Hvad er bioinformatik?
Bioinformatik er et felt, der bruger computere til at gemme og analysere molekylærbiologisk information. Ved hjælp af denne information i et digitalt format kan bioinformatik derefter løse problemer med molekylærbiologi, forudsige strukturer og endda simulere makromolekyler. I en mere generel forstand kan bioinformatik bruges til at beskrive enhver brug af computere til biologiens formål, men den molekylærbiologiske specifikke definition er langt den mest almindelige.
I begyndelsen af det 21. århundrede begyndte forskere at sekventere hele artenes genomer og opbevare dem på computere, hvilket muliggjorde brugen af bioinformatik til at modellere og spore en række fascinerende ting. En af disse applikationer er at udlede evolutionsændring hos en art. Ved at undersøge et genom og se, hvordan det ændrer sig over tid, kan evolutionsbiologer faktisk spore evolutionen, som den forekommer.
Den mest kendte anvendelse af bioinformatik er sekvensanalyse. I sekvensanalyse gemmes DNA-sekvenser af forskellige organismer i databaser for let hentning og sammenligning. Det velrapporterede Human Genome Project er et eksempel på sekvensanalyse bioinformatik. Ved hjælp af massive computere og forskellige metoder til opsamling af sekvenser blev hele det menneskelige genom sekventeret og opbevaret i en struktureret database.
DNA-sekvenser anvendt til bioinformatik kan opsamles på en række måder. En metode er at gennemgå et genom og søge efter individuelle sekvenser for at registrere og gemme. En anden metode er simpelthen at gribe enorme mængder fragmenter og sammenligne dem alle ved at finde hele sekvenser ved at overlappe de overflødige segmenter. Den sidstnævnte metode, kendt som shotgun sequencing, er i øjeblikket den mest populære på grund af dens lethed og hastighed.
Ved at sammenligne kendte sekvenser af et genom med specifikke mutationer, kan der samles meget information om uønskede mutationer, såsom kræft. Med den afsluttede kortlægning af det menneskelige genom er bioinformatik blevet meget vigtig i kræftforskningen i håb om en eventuel kur.
Computere bruges også til at indsamle og gemme bredere data om arter. Species 2000-projektet sigter f.eks. Mod at indsamle en stor mængde information om alle arter af planter, svampe og dyr på jorden. Denne information kan derefter bruges til et antal applikationer, herunder sporing af ændringer i populationer og biome.
Der er mange andre anvendelser af bioinformatik, herunder forudsigelse af hele proteinstrenge, lære hvordan gener udtrykker sig i forskellige arter og bygger komplekse modeller af hele celler. Når computerkraften øges, og vores databaser med genetisk og molekylær information udvides, er bioinformatikens område sikker på at vokse og ændre sig drastisk, hvilket giver os mulighed for at opbygge modeller med utrolig kompleksitet og anvendelighed.