مقدمه ای بر بیوانفورماتیک دی ان ای

یکی از چالش های پیش روی تحلیلگران بیوانفورماتیکی ملکول های دی ان ای و ژنوم این است که با استفاده از چه ابزارهایی می توانیم چه کارهایی انجام بدهیم. مرکز آموزش بیوانفورماتیک نصر قصد دارد تا در این مقاله ی کوتاه به مجموعه کارهای کلی که می توانید با استفاده از ابزارها و الگوریتم های موجود برای تحلیل توالی های اسید نوکلئیکی دی ان ای انجام بدهید بپردازد.

به طور کلی، بیوانفورماتیک در حوزه ی تحلیل های مرتبط با دی ان ای شامل موارد زیر می باشد که به صورت مشروح در زیر اسم می بریم. هر کدام از این بخش ها، یک قسمت از مجموعه ی مورد نیاز برای فرایند الگوریتمیک مطالعه ی بیوانفورماتیکی دی ان ای را کامل می سازد.

پایگاه های داده

پایگاه های داده ی زیادی امروزه، مجموعه توالی های ژن ها و دی ان ای ثبت شده توسط دانشمندان را گردآوری، صحت سنجی ، مزتب سازی و منتشر می کند . برخی از این پایگاه های داده ،دولتی بوده و برخی دیگر وابسته به گروه های تخصصی دانشگاهی و هر کدام، معیار های مختلفی را برای طبقه بندی مورد استفاده قرار می دهند که می تواند بر اساس نوع جاندار، نوع ژن، زمان ثبت ژن و … باشد. امروزه انستیتو ملی سلامت آمریکا یکی از معتبر ترین این مراکز است که امکان دسترسی به سایر پایگاه های داده را از طریق ورودی های خود امکان پذیر ساخته است.این پایگاه وابسته به دولت آمریکا بوده و در حال حاضر تمامی خدمات خود را برای دانشمندان حوزه های تخصصی بیوتکنولوژی به رایگان ارائه می نماید

تحلیل های ژنومیک

هر کاربر، پس از دسترسی به یک توالی و یا داده های مرتبط با حوزه های ژنومیک و دی ان ای، به دلیل پیچیده بودن ساختار عددی و داده ای در این حوزه، نیازمند استفاده از نرم افزارهایی تحلیلگر تخصصی می باشد، که در این حوزه، گروه های نرم افزاری و دانشگاهی متعددی اقدام به ارائه ی مجموعه های تحلیلی بر اساس، الگوریتم های مختلف نموده اند، که استفاده از آنها می تواند درک و دانش متفاوتی را نسبت به توالی و داده های دریافتی به ما بدهد.

پیشگویی ژن

به دلیلی پیچیدگی ذاتی سیستم های ژنتیکی و داده های مرتبط با آنها، گاها کاربر نیاز پیدا خواهد کرد تا بر اساس استراتژی توسعه ی داده بر مبنای داده های اولیه، اقدام به پیشگویی برخی از این داده ها نماید، این پیشگویی می تواند در حوزه ی ساختار، در حوزه ی جزئیات ملکولی و یا حتی توالی مورد نظر باشد، که معمولا استراتژی های مختلفی برای این پیشگویی بر مبنای، مهندسی معکوس و … است

نقشه یابی ژن و اسمبلی ژن های چند تکه ای

یکی از چالش های پیش روی متخصصین ژنتیک، شناخت و ترسیم تصویری و عددی یک ژن یوکاریوت می باشد چرا که داده های آزمایشگاهی شامل مجموعه هایی از اینترون و اگزون ها می باشد، که مرتب سازی، اسمبلینگ و تحلیل نهایی این ژنها، فرایند شناخت را بسیار دشوار میسازد و در این جا، سیستم های تحلیلگر کامپیوتری و نرم افزارهای حوزه ی بیوانفورماتیک، مسئولیت، این فرایند را بر اساس، استانداردها، روش ها و اصول تبیین شده ی قبلی و مورد پذیرش جوامع علمی بین الملل و دانشگاهی، به سرانجام خواهد رسانید

طراحی درخت فیلوژنی

یکی از پایه های شناختی روابط تکاملی در میان موجودات زنده استفاده از درخت فیلوژنی می باشد، که بر این اساس می توان، قضاوت های اولیه ا در حوزه ی تکامل موجود زنده و نقش ژن در فرایند های متابولیکی و تنظیمی را تبیین نمود و در این راستا، باید گفت طراحی درخت فیلوژنتیکی بر مبنای اصول اولیه ی انتخابهای دو دویی تنظیم گردیده است، که نگاشتن این قوانین و تبیین آن به ماشین های الکترونیکی و همچنین ، مرتب سازی دوباره ی آن فرایندی است، که نرم افزارهای بیوانفورماتیکی قابلیت آن را به دست آورده اند، تا با متود های مقایسه ای و همچنین متود های مستقل تصویری از آن را برای کاربر ترسیم نمایند.

تحلیل پلی مورفیسم های توالی ها

هر توالی ژنتیکی، در موجودات زنده، دستخوش تغییرات و بهینه سازی هایی بر مبنای، محیط و شرایط جغرافیایی و سایر عوامل گردیده است و در این زاستا، شناخت، راجع به توالی های پلی مورفیسم، می تواند، منجر به توسعه ی شناخت، نسبت به سیستم های جهش، انتخاب ظبیعی و نقش جهش ها بر سیستم های بیولوژیک گردد.

بازیابی و ثبت نوالی ها در پایگاه های داده بین الملل

دستیابی به توالی های به دست آمده از موجودات مختلف؛ نیازمند دسترسی به پایگاه های داده و ثبت رسمی آن و صحت سنجی آن می باشد که امروزه، این فرایند با استفاده از پایگاه های داده ی بین المللی، امکان پذیر گردیده است و هر کاربر می تواند با ارائه ی یک حساب کاربری و ارائه ی مستندات، توالی خود را در پایکاه های داده ی بین الملل به ثبت برساند.

شناسایی ساختار و خصوصیات فیزیکو شیمیایی توالی ارائه شده

یکی از چالش های پیش روی کاربران آزمایشگاهی توالیها، دانش نسبت به خصوصیات و جزئیات رفتاری فیزیکو شیمیایی هر توالی در محیط زنده و همچنین محلول ها و واکنش های آن نسبت به استرس ها می باشد.در همین راستا، نرم افزارهای بیوانفورماتیکی این امکان را فراهم ساخته اند، که هر کاربر بتواند، با وارد نمودن توالی مورد نظر خود، اطلاعات و جزئیات رفتاری و بیوفیزیکی و بیو شیمیایی آن توالی را به دست آورد. داشتن این داده ها، علاوه بر توسعه ی دانش فرد نسبت به توالی مورد نظر، می تواند در پیشبرد طراحی آزمایشها و استراتژی های و مواد مورد استفاده در هر آزمایش نیز موثر باشد

نرم افزار هایی که مجموعه فرایند های مورد نیاز یک پژوهشگر را در روی میز آزمایشگاه ارائه می دهند

جزئی نگری و تخصصی بودن در حوزه ی بیوانفورماتیک به همان اندازه حائز اهمیت است که نگاه خلاصه و جامع به داده ها مورد اهمیت است و در همین راستا، شرکت ها و گروه های پژوهشی، نرم افزار هایی قدرتمند و خلاصه را در این حوزه وارد بخش تحقیق و توسعه ساخته اند، که کاربر را تنها با چند کلیک، به مجموعه ای از اطلاعات کاربردی و مورد نیاز، که می تواند وی را در تصمیم گیری سریع برای اجرای آزمایش یاری دهد، دسترسی خواهد داد. این مجموعه ها، معمولا داده های استراتژیک و الگوریتم های عمومی و سبک و قابل استفاده بر روی رایانه های رومیزی را در خود جای داده اند که امروزه به صورت رایگان و یا رایگان با ذکر مرجع، قابل استفاده می باشند

خبر خوب

خبر خوب این است که حالا شما با خواندن این مقاله می توانید یک پروژه ی بیوانفورماتیکی بر اساس یک توالی دی ان ای طراحی و پیاده سازی کنید. این فرایند می تواند به شما دیدگاهی عمیق نسبت به توانمندی های خود در یک پروژه ی بیوانفورماتیک بدهد.

مرکز آموزش بیوانفورماتیک نصر

error: Content is protected !!
X