Genomics är en gren av genetik som studerar storskaliga förändringar i organismer genom. Genomics och dess subfält av transkriptomik, som studerar genomomfattande förändringar i RNA som transkriberas från DNA, studerar många gener en gång. Genomics kan också involvera läsning och anpassning av mycket långa sekvenser av DNA eller RNA. Att analysera och tolka sådan storskalig, komplex data kräver hjälp av datorer. Det mänskliga sinne, utmärkt som det är, är oförmögen att hantera denna mycket information. Bioinformatik är ett hybridfält som sammanfogar kunskapen om biologi och kunskapen om informationsvetenskap, vilket är en del av datavetenskap.

Genomerna innehåller mycket information

Genom organismer är mycket stora. Det mänskliga genomet uppskattas ha tre miljarder baspar som innehåller cirka 25 000 gener. Som jämförelse beräknas fruktflugan ha 165 miljarder baspar som innehåller 13 000 gener. Dessutom kallas ett subfält av genomik som kallas transcriptomics vilka gener, bland tiotusentals i en organism, slås på eller av vid en given tidpunkt, över flera tidspunkter och flera experimentella förhållanden vid varje tidpunkt. Med andra ord innehåller "omics" -data stora mängder information som människans sinne inte kan förstå utan hjälp av beräkningsmetoder inom bioinformatik.

Biologiska data

Bioinformatik är viktig för genetisk forskning eftersom genetisk forskning data har ett sammanhang. Kontextet är biologi. Livsformer har vissa regler om beteende. Detsamma gäller för vävnader och celler, gener och proteiner. De interagerar på vissa sätt och reglerar varandra på vissa sätt. De storskaliga, komplexa data som genereras i genomik skulle inte ge mening utan kontekstuell kunskap om hur livsformer fungerar. Data som genereras av genomik kan analyseras med samma metoder som används av ingenjörer och fysiker som studerar finansmarknader och fiberoptik, men analyserar data på ett sätt som är meningsfullt kräver kunskap om biologi. Således blev bioinformatiken ett ovärderligt hybridfält av kunskap.

Krossa tusentals siffror

Nummerkrypning är ett sätt att säga att man gör beräkningar. Bioinformatik kan knäcka tiotusentals siffror om några minuter, beroende på hur snabbt datorn kan bearbeta information. Omics-forskning använder datorer för att köra algoritmer - matematiska beräkningar - i stor skala för att hitta mönster i stora dataset. Vanliga algoritmer inkluderar funktioner som hierarkisk kluster (se referens 3) och huvudkomponentanalys. Båda är tekniker för att hitta relationer mellan prover som har många faktorer i dem. Detta liknar huruvida vissa etniciteter är vanligare mellan två sektioner i en telefonbok: efternamn som börjar med ett A-versus efternamn som börjar med en B.

Systembiologi

Bioinformatik har gjort det möjligt att studera hur ett system som har tusentals rörliga delar beter sig på samma nivå som alla delar som rör sig på en gång. Det är som att titta på en fluga fåglar som flyger i samförstånd eller en skola med fisk simma i samförstånd. Tidigare studerade genetiker bara en gen i taget. Även om den här metoden fortfarande har en oerhört stor fördel och fortsätter att göra det, har bioinformatik tillåtit att nya upptäckter ska göras. Systembiologi är ett sätt att studera ett biologiskt system genom att kvantifiera flera rörliga delar, som att studera den kollektiva hastigheten hos olika fickfickor som flyger som en stor svängande flock.