Site Rengi

BilgiliUsta.com | Aradığınız Her Bilginin Adresi.

Biyoinformatik Nedir?

  • 31 Mart 2021
  • Biyoinformatik Nedir? için yorumlar kapalı
  • 84 kez görüntülendi.

Hücrelerin içerisinde hücrelerin ve bizim yaşamda kalmamız açısından ehemmiyetli bir hayli hayatsal etkinlik hakikatleşir. Bu etkinlikler sinyal yolakları; çok rakamda protein ve metabolitler arasında hakikatleşir. Sinyal yolaklarında misyon yapan proteinler ve enzimler ise genlerden alınan bilgiye göre birleşimlenir. Rastgele bir yolakta misyon yapan proteinler, enzimler ya da genlerden rastgele birinde alana gelen bozukluk hastalığa yol açar. […]

Hücrelerin içerisinde hücrelerin ve bizim yaşamda kalmamız açısından ehemmiyetli bir hayli hayatsal etkinlik hakikatleşir. Bu etkinlikler sinyal yolakları; çok rakamda protein ve metabolitler arasında hakikatleşir. Sinyal yolaklarında misyon yapan proteinler ve enzimler ise genlerden alınan bilgiye göre birleşimlenir. Rastgele bir yolakta misyon yapan proteinler, enzimler ya da genlerden rastgele birinde alana gelen bozukluk hastalığa yol açar. Karşılaştığımız hastalığın, hangi yolakta misyon yapan hangi gen ya da proteinden kaynaklandığını nasıl öğrenebiliriz? Bu noktada biyoinformatik isimli bilim dalı devreye girer.

Biyoinformatik; büyük ölçüde biyolojik bilginin açıklanması, depolanması ve elde edilmesi için informatik tekniklerinin uygulanmasıdır. Bilgisayarlar, yazılım vasıtaları ve bilgi tabanları biyolojik suallere cevap vermek için kullanılır. Biyoinformatik terimi ilk kere Ben Hesper ve Paulien Hogewen tarafından 1970 senesinde ortaya atıldı ve canlı sistemlerde informatik süreçlerin çalışılması olarak belirlendi. Biyolojinin çok muhtelif alanlarında biyoinformatik uygulanır.

Biyoinformatik Nedir?

Biyoinformatiğin iki ehemmiyetli dalı genomik ve proteomiktir. Bir genomun, jenerasyondan nesile geçen kalıtsal materyalin kodu olan bütün bir Deoksirübo Nükleik Asit dizisi olduğu düşünülebilir. Deoksirübo Nükleik Asit dizisi tüm genleri kapsar. Bu sebeple genomik Deoksirübo Nükleik Asit’nın tüm bileşenlerinin inceleme edilmesini ve dizilenmesini kapsar. Diğer taraftan proteomik bir canlıda bulunan tam proteinlerin tahlilini kapsar. Biyoinformatik bu alanlarda, kompleks biyolojik sistemlerin anlaşılmasına dayanak eder.

Biyoinformatikten sonraki adım, yeni ve kompleks biyolojik suallerle ilgilenen sistem biyolojisidir. Misalin bir sinyal yolağının nasıl çalıştığı sistem biyolojisinin alanına girer. Yolakla ilişkili genler, nasıl etkileşime girdikleri ve yolaktaki farklılıkların ne gibi neticelere neden olduğu sistem biyolojisinde modellenir. Bilginin dijital olarak sunulduğu rastgele bir sistem, biyoinformatiğin potansiyel bir uygulama alanıdır. Bu sebeple biyoinformatik, tek bir hücreden tüm bir ekosisteme uyarlanabilir. Genomun anlaşılmasıyla bilim insanları, kompleks biyolojik sistemleri daha iyi kavramaktadırlar. Genomda ya da proteinlerde tüm bu parçaların arasında alana gelen etkileşimlerin daha iyi anlaşılması, sistemdeki karışıklığın sonraki seviyesini sarihe çıkarır. Bu yaklaşımlarla biyoinformatik, insan hastalıklarının ve sıhhatli gidişatın nasıl ortaya çıktığının anlaşılması ve modellenmesi için anahtar bir bakış açısı sunar.

Biyoinformatiğin başlangıcı 1968’de Margaret Dayoff’a kadar gider. Onun protein dizisi koleksiyonu Protein Dizi ve Yapı Atlası olarak öğrenilir. Biyoinformatikteki en erken deneylerden biri, dizi eşliği araştırma programının bir viral genin orijininin belirlenmesi için kullanılmasıdır. Bu çalışmada bilim insanları, ilk dizi eşliği araştırma bilgisayar programlarından birini FASTP kansere neden olan bir viral dizinin içeriğini tanımlamada kullandı ve bu dizi hücredeki PDGF genine benziyordu. Bu donakaltıcı netice, viral dizilerin kansere nasıl neden olduğuna dair biyologlar için ehemmiyetli bir ip ucu sağlar.

Biyoinformatik Nedir?

Biyoinformatiğin gelişimi Deoksirübo Nükleik Asit dizileme teknolojisine paralel olarak devam etti. Deoksirübo Nükleik Asit dizileme teknolojisinin gelişimi ise biyoinformatik alanında devrim yarattı. Biyoinformatiğin süratli gelişimiyle, dizisi tanımlanan genler GenBank isimli bir bilgi tabanıyla ulusa sarih biçimde yayınlandı.

Genomun dizilenmesi, tek başına kısıtlı bir bilgi sağlar. Genomik bilginin açıklanabilmesi için, dizinin karşılaştırılmalı tahlilleri yapılmalıdır ve bu tahliller için en zorunlu olan vasıta ulusa sarih dizi bilgi tabanlarıdır. Bu bilgi tabanlarında biyologlar, dizisini ortaya çıkardıkları genin diğer dizilerle eşliklerini araştırarak dizinin orijinini bulmaya çalışır.

İnternet, yeni yazılım gelişimleri veyeni algoritmalar biyoinformatiğin büyük ölçüde bilgiyi tesirli biçimde inceleme etmesini sağlar. Laboratuvar kısmında Deoksirübo Nükleik Asit dizilemesi, gen anlatımının seri incelemeyi SAGE, microarray ve kütle spektrometrisi gibi yeni teknolojiler, inceleme etmek için yeni bilgilerin oluşturulmasını sağlar.

Biyoinformatik Nedir?

Biyoinformatiğin Kullanıldığı Alanlar

Genomik Dizileme

Genomik çalışmaları genomun yapısının, işlevinin ve evriminin tanımlanmasına içerir. 1990 senesinde İnsan Genom Projesi, Sanger dizileme usulünü kullanarak tüm insan genomunun dizilenmesi emeliyle başladı. Dizileme için ilk evrede Deoksirübo Nükleik Asit minik parçalara parçalayarak, dağılan parçaların dizisi çıkarıldı. Bu usulle yaratılan çok rakamda Deoksirübo Nükleik Asit parçası, dizinin bitirilmesi için biyoinformatik sayesinde birleştirildi.

2003 senesinde bu proje zafer ile bitirildikten sonra bitirilmiş genom dizisi; genlerin, üretilen proteinlerin biyolojik işlevi ve hastalıklarla ilişkisinin araştırılması için detaylı olarak incelendi. Üretilen fazla ölçüde bilginin kısa zamanda inceleme edilmesiyle, biyoinformatik insan genom projesinin zaferi için esas rol oynadı. Aksi takdirde, yapılan tahliller çok zaman alırdı. Ayrıca bu bilgiler, tüm dünyadaki tahlilcilerin erişebilmesi için internette yayınlandı.
Dizileme teknolojisindeki ilerlemeler sayesinde, tüm bir insan genomunun dizilenmesi yalnızca saatler alır. Bu yeni usule de, yeni jenerasyon dizileme denir. Bu usulde milyarlarca Deoksirübo Nükleik Asit ipliği eş zamanlı olarak dizilenebilir.

Kanser Araştırmaları

Biyoinformatiğin kullanıldığı diğer bir alan kanser araştırmalarıdır. Cun ve Frolich isimli tahlilciler, gen etkinliğinin açıklanmasının meme kanseri hastalarının sınıflandırılmasına dayanak ettiğini gözlemlediler. Huastein ve Schumacher isimli tahlilciler, ur gelişimini taklit edebilen ve metastazı tespit edebilen bir algoritma belirlediler.

Kanser biyoinformatiği, network biyomarkerlarının sinyal yolağındaki moleküller belirlenmesinde ehemmiyetli rol oynar. Network biyomarkerları, protein-protein etkileşimlerini kapsayan yeni biyomarkerlardır. Network biyomarkerlarındaki rastgele bir farklılık, hastalığın gelişimi sırasında değişik zamanlarda gözlemlenebilir. Bu da enerjik network markerları olarak öğrenilir.

Bu enerjik network markerları; hastanın hastalık ve terapi geçmişi, biyokimyasal profilleme, görüntüleme ve diğer ölçümler gibi muayenehane bilgilere bağlıdır. Bu biyomarkerlar hastalığın ilerleyişini izlemeye takviyeci olur. Hastalığın ilerlemesine bağlı olarak, var olan terapi usulü değiştirilebilir ya da hastanın hayat niteliği iyileştirilmeye devam edilir.

Biyoinformatik Nedir?

Şahsi Tıp

Bir hastalıkla ilişkili şahsi değişinimlerin belirlenmesi ile şahsi tıp büyüyebilir. Genom dizilemeden elde edilen bilgi, hastalığa neden olan değişinimin görüldüğü geni belirlemede ve bireye özel rehabilitasyon usulünün geliştirilmesinde takviyeci olabilir.

Bu usul hastanın iyileşmesini büyük oranda sağlayabilir. Bunun için biyoinformatiğin organizasyonel ve analitik kısmı devreye girer. Misalin, AIDS hastalarının rehabilitasyonunda biyoinformatik esaslı usullerden yararlanıldı. Almanya’da yapılan bir çalışmada, yüksek tehlikeli pediatrik kanser hastaları için her hasta için niyete müteveccih bir rehabilitasyon usulünün geliştirilmesi kastedildi.

Evrimsel Biyoloji

Evrim çalışmaları cinslerin orijinlerini takip etmekle alakalıdır. Ayrıca evrimsel süreçlerde değişinimlerin ihtimallerini de takip eder. Biyoinformatik, muhtelif cinslerin genetik profilleriyle karşılaştırılmalarına dayanak eder. Cinsler arası gen transferleri de tespit edilebilir.

Biyoinformatiğin geleceği entegrasyondur. Misalin; muayenehane ve genomik bilgi gibi muhtelif bilgi kaynaklarının birleştirilmesi, genetik değişinimin ne olduğunun varsayım edilebilmesi için hastalık bulgularının kullanılmasını sağlayacaktır. Harita, hava sistemleri gibi bilgilerin, tarım mahsulü sıhhati ve genotip bilgi ile birleştirilmesi tarım deneylerinin zaferli netice vereceği şartları varsayım etmeyi sağlayacaktır.

Biyoinformatikteki araştırmanın gelecekte bir diğer kullanım alanı büyük ölçekli karşılaştırmalı genomiktir. Kompleks biyolojik sistemlerdeki tüm ağların görselleştirilmesi ve modellenmesi sistemin bir ilaç gibi kimyevilere ya da etraf şartlarına nasıl yanıt vereceğini varsayım etmeyi sağlayacaktır.

Günümüzde biyoteknolojinin karşılaştığı meseleler, daha süratli bilgisayarlarla, disk depolama kapasitesindeki teknolojik ilerlemelerle ve çoğalmış bantgenişliği ile ele alınıyor. Gelecekteki biyoinformatik için anahtar araştırma suali, bilgisayar civarında gen anlatımı patternleri ve protein ağları gibi kompleks biyolojik gözlemlerin birbirleriyle nasıl karşılaştırılacağıdır. Biyoinformatikte, biyolojik gözlemler bilgisayarın kavrayacağı biçimde modele dönüştürülür. Bu da, biyoloji oldukça karışık bir alan olduğu için basmakalıp güç bir iştir. Tutum, elektrokardiyogram ve tarım mahsulü sıhhati gibi fenotipik bilgilerin nasıl rakamsallaştırılacağı ve bilgisayarın okuyabileceği hale getirilebileceği ise geleceteki biyoinformatikçiler için diğer bir coşku verici güçlüktür.

ZİYARETÇİ YORUMLARI

Henüz yorum yapılmamış. İlk yorumu aşağıdaki form aracılığıyla siz yapabilirsiniz.

BİR YORUM YAZ