Биоинформатика и системная биология

Биоинформатика или вычислительная биология - один из разделов биологии, предметом которого являются молекулярные процессы, но в данном случае исследования проводятся не in vitro, а in silico, т. е. не в пробирке, а при помощи компьютеров.

Под биоинформатикой понимают любое использование компьютеров и программного обеспечения для анализа биоло­гических данных. На практике часто это понятие сужается и включает в себя только использование компьютеров для обра­ботки экспериментальных данных по структуре биологических макромолекул (белков и нуклеиновых кислот) с целью получе­ния биологически значимой информации.

В биоинформатике используются методы прикладной ма­тематики, статистики и информатики. Исследования в области биоинформатики и системной биологии зачастую пересекают­ся. Основные усилия исследователей, работающих в области биоинформатики, направлены на изучение геномов, анализ и предсказание структуры белков, предсказание взаимодействий различных белков друг с другом и другими молекулами, а также реконструкция процессов эволюции.

Биоинформатика помогает ученым, используя последова­тельности ДНК, прогнозировать структуры и возможные функ­ции кодируемых ими белковых молекул, и таким образом, связывает геномные и протеомные проекты.

Велика роль биоинформатики в процессе маркировки генов и других объектов в последовательности ДНК.

Эволюционная биология исследует происхождение и появ­ление видов, их развитие с течением времени. Методы биоин­форматики активно используются биологами-эволюционистами для решения целого ряда задач:

• изучение эволюции большого числа организмов, включая эволюцию молекул ДНК, а не только строения или физиологии;

• сравнение целых геномов, что позволяет изучать такие явления, как дупликация генов, горизонтальный перенос генов и предсказывать бактериальные специализирующие факторы;

• построение компьютерных моделей популяций с целью предсказания поведения систем во времени.

Системная биология включает в себя целый ряд сущест­вующих и перспективных направлений в биологии. Системную биологию можно определить как междисциплинарную науку о жизни, изучающую сложные взаимодействия в живых системах и использующую новый подход в биологии: холизм вместо ре­дукционизма. Задачами системной биологии являются иссле­дование и моделирование свойств сложных биологических систем, которые нельзя объяснить суммой составляющих ее свойств.

Для верификации создаваемых моделей системная биоло­гия работает с самыми различными типами экспериментальных данных, описывающих как отдельные составляющие, так и сис­тему в целом. В системной биологии часто используются дан­ные, полученные в других областях биологии: биохимии, биофизике, молекулярной биологии.

Биологические системы являются очень сложными объек­тами. Для их описания используется огромное количество па­раметров, переменных и уравнений, а значит, развитие современной системной биологии невозможно без использова­ния компьютерных технологий.

Контрольные вопросы и задания

Заполните пропуски в следующих утверждениях:

1. С целью размножения (амплифицирования) и получения в чистом

виде тех или иных генов, фрагменты эукариотической ДНК могут быть встроены в специально подготовленные бактериальные вирусы или плазмиды, называемые .

2. Отдельная колония бактерий, которая содержит плазмиду с вклю­

ченным в нее фрагментом ДНК человека или другого живого организма, называется ; набор таких бактерий, представляющий весь ге­ном человека или другого живого организма, составит____________ .

3. Считается, что мутации, не наследуемые согласно правилам Мен­деля, проявляют и локализованы, по-видимому, в генах

органелл.

4. В генах высших эукариот короткие сегменты кодирующей ДНК, ко­торые называются , обычно разделены длинными последо­вательностями некодирующей ДНК, которые называются__________________ .

|
Источник:

Скачать готовые ответы к экзамену, шпаргалки и другие учебные материалы в формате Word Вы можете в Электронной библиотеке Sci.House

Воспользуйтесь формой поиска

Биоинформатика и системная биология

релевантные научные источники:
  • Основы генетики
    Основы генетики: учеб, пособие / А.А. Сазанов. - СПб.: ЛГУ им. А.С. Пушкина, 2012. -240 с. В учебном пособии раскрываются основные положения классической и молекулярной генетики в применении к наследственным заболеваниям и генетическим особенностям человека. Существенное внимание уделено анализу родословных, прогнозированию генетического риска,