Hva er bioinformatikk?

Bioinformatikk er et felt som bruker datamaskiner til å lagre og analysere molekylær biologisk informasjon. Ved å bruke denne informasjonen i et digitalt format, kan bioinformatikk deretter løse problemer med molekylærbiologi, forutsi strukturer og til og med simulere makromolekyler. I en mer generell forstand kan bioinformatikk brukes til å beskrive all bruk av datamaskiner til biologiens formål, men den molekylærbiologiske spesifikke definisjonen er langt den vanligste.

På begynnelsen av det 21. århundre begynte forskere å sekvensere hele artenes genom og lagre dem på datamaskiner, noe som muliggjorde bruk av bioinformatikk for å modellere og spore en rekke fascinerende ting. En av disse applikasjonene er å trekke evolusjonsendring av en art. Ved å undersøke et genom og se hvordan det endrer seg over tid, kan evolusjonsbiologer faktisk spore evolusjonen når den oppstår.

Den mest kjente bruken av bioinformatikk er sekvensanalyse. I sekvensanalyse lagres DNA-sekvenser av forskjellige organismer i databaser for enkel henting og sammenligning. Det godt rapporterte Human Genome Project er et eksempel på sekvensanalyse bioinformatikk. Ved å bruke massive datamaskiner og forskjellige metoder for å samle sekvenser ble hele menneskets genom sekvensert og lagret i en strukturert database.

DNA-sekvenser brukt til bioinformatikk kan samles på flere måter. En metode er å gå gjennom et genom og søke ut individuelle sekvenser for å registrere og lagre. En annen metode er å bare ta enorme mengder fragmenter og sammenligne dem alle, finne hele sekvenser ved å overlappe overflødige segmenter. Den sistnevnte metoden, kjent som shotgun sequencing, er for tiden den mest populære på grunn av sin letthet og hastighet.

Ved å sammenligne kjente sekvenser av et genom med spesifikke mutasjoner, kan mye informasjon hentes om uønskede mutasjoner som kreft. Med den fullførte kartleggingen av det menneskelige genom, har bioinformatikk blitt veldig viktig i undersøkelsen av kreftformer i håp om en eventuell kur.

Datamaskiner brukes også til å samle og lagre bredere data om arter. Species 2000-prosjektet har for eksempel som mål å samle inn en stor mengde informasjon om alle arter av planter, sopp og dyr på jorden. Denne informasjonen kan deretter brukes til en rekke applikasjoner, inkludert sporing av endringer i populasjoner og biomer.

Det er mange andre bruksområder av bioinformatikk, inkludert å forutsi hele proteinstrenger, lære hvordan gener uttrykker seg i forskjellige arter, og bygge komplekse modeller av hele celler. Etter hvert som datakraften øker og databasene våre med genetisk og molekylær informasjon utvides, vil bioinformatikkens område garantert vokse og endre seg drastisk, slik at vi kan bygge modeller med utrolig kompleksitet og nytteverdi.