المعلوماتية الحيوية (بالإنجليزية: Bioinformatics) أو علم الأحياء الحاسوبي ( البيولوجيا الحاسوبية ) computational biology هو استخدام أحدث تقنيات الرياضيات التطبيقية ، المعلوماتية informatics ، الإحصاء ، و علوم الحاسب لحل مشكلات بيولوجية حيوية . جهود الأبحاث الرئيسية في هذا الحقل تتضمن التراصف التسلسلي Sequence alignment ، إيجاد المورثات ، مشروع الجينوم البشري ، تراصف البنية البروتينية protein structural alignment ، تنبؤ البنية البروتينية protein structure prediction ، التنبؤ بالتعبير الجيني gene expression ، و تآثرات بروتين-بروتين ، اضافة لنمذجة التطور .
فهرس |
مقدمة
المعلوماتية الحيوية (البيوإنفورماتيك) من أحدث علوم الحاسب ،ومن المتوقع في المستقبل القريب أن يشتد الطلب على الخبراء في هذا المجال.ووفقاً للمحللين الاقتصاديين فإنّ حجم الاستثمارات في هذا القطّاع ستقارب الستين مليار دولار خلال هذه السنة.
تعريف المعلوماتية الحيوية
المعلوماتية الحيوية هو تحليل المعلومات البيولوجية باستخدام الكمبيوتر و التقنيّات الإحصائيّة. هو العلم الذي يسعى لاستخدام وتطوير قواعد البيانات و الخوارزميّات الحاسوبيّة لتسيع وتعزيز الأبحاث البيولوجيّة.
- تعريف المركز العالمي لمعلومات البيوتكنولوجي [NCBI] :
عرف المعلوماتية الحيوية كما يلي: المعلوماتية الحيوية (البيوإنفورماتيك) هو حقلٌ من العلم حيث علم الأحياء (Biology) و علوم الحاسب (Computer Science) و تكنولوجيا المعلومات (Information techonlogy ) دُمجت سويّةً في مجال علميّ واحد.
تنضوي المعلوماتية الحيوية على ثلاثة فروع رئيسيّة هي:
- تطوير خوارزميات جديدة و تقنيات إحصائيّة تساعد في تحصيل المعلومات من مجموعات ضخمة من البيانات.
- تحليل و تفسير الأنماط المختلفة من البيانات التي تتضمن سلاسل الحموض الأمينية
و الأنوية و القطع و البنى البروتينيّة.
- تطوير و تنفيذ أدوات تساعد على إدارة فعالة للأنماط المختلفة من المعلومات.
أمّا ويبوبيديا (Webopedia) فتعرّف المعلوماتية الحيوية كما يلي:
هي تطبيق التكنولوجيا الحاسوبيّة و المعلوماتيّة في إدارة المعلومات البيولوجيّة,
وبشكل محدّد هي علم تطوير قواعد بيانات و خوارزميّات حاسوبيّة لتسهيل و تسريع الأبحاث البيولوجيّة.
استُخدمت المعلوماتية الحيوية على نطاق واسع في أبحاث الجينوم البشري ضمن مشروع الجينوم البشري الذي حدّد السلسلة الجينيّة الكاملة للإنسان والتي تتكوّن من حوالي ثلاثة بلايّين (مليارات) زوج أساسي وبشكل أساسي ساعت في استخدام المعلومات الجينيّة لفهم الأمراض و كان لها دور في اكتشاف عقاقير جديدة فعّالة.
إن المصطلحات الثلاثة المعلوماتية الحيوية و البيولوجيا الحوسبيّة و البنية التحتيّة للمعلومات البيولوجيّة تشير إل نفس المضمون تقريبا.
ماالمقصود بالمعلوماتية الحيوية
المعلوماتية الحيوية هي استخدام تكنولوجيا المعلومات ضمن علم الأحياء (البيولوجيا) للاستفادة من ذلك في عمليات تخزين البيانات (data storage and warehousing),و تحليل سلاسل الحمض النووي (DNA).
للعمل ضمن مجال البيوإنفورماتيك عليك الإلمام بعدد من العلوم تشمل علم الأحياء(Biology) والرياضيات وعلوم الحاسب إضافةً لقوانين الفيزياء والكيمياء والأهم طبعاً هو إلمامك بتكنولوجيا المعلومات (IT)وذلك من أجل تحليل البيانات البيولوجيّة ودراستها. لا ينحصر استخدام البيوإنفرماتيك في حوسبة البيانات البيولوجية و إنّما يتعدّى ذلك إلى حلّ العديد من المشاكل البيولوجيّة واكتشاف الأنماط الإحيائيّة المتعدّدة.
المهارات المطلوبة لتصبح خبيراً ناجحاً في مجال المعلوماتية الحيوية
كبداية عليك الإلمام بما يلي:
- بيولوجيا الجزيئات.
- خبرة في العمل على واحد أو أكثر من حزم البرمجيات المخصصة للتعامل مع بيولوجيا الجزيئات.تعلّم كيفيّة تحليل المعطيات البيولوجيّة باستخدام هذه البرمجيّات والتي أذكر منها: (GCG,BLAST,FASTA) وغيرها.
- تعلّم عن نظم التشغيل مفتوحة المصدر (LINUX,UNIX) لأنّ الشائع في هذه الأيّام هو استخدام البرمجيّات الحرة في البيوإنفورماتيك وذلك نظراً لقوّتها وتوفّر الأدوات البرمجيّة والبرمجيّات المخصّصة لهذه المنصّات.
- معرفة جيّدة بلغات البرمجة مثل : Java,C++,Python,Perl كما يجب عليك الإلمام بلغة HTML.
- الإلمام بنظم إدارة قواعد البيانات وأفضلها : Oracle و MySQL (مفتوحة المصدر والمجانيّة) و الأكثر استخداماً لتخزين كميات ضخمة gigabytes من المعطيات البيولوجية لتحليلها واستخلاص المعلومات منها.
حول المعلوماتية الحيوية
في شباط من العام 2001 استطاع العلماء أخيراً حل رموز شيفرة الجينوم البشري,بمعنى آخر استطاع العلماء قراءة سلسلة مكونة ممّا يقارب ثلاثة مليارات من الأزواج الأساسية التي تؤلف جزيء ال DNA البشري.
اقرأ أيضا
- معلوماتية حيوطبية Biomedical informatics
- حوسبة حيوية-المصدر Biologically-inspired computing
- سيبرنتيك حيوي Biocybernetics
- نمذجة حيوية حاسوبية Computational biomodeling
- علم الجينوم الحاسوبي Computational genomics
- نمذجة جزيئية Molecular modelling
- علم المتريات الشكلي Morphometrics
- شبكة استقلابية Metabolic network
- حوسبة طبيعية Natural computation
- تنبؤ بتآثرات بروتين-بروتين Protein-protein interaction prediction
حقول مرتبطة
- رياضيات تطبيقية — علم الأحياء — علوم الحاسب — معلوماتية — بيولوجيا رياضية — بيولوجيا نظرية — حوسبة علمية — معلوماتية كيميائية — علم حاسوبي
مواقع خارجية
الجمعيات الأساسية
منظمات رئيسية
-
- منظمة المعلوماتية الحيوية (Bioinformatics.Org): معهد مفتوح للجميع
- مجموعة علمية مؤلفة من عقد داخل و خارج أوروبا
- UCSC مركز الهندسة و العلوم الجزيئية الحيوية
- المعهد السويسري للمعلوماتية الحيوية Swiss Institute of Bioinformatics
- المعهد الأوروبي للمعلوماتية الحيوية
- المخبر الأوروبي للبيولوجيا الجزيئية
- معهد أبحاث المعلومات الجينية
- National Center for Biotechnology Information
- Open Bioinformatics Foundation: umbrella non-profit organization supporting certain open-source projects in bioinformatics
- National Center for Biomedical Ontology
- US Department of Energy Joint Genome Institute
مشاريع البرمجيات
-
- AMOS: برنامج أسمبلر مفتوح المصدر يعتمد على جينومي
- BioSimGrid: قاعدة بيانات اامحاكاة البيوجزيئية
- الموصلات الحيوية
- Diamond STING
- UPMC أدوات المعلوماتية الحيوية على الوب
- BioJava
- BIOMAP Project: إنشاء خريطة شاملة لكافة البنى البيولوجية الماكروجزيئية
- قاعدة بيانات شبكة الواصل البيوجزيئي
- BioPerl
- BioPHP
- BioLinux
- BioPython
- BioRuby
- CIPRES Project: The Cyber-Infrastructure for Phylogenetic Research
- EMBOSS
- Ensembl
- GMOD: The Generic Model Organism Database Project
- HARVESTER: bioinformatic meta محرك بحث عن البروتينات البشرية و الحيوانية
- MANATEE: نظام انترنتي لدراسة و تحليل الجينوم
- Proteome Ontology Project: مشروع لتحديد أشكال البروتينات
- Sequerome
- Seqhound
- MARBL: تصنيف النصوص و البحث في مكاتب المشاريع الجينية
- توثيق الملفات للتسلسل الجينومي
- BiDE - The Bioinformatics Desktop Environment - مشروع مفتوح لتطوير إصدارة من ريد هات تحوي جميع تطبيقات المعلوماتية الحيوية
- BioCircle BiDE Page
- eBiotools: حزمة برمجيات تؤمن معظم برمجيات المعلوماتية الحيوية لأجهزة الماك
قوائم موسعة
-
- قائمة طويلة بمناهج المعلوماتية الحيوية.
- ماهج تدريب في المعهد الأوروبي للمعلوماتية الحوية.
- مناهج تعطى من قبل Ensembl.
المجلات الأساسية
مواقع أخرى مهمة
| مواضيع الجينوم |
| مشروع الجينوم | غليكوميك (مشروع السكريات) | مشروع الجينوم البشري | بروتيوميات | الجينوميات البنيوية |
| معلوماتية حيوية | علم أحياء الأنظمة |
|
|
|
|---|---|
| تشريح • علم الأحياء الفلكي • كيمياء حيوية • معلوماتية حيوية • إحصاء حيوي • علم النبات • بروتيوميات • علم الأحياء الخلوي • علم البيئة • علم الأحياء التطوري • علم الأحياء التنموي • علم الوراثة • علم الجينوم • علم الأحياء البحري • علم الأحياء البشري • ميكروبيولوجيا • علم الأحياء الجزيئي • أصل الحياة • علم الإحاثة • علم الطفيليات • علم الأمراض • علم الوبائيات • فيزيولوجيا • علم أحياء الأنظمة • علم التصنيف • علم الحيوان |
| أنماط التقنية |
الحقول الأساسية للتقنية |
تحرير |
|---|---|---|
| علوم تطبيقية | تخزين الطاقة | تقنيات الحوسبة | إلكترونيات | الطاقة | تعدين | تقانة ميكروية | تقانة نانوية | تقانة نووية | ذكاء اصطناعي | هندسة و علم المواد | هندسة بصرية | حوسبة كمومية | تكنولوجيا بيئية | فيزياء هندسية | هندسة السيراميك | |
| نشاط رياضي و إعادة إنتاج | معدات التخييم | ملعب | رياضات | رياضية معدات | Sports memorabilia | |
| فنون و لغة | تقنيات التواصل | تقنيات الرسوميات | تقنيات موسيقية | تقنيات مرئية | تقنية التصميم الرقمي | تقنية الرسم الرقمي | |
| أعمال/معلومات | إنشاء | تقنية معلومات | تصنيع | آلات | تنقيب | إتصال عن بعد | |
| دفاع | قنابل | بنادق و حصانة | تقنيات ومعدات عسكرية | |
| منزليات | تطبيقات منزلية | تقنيات منزلية | تقنيات و منتجات الأطعمة | |
| هندسة تطبيقية | هندسة زراعية | هندسة طبية حيوية | هندسة مدنية | هندسة كيميائية | هندسة كيميائية حيوية | هندسة كهربائية | هندسة إلكترونية |هندسة اتصالات | هندسة ميكانيكية | هندسة الميكاترونيكس | هندسة نفطية | هندسة معمارية | هندسة حاسوبية | هندسة بنائية | هندسة بيئية | هندسة صناعية | هندسة المواد | هندسة تعدينية | هندسة المناجم | عمارة بحرية | هندسة نووية | هندسة برمجيات | هندسة بنيوية | هندسة الأنظمة | هندسة النسيج | هندسة النسج | |
| صحة | هندسة حيوية طبية | تقانة حيوية | تقنيات صحة | علم الأدوية | |
| سفر و تجارة | طيران | هندسة طيران | مركبات آلية | تقنيات فضائية | نقل | |