![Was ist Bioinformatik? | 3sat [13.02.2014]](https://i.ytimg.com/vi/tez-VFDQ0Ac/hqdefault.jpg)
Inhalt
Die Genomik ist ein Zweig der Genetik, der Veränderungen im Genom von Organismen in großem Maßstab untersucht. Die Genomik und ihr Teilgebiet der Transkriptomik, die genomweite Veränderungen in der RNA untersucht, die aus DNA transkribiert wird, untersucht viele Gene, die es einmal gibt. Bei der Genomik können auch sehr lange DNA- oder RNA-Sequenzen gelesen und ausgerichtet werden. Das Analysieren und Interpretieren derart umfangreicher, komplexer Daten erfordert die Hilfe von Computern. Der menschliche Verstand, so großartig er ist, ist nicht in der Lage, mit so vielen Informationen umzugehen. Die Bioinformatik ist ein hybrides Feld, das das Wissen der Biologie und das Wissen der Informationswissenschaft, einem Teilgebiet der Informatik, zusammenbringt.
Genome enthalten viele Informationen
Genome von Organismen sind sehr groß. Das menschliche Genom hat schätzungsweise drei Milliarden Basenpaare, die etwa 25.000 Gene enthalten. Zum Vergleich: Die Fruchtfliege hat schätzungsweise 165 Milliarden Basenpaare, die 13.000 Gene enthalten. Darüber hinaus gibt es ein Teilgebiet der Genomik, das als Transkriptomik-Studien bezeichnet wird und bei dem Gene unter den Zehntausenden in einem Organismus zu einem bestimmten Zeitpunkt, über mehrere Zeitpunkte hinweg und unter mehreren Versuchsbedingungen zu jedem Zeitpunkt ein- oder ausgeschaltet werden. Mit anderen Worten, „Omics“ -Daten enthalten riesige Mengen an Informationen, die der menschliche Verstand ohne die Hilfe von Berechnungsmethoden in der Bioinformatik nicht erfassen kann.
Biologische Daten
Die Bioinformatik ist für die Genforschung wichtig, weil genetische Daten einen Nachteil haben. Der Betrug ist Biologie. Lebensformen haben bestimmte Verhaltensregeln. Gleiches gilt für Gewebe und Zellen, Gene und Proteine. Sie interagieren auf bestimmte Weise und regulieren sich gegenseitig auf bestimmte Weise. Die umfangreichen, komplexen Daten, die in der Genomforschung generiert werden, wären ohne die genaue Kenntnis der Funktionsweise von Lebensformen nicht sinnvoll. Die von der Genomik generierten Daten könnten mit den gleichen Methoden analysiert werden, die auch von Ingenieuren und Physikern verwendet werden, die die Finanzmärkte und die Glasfasertechnologie untersuchen. Eine sinnvolle Analyse der Daten erfordert jedoch Kenntnisse der Biologie. So wurde die Bioinformatik zu einem unschätzbaren hybriden Wissensgebiet.
Tausende von Zahlen knacken
Zahlenkalkulation ist eine Art zu sagen, dass man Berechnungen durchführt. Die Bioinformatik kann in wenigen Minuten Zehntausende von Zahlen verarbeiten, je nachdem, wie schnell der Computer Informationen verarbeiten kann. Die Omics-Forschung verwendet Computer, um Algorithmen - mathematische Berechnungen - in großem Maßstab auszuführen, um Muster in großen Datenmengen zu finden. Gängige Algorithmen umfassen Funktionen wie hierarchisches Clustering (siehe Referenz 3) und Hauptkomponentenanalyse. Beides sind Techniken, um Beziehungen zwischen Stichproben zu finden, die viele Faktoren enthalten. Dies ist vergleichbar mit der Feststellung, ob bestimmte Ethnien in zwei Abschnitten eines Telefonbuchs häufiger vorkommen: Nachnamen, die mit einem A beginnen, und Nachnamen, die mit einem B beginnen.
Systembiologie
Die Bioinformatik hat es ermöglicht zu untersuchen, wie sich ein System mit Tausenden von sich bewegenden Teilen auf der Ebene aller sich gleichzeitig bewegenden Teile verhält. Es ist, als würde man einen Vogelschwarm im Gleichklang fliegen oder eine Fischschwarm im Gleichklang schwimmen sehen. Bisher haben Genetiker jeweils nur ein Gen untersucht. Obwohl dieser Ansatz immer noch unglaublich viel Wert hat und dies auch weiterhin tun wird, hat die Bioinformatik neue Entdeckungen ermöglicht. Die Systembiologie ist ein Ansatz zur Untersuchung eines biologischen Systems durch Quantifizierung mehrerer sich bewegender Teile, z. B. zur Untersuchung der kollektiven Geschwindigkeit verschiedener Taschen von Vögeln, die als eine große, ausweichende Herde fliegen.