المعلوماتية الحيوية Bioinformatics أوفهم الأحياء الحاسوبي ( البيولوجيا الحاسوبية ) computational biology هواستخدام أحدث تقنيات الرياضيات التطبيقية ، المعلوماتية informatics ، الإحصاء ، وعلوم 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 ، وتآثرات بروتين-بروتين ، اضافة لنمذجة التطور .

مقدمة

المعلوماتية الحيوية (البيوإنفورماتيك) من أحدث علوم الحاسب ،ومن المتسقط في المستقبل القريب حتى 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 هوتحليل المعلومات البيولوجية باستخدام الكمبيوتر والتقنيّات الإحصائيّة. هوالفهم الذي يسعى لاستخدام وتطوير قواعد البيانات والخوارزميّات الحاسوبيّة لتسيع وتعزيز الأبحاث البيولوجيّة.

• تعريف المركز العالمي لمعلومات البيوتكنولوجي [NCBI] :

عهد المعلوماتية الحيوية كما يلي: المعلوماتية الحيوية (البيوإنفورماتيك) هوحقلٌ من الفهم حيث فهم الأحياء (Biology) وعلوم الحاسب (Computer Science) وتكنولوجيا المعلومات (Information techonlogy ) دُمجت سويّةً في مجال فهميّ 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 المتنوعة من البيانات التي تتضمن سلاسل الحموض الأمينية

والأنوية والبتر والبنى البروتينيّة.

• تطوير وتطبيق أدوات تساعد على إدارة فعالة للأنماط المتنوعة من المعلومات.

أمّا ويبوبيديا (Webopedia) فتعرّف المعلوماتية الحيوية كما يلي:

هي تطبيق التكنولوجيا الحاسوبيّة والمعلوماتيّة في إدارة المعلومات البيولوجيّة,

وبشكل محدّد هي فهم 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 ساعت في استخدام المعلومات الجينيّة لفهم الأمراض وكان لها دور في اكتشاف عقاقير جديدة فعّالة.

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 فهم الأحياء (البيولوجيا) للاستفادة من ذلك في عمليات تخزين البيانات (data storage and warehousing),وتحليل سلاسل الحمض النووي (DNA).

للعمل ضمن مجال البيوإنفورماتيك عليك الإلمام بعدد من العلوم تضم فهم الأحياء(Biology) والرياضيات وعلوم الحاسب إضافةً لقوانين الفيزياء والكيمياء والأهم طبعاً هوإلمامك بتكنولوجيا المعلومات (IT)وذلك من أجل تحليل البيانات البيولوجيّة ودراستها. لا ينحصر استخدام البيوإنفرماتيك في حوسبة البيانات البيولوجية وإنّما يتعدّى ذلك إلى حلّ الكثير 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 أوأكثر 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 هواستخدام البرمجيّات الحرة في البيوإنفورماتيك وذلك نظراً لقوّتها وتوفّر الأدوات البرمجيّة والبرمجيّات المخصّصة لهذه المنصّات.
• فهم جيّدة بلغات البرمجة مثل : Java,C++,Python,Perl كما يجب عليك الإلمام بلغة HTML.
• الإلمام بنظم إدارة قواعد البيانات وأفضلها : Oracle وMySQL (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 الفهماء أخيراً حل رموز شيفرة الجينوم البشري,بمعنى آخر استطاع الفهماء 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
• فهم الجينوم الحاسوبي Computational genomics
• نمذجة جزيئية Molecular modelling
• فهم المتريات الشكلي Morphometrics
• شبكة استقلابية Metabolic network
• حوسبة طبيعية Natural computation
• تنبؤ بتآثرات بروتين-بروتين Protein-protein interaction prediction

حقول مرتبطة

• رياضيات تطبيقية — فهم الأحياء — علوم الحاسب — معلوماتية — بيولوجيا رياضية — بيولوجيا نظرية — حوسبة فهمية — معلوماتية كيميائية — فهم حاسوبي

مواقع خارجية

• Wikiomics.org: ويكي المعلوماتية الحيوية

الجمعيات الأساسية

• • الجمعية الدولية لفهم الأحياء الحاسوبي

منظمات رئيسية

• • منظمة المعلوماتية الحيوية (Bioinformatics.Org): معهد مفتوح للجميع
  • مجموعة فهمية مؤلفة من عقد داخل وخارج أوروبا
  • UCSC مركز الهندسة والعلوم 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 درس عن البروتينات البشرية والحيوانية
  • MANATEE: نظام انترنتي لدراسة وتحليل الجينوم
  • Proteome Ontology Project: مشروع لتحديد أشكال البروتينات
  • Sequerome
  • Seqhound
  • MARBL: تصنيف النصوص والبحث في ممحرر 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

• • PLoS بيولوجيا حاسوبية
  • معلوماتية حيوية تطورية على النت
  • Nature Molecular Systems Biology
  • مجلة المعلوماتية الحيوية
  • BMC Bioinformatics journal
  • مجلة معلومات السرطان المفتوحة
  • مجلة الانترنت للمعلوماتية الحيوية
  • EMBnet.News مجلة انترنتية

مواقع أخرى مهمة

• • OpenSource Bioinformatics / Computational Systems Biology portal
  • Bioinformatics News

• • Books and articles on Bioinformatics from O'Reilly
  • Genome Canada: Canadian Bioinformatics Help Desk
  • Human Genome Project and Bioinformatics
  • Barry Smith's biomedical ontology site
  • Virtual Insitute of Microbial Stress and Survival (VIMSS)