معلوماتية حيوية

صنف فرعي من	علم الأحياء المحوسب
جزء من	علم الأحياء المحوسب — علم الحاسوب
يمتهنه	معلوماني حيوي

المعلوماتية الحيوية أو علم المعلومات الحيوية^[1] (بالإنجليزية: Bioinformatics)‏ أو علم الأحياء الحاسوبي (بالإنجليزية: computational biology)‏ هو استخدام أحدث تقنيات الرياضيات التطبيقية، المعلوماتية informatics، الإحصاء، وعلوم الحاسب لحل مشكلات بيولوجية حيوية.^[2]^[3]^[4] 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، وتآثرات بروتين-بروتين، إضافة لنمذجة التطور.

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 والتقنيّات الإحصائيّة. هو العلم الذي يسعى لاستخدام وتطوير قواعد البيانات والخوارزميّات 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) وعلوم الحاسب (Computer Science) وتكنولوجيا المعلومات (Information techonlogy) دُمجت سويّةً في مجال علميّ واحد.

تنضوي المعلوماتية الحيوية على ثلاثة فروع رئيسيّة هي:

تطوير خوارزميات جديدة وتقنيات إحصائيّة تساعد في تحصيل المعلومات من مجموعات ضخمة من البيانات.
تحليل وتفسير الأنماط المختلفة من البيانات التي تتضمن سلاسل الحموض الأمينية

و الأنوية والقطع والبنى البروتينيّة.

تطوير وتنفيذ أدوات تساعد على إدارة فعالة للأنماط المختلفة من المعلومات.

أمّا ويبوبيديا (Webopedia) فتعرّف المعلوماتية الحيوية كما يلي:

هي تطبيق التكنولوجيا الحاسوبيّة والمعلوماتيّة في إدارة المعلومات البيولوجيّة,

وبشكل محدّد هي علم تطوير قواعد بيانات وخوارزميّات حاسوبيّة لتسهيل وتسريع 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 ساعد في استخدام المعلومات الجينيّة لفهم الأمراض وكان لها دور في اكتشاف عقاقير جديدة فعّآلة.

إن المصطلحات الثلاثة المعلوماتية الحيوية والبيولوجيا الحوسبيّة والبنية 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 وإنّما 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) والأكثر 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.

المراجع

^ وليم بينز (1996). معجم التكنولوجيا الحيوية. الألف كتاب الثاني (216) (بالعربية والإنجليزية). ترجمة: هاشم أحمد. مراجعة: إبراهيم عبد المقصود. القاهرة: دار الكتب والوثائق القومية. ص. 63. ISBN:978-977-01-4733-7. OCLC:745327518. QID:Q125620730.
^ Carvajal-Rodríguez A (2012). "Simulation of Genes and Genomes Forward in Time". Current Genomics. Bentham Science Publishers Ltd. ج. 11 ع. 1: 58–61. DOI:10.2174/138920210790218007. PMC:2851118. PMID:20808525.
^ Carter، N. P.؛ Fiegler، H.؛ Piper، J. (2002). "Comparative analysis of comparative genomic hybridization microarray technologies: Report of a workshop sponsored by the Wellcome trust". Cytometry, Part A. ج. 49 ع. 2: 43–8. DOI:10.1002/cyto.10153.
^ Aston KI (2014). "Genetic susceptibility to male infertility: News from genome-wide association studies". Andrology. ج. 2 ع. 3: 315–21. DOI:10.1111/j.2047-2927.2014.00188.x. PMID:24574159.

وصلات خارجية

Wikiomics.org: ويكي المعلوماتية الحيوية

الجمعيات الأساسية

- الجمعية الدولية لعلم الأحياء الحاسوبي

منظمات رئيسية

مشاريع البرمجيات

قوائم موسعة

- قائمة طويلة بمناهج المعلوماتية الحيوية.
- ماهج تدريب في المعهد الأوروبي للمعلوماتية الحوية.
- مناهج تعطى من قبل انسمبل.

المجلات الأساسية

مواضيع الجينوم

مشروع الجينوم | غليكوميك | مشروع الجينوم البشري | بروتيوميات | الجينوميات البنيوية

معلوماتية حيوية | علم أحياء الأنظمة

[1] وليم بينز (1996). معجم التكنولوجيا الحيوية. الألف كتاب الثاني (216) (بالعربية والإنجليزية). ترجمة: هاشم أحمد. مراجعة: إبراهيم عبد المقصود. القاهرة: دار الكتب والوثائق القومية. ص. 63. ISBN:978-977-01-4733-7. OCLC:745327518. QID:Q125620730.

[2] Carvajal-Rodríguez A (2012). "Simulation of Genes and Genomes Forward in Time". Current Genomics. Bentham Science Publishers Ltd. ج. 11 ع. 1: 58–61. DOI:10.2174/138920210790218007. PMC:2851118. PMID:20808525.

[3] Carter، N. P.؛ Fiegler، H.؛ Piper، J. (2002). "Comparative analysis of comparative genomic hybridization microarray technologies: Report of a workshop sponsored by the Wellcome trust". Cytometry, Part A. ج. 49 ع. 2: 43–8. DOI:10.1002/cyto.10153.

[4] Aston KI (2014). "Genetic susceptibility to male infertility: News from genome-wide association studies". Andrology. ج. 2 ع. 3: 315–21. DOI:10.1111/j.2047-2927.2014.00188.x. PMID:24574159.

[1]

[2]

[3]

[4]