۸ اسفند , ۱۳۹۸

بیوانفورماتیک :آیا تمامی زیست شناسان باید کامپیوتر یاد بگیرند؟

همانند هر زمینه‌ای دیگر، کامپیوترها به بخش مهمی از تحقیقات زیستی تبدیل شده‌اند. الگوریتم های پیچیده و تجزیه و تحلیل‌های پیچیده که پس از ماه‌ها کار توسط متخصصان در حال حاضر به عنوان خدمات وب در دسترس هستند، و کل حوزه‌های مطالعاتی مانند ژنومیک را می توان به طور کامل در silico دنبال کرد. اما اگر چه بیشتر زیست شناسان می‌دانند که چگونه داده‌های خود را تجزیه و تحلیل کنند و بر روی خروجی ابزارهای محاسباتی عمل کنند، تعداد کمی از ریاضی دانان ریاضی که پشت صحنه بیوانفورماتیک را درک می‌کنند، چون اغلب برنامه‌های درجه زیستشناسی نیاز به علوم کامپیوتر یا ریاضی بیش از حساب دیفرانسیل و انتگرال ندارند.

طراحی دارو | طراحی محاسباتی + {ویدیو ویژه بیوانفورماتیک دارو}

دو مقاله در مورد آخرین موضوع علوم استدلال می‌کنند که این چیز بدی است. یکی از آن‌ها بر توانایی نمایش رفتار سیستم‌های بیولوژیکی از طریق نماد جبری، حوزه‌ای که به شدت در آموزش ریاضی نادیده گرفته می‌شود، تمرکز می‌کند. دوم به طور کلی بر ترکیب ریاضی و علوم کامپیوتر خاص در سیستم آموزشی تمرکز دارد. هر دو فرض می‌کنند که فقدان یک پس‌زمینه ریاضی مشکل جدی است.

به طور کلی، به عنوان کسی که کمی بیوانفورماتیک و بسیاری از بیولوژی را انجام داده‌است، من مخاطبان هدف خوبی برای این بحث هستم. اما در خواندن مقالات، من با این احساس که نویسندگان با یکدیگر بحث‌های متفاوتی دارند، به روشی که مشکلات واقعی را گیج می‌کنند، دور شدم. بنابراین چیزی که به دنبال می‌آید، تلاش من برای جدا کردن آن‌ها و ارزیابی جداگانه هر مساله است. اولین مشکل در این مقاله از Pevzner و شامیر رخ می‌دهد، که بر حسب بیولوژی محاسباتی و بیوانفورماتیک به عنوان دو نام برای همان رشته عمل می‌کند. این ممکن است این طور باشد، اما حداقل برای من، اینها دو تلاش جداگانه هستند.

بیوانفورماتیک، همان طور که از اسمش پیداست، در ابتدا بر روی تحلیل کمک به کامپیوتر از داده‌های تولید شده در سیستم‌های بیولوژیکی مانند آنالیز آرایه ژن‌ها و ژن‌ها متمرکز است که بعدا به آن خواهیم پرداخت . بیوانفورماتیک شامل تلاش برای مدلسازی سیستم‌های زیستی در silico است. این مدل‌ها توسط زیست‌شناسی مشخص شده‌اند، اما لزوما نیاز به هیچ اطلاعات بیولوژیک برای تغذیه از آن‌ها به منظور اجرای آن‌ها ندارند.

بدیهی است که هر کسی که بیولوژی محاسباتی را بهتر انجام می‌دهد، در زمینه زیست‌شناسی و علوم کامپیوتر / کامپیوتر واقعا مهارت دارد، و یا قادر خواهد بود بداند که آیا این مدل‌ها معتبر هستند یا خیر. همین مساله در بیوانفورماتیک به کار می‌رود. از آنجا که همیشه وجود داده‌های زیستی واقعی وجود دارد، محاسبات و تحلیل را می توان از هم جدا کرد – یک متخصص بیوانفورماتیک می‌تواند به سادگی به یک زیست‌شناس تبدیل شود و آن‌ها را کنترل کند – نتایج را بررسی کند.

فرمولاسیون آرایشی بهداشتی💄+ نمونه محصولات

اساس ، ابزار یا خدمات

بنابراین ، اگر بپذیریم که هرکسی که زیست شناسی محاسباتی را انجام می دهد ، ریاضی و زیست شناسی را بهتر می شناسد ، این هنوز مدرکی نیست که نشان می دهد زیست شناسان عادی به ریاضی نیاز دارند. اکثر زیست شناسان عادی با استفاده از ابزارهای بیوانفورماتیک برای تراز کردن توالی های DNA ، انتخاب آغازگرها و غیره به کار خود ادامه می دهند بنابراین آیا آنها باید ریاضیات پشت ابزارها را بشناسند؟ من فکر می کنم برای پاسخ به این سوال ، شما باید درک کنید که بیوانفورماتیک در جایی قرار دارد که من آن را طیف اساس / ابزار / خدمات می نامم.

برای زیست شناسان ، اصول چیزهایی مانند شیمی آلی است. در نهایت همه زیست شناسی به آن بستگی دارد و هر زیست شناس باید واقعاً چیزی در مورد آن بداند – حتی زیست شناسان میدانی ، که باید مواردی مانند رژیم و مواد شیمیایی زیست محیطی را بر ارگانیسم هایی که مطالعه می کنند تأثیر بگذارد. بیوانفورماتیک واقعاً اساسی نیست. دانستن اینکه چگونه محاسبات خاصی انجام می شود ، لزوماً چیزی در مورد زیست شناسی به شما نمی گوید.

در واقع ، این جایی بین یک ابزار و یک سرویس است. ابزار چیزی است که یک زیست شناس متوسط با استفاده از آن که زیست شناسی در پشت آن وجود دارد ، خاموش می شود. بنابراین ، به عنوان مثال ، می توان از PCR برای تقویت نمونه های دی ان ای استفاده کرد بدون اینکه چیزی درمورد آنچه در لوله های مورد استفاده برای واکنش ها می رود ، استفاده کنید. اما اگر یک زیست شناس بداند بسیار بهتر است. واکنش های PCR اصول بیولوژیکی را نشان می دهد و دانش اساسی برای عیب یابی این روش در هنگام اشتباه است (همانطور که به ناچاراتفاق می افتد). در مقابل ، توالی یابی DNA که قبلاً ابزاری بود ، الان به یک سرویس تبدیل شده است. نمونه DNA خود را در پست الکترونیکی قرار داده و داده های دنباله را از حساب FTP چند روز بعد بارگیری می کنید. جزئیات دقیق واکنش توالی واقعی که انجام شد ، اهمیت چندانی ندارند.

تولید لوازم آرایشی{از خط تولید تا بازار فروش}

در اکثر موارد ، نرم افزارهای بیوانفورماتیک مانند آنهایی که برای جستجوی توالی و تراز کردن هستند مشابه سرویس ها هستند: رایانه نتیجه مفیدی را نشان می دهد و شما واقعاً اهمیتی نمی دهید که چگونه به آنجا رسید. اگر نمی توانید نتیجه مناسبی کسب کنید ، اولین پاسخ شما این نیست که به دنبال کسی باشید که ریاضی را بداند. این است که به دنبال شخصی باشید که در این سرویس خبره تر باشد و می داند چگونه پارامترهای ورودی را تغییر دهد. دانستن ریاضیات در پشت چیزها ممکن است در زمینه ترفندها یا قدردانی از زیست شناسی اساسی به شما کمک کند ، اما – تجربه تجربی می تواند در بسیاری از موارد مفیدتر باشد.

در بدترین حالت ، بیولوژیست ها همیشه می توانند به تماس با شخصی که در زمینه بیوانفورماتیک آموزش دیده است ، متوسل شوند ، به همان روشی که یک بیوشیمی ممکن است در صورت نیاز به دانستن اطلاعات بیشتر در مورد آن زمینه با یک ایمونولوژیست تماس بگیرد.

گردآوری و ترجمه شده توسط تیم بیوانفورماتیک بیوکمپ