции, найти в других организмах более эффективные ферменты. Здесь тоже всю подготовительную работу может взять на себя биоинформатика.

Что надо знать и уметь?

Грамотный биоинформатик должен иметь разностороннее образование. Он должен хорошо знать биологию. Кроме того, он должен владеть многими методами математики: статистикой, теорией вероятностей, вычислительной математикой, теорией алгоритмов. Надо знать физику и химию — чтобы не делать глупостей. Необходимо знать английский язык — чтобы читать научную литературу. Надо постоянно интересоваться новыми результатами как в биоинформатике, так и в биологии в целом. Ссылка - http://bio.1september.ru/articlef.php?ID=200500108