Kita ngomong babagan wong-wong ing mangsa ngarep sing decipher tanggal gedhe organik. Sajrone rong dekade kepungkur, jumlah data biologi sing bisa dianalisis saya tambah akeh amarga urutan genom manungsa. Sadurunge iki, kita ora bisa mbayangno yen nggunakake informasi sing disimpen ing getih kita, bisa nemtokake asal-usul kita, mriksa kepiye reaksi awak kanggo obat-obatan tartamtu, lan malah ngganti hereditas biologis kita.
Iki lan artikel liyane katon pisanan ing ing situs web kita. Seneng maca.
Atribut bioinformatika rata-rata padha karo programmer - mata abang, postur mbungkuk lan tandha saka cangkir kopi ing desktop. Nanging, ing tabel iki, karya kasebut ora ana ing algoritma lan perintah abstrak, nanging ing kode alam dhewe, sing bisa menehi pitutur marang kita babagan kita lan jagad iki.
Spesialis ing lapangan iki ngurusi data sing akeh banget (contone, asil urutan genom siji wong njupuk udakara 100 gigabyte). Mula, ngolah macem-macem informasi kasebut mbutuhake pendekatan lan alat Ilmu Data. Logis yen bioinformatika sing sukses kudu ngerti ora mung biologi lan kimia, nanging uga metode analisis data, statistik lan matΓ©matika - iki ndadekake profesine cukup langka lan dikarepake. Spesialis kasebut utamane dibutuhake ing bidang obat inovatif lan pangembangan obat. Raksasa teknologi kaya IBM lan Intel , darmabakti kanggo sinau babagan bioinformatika.
Apa sing dibutuhake kanggo dadi bioinformatika?
- Biologi lan Kimia (tingkat universitas);
- Matstat, aljabar linier, teori probabilitas;
- Basa pemrograman (Python lan R, asring uga nggunakake C++);
- Kanggo bioinformatika struktural: pangerten analisis matematika lan teori persamaan diferensial.
Sampeyan bisa mlebu ing bidang bioinformatika kanthi latar mburi biologis lan kawruh babagan pemrograman lan matematika. Kanggo mantan, nggarap program bioinformatika sing wis siap cocok, kanggo sing terakhir, profil khusus sing luwih algoritma.
Apa sing ditindakake para ahli bioinformatika?
Bioinformatika modern dipΓ©rang dadi rong cabang utama - bioinformatika struktural lan bioinformatika urutan. Ing kasus sing sepisanan, kita ndeleng wong sing lungguh ing ngarep komputer lan mbukak program sing mbantu nyinaoni obyek biologi (contone, DNA utawa protein) ing visualisasi 3D. Padha mbangun model komputer sing bisa kanggo prΓ©dhiksi carane molekul tamba bakal sesambungan karo protein, kaya apa struktur spasial saka protein ing sel, apa sifat molekul nerangake interaksi karo struktur seluler, etc.
Metode bioinformatika struktural digunakake kanthi aktif ing ilmu akademik lan ing industri: angel mbayangno perusahaan farmasi sing bisa ditindakake tanpa spesialis kasebut. Ing taun-taun pungkasan, cara komputer wis nyederhanakake proses nggoleki obat-obatan sing potensial, nggawe pangembangan farmasi dadi proses sing luwih cepet lan luwih murah.
SARS-CoV-2 RNA-dependent RNA polymerase (kiwa), uga asosiasi karo duplex RNA.
Apa genom?
Genom yaiku kabeh informasi babagan struktur hereditas sawijining organisme. Ing meh kabeh makhluk urip, pembawa genom yaiku DNA, nanging ana organisme sing ngirim informasi turun temurun ing wangun RNA. Genom ditularake saka wong tuwa marang bocah-bocah, lan sajrone proses transmisi iki, kesalahan sing disebut mutasi bisa kedadeyan.
Interaksi obat remdesivir karo RNA polimerase RNA sing gumantung saka virus SARS-CoV-2.
Bioinformatika urutan ngurusi tingkat organisasi materi sing luwih dhuwur - saka nukleotida individu, DNA lan gen, nganti kabeh genom lan mbandhingake siji liyane.
Mbayangno wong sing ndeleng ing ngarepe pesawat saka aksara (nanging ora prasaja, nanging asam genetis utawa asam amino) lan katon kanggo pola ing wong-wong mau, nerangake lan ngonfirmasi kanthi statistik, nggunakake cara komputer. Bioinformatika urutan nerangake mutasi endi sing digandhengake karo penyakit tartamtu utawa sebabe bahan-bahan mbebayani nglumpukake ing getih pasien. Saliyane data medis, bioinformatika urutan nyinaoni pola distribusi organisme ing saindenging bumi, beda populasi antarane klompok kewan, lan peran lan fungsi gen tartamtu. Thanks kanggo ilmu iki, bisa nguji efektifitas obat lan sinau mekanisme biologis sing nerangake tumindake.
Contone, thanks kanggo analisis bioinformatika, mutasi sing nyebabake pangembangan fibrosis kistik, penyakit monogenik sing disebabake dening pemecahan gen saka salah sawijining saluran klorida, ditemokake lan diterangake. Lan saiki kita luwih ngerti sapa sing dadi relatif biologis paling cedhak manungsa lan carane leluhur kita manggon ing saindhenging planet. Kajaba iku, saben wong, kanthi maca genome, bisa ngerteni saka endi kulawargane lan saka etnis apa dheweke. Akeh wong manca (, ) lan Rusian (, ) layanan ngidini sampeyan entuk layanan iki kanthi rega sing relatif murah (udakara 20 ewu rubel).
Asil analisis tes DNA kanggo asal lan populasi afiliasi saka MyHeritage.
Asil tes populasi DNA saka 23andMe.
Kepiye carane maca genom?
Saiki, urutan genom minangka prosedur rutin sing bakal biaya sapa wae ewu rubles (kalebu ing Rusia). Kanggo maca genom sampeyan, sampeyan mung kudu nyumbang getih saka vena ing laboratorium khusus: ing rong minggu sampeyan bakal nampa asil rampung kanthi katrangan rinci babagan karakteristik genetik sampeyan. Saliyane gΓ©nom, sampeyan bisa nganalisa gΓ©nom mikrobiota usus: sampeyan bakal sinau karakteristik bakteri sing manggon ing sistem pencernaan, lan uga nampa saran saka ahli nutrisi profesional.
Genom bisa diwaca kanthi nggunakake cara sing beda-beda, salah sijine sing utama saiki yaiku sing diarani "urutan generasi sabanjure". Kanggo nindakake prosedur iki, conto biologi kudu dipikolehi dhisik. Saben sel awak nduweni genom sing padha, mula paling asring getih dijupuk kanggo maca genom (iki paling gampang). Sèl banjur rusak lan misahake DNA saka kabeh liyane. Banjur, DNA sing diasilake dipérang dadi pirang-pirang potongan cilik lan adaptor khusus "dijahit" kanggo saben wong - urutan nukleotida sing disintesis sacara artifisial. Banjur untaian DNA dipisahake, lan untaian untaian tunggal dipasang nganggo adaptor menyang piring khusus sing diurutake. Sajrone urutan, nukleotida berlabel fluoresensi tambahan ditambahake ing urutan DNA. Saben nukleotida kanthi label, nalika ditempelake, ngetokake sinar cahya kanthi dawa gelombang tartamtu, sing direkam ing komputer. Iki carane komputer maca urutan singkat saka DNA asli, kang banjur nglumpuk menyang génom asli nggunakake algoritma khusus.
Conto data sing digarap bioinformatika urutan: keselarasan urutan asam amino.
Ing endi para ahli bioinformatika kerja lan pinten penghasilane?
Jalur bioinformatika sacara tradisional dipΓ©rang dadi rong wilayah utama - industri lan ilmu pengetahuan. Karir minangka ilmuwan bioinformatika biasane diwiwiti kanthi posisi lulusan ing institusi utama. Kaping pisanan, ahli bioinformatika nampa gaji dhasar adhedhasar institute, jumlah hibah sing disedhiyakake, lan jumlah afiliasi-panggonan sing digunakake kanthi resmi. Swara wektu, jumlah hibah lan afiliasi mundak akeh, lan sawise sawetara taun makarya ing lingkungan akademisi, bioinformatician gampang nampa gaji rata-rata (70-80 ewu rubles), nanging akeh gumantung ing rajin lan hard karya. Ahli bioinformatika sing paling berpengalaman bakal mbukak laboratorium dhewe ing bidang spesialisasi.
Ing endi sampeyan sinau babagan bioinformatika?
- Moscow State University - Fakultas Bioengineering lan Bioinformatika
- HSE - Analisis Data ing Biologi lan Kedokteran (Program Magister)
- MIPT - Jurusan Bioinformatika
- Institut Bioinformatika (NPO)
Ora kaya akademi, ora ana wong ing industri sing bakal ngentekake wektu kanggo mulang karyawan babagan katrampilan sing dibutuhake, mula biasane luwih angel. Jalur karir bioinformatika ing industri beda-beda gumantung saka spesialisasi lan lokasi. Rata-rata, gaji ing lapangan iki fluktuatif ewu rubel, gumantung saka pengalaman lan spesialisasi.
Bioinformatika sing misuwur
Sajarah bioinformatika bisa dilacak saka Frederick Sanger, ilmuwan Inggris sing nampa Bebungah Nobel Kimia ing taun 1980 amarga panemune cara maca urutan DNA. Wiwit iku, cara maca urutan wis apik saben taun, nanging metode "Sanger sequencing" dadi basis kanggo kabeh riset luwih lanjut ing wilayah iki.
Miturut cara, akeh program sing digawe dening ilmuwan Rusia saiki digunakake ing saindenging jagad - contone, assembler genom. , - St. Petersburg genome assembler, digawe ing St. Petersburg Institute, mbantu ilmuwan saka kabeh ndonya ngumpul urutan DNA cendhak menyang urutan luwih gedhe kanggo rekonstruksi gΓ©nom asli saka organisme.
Panemuan lan prestasi bioinformatika
Saiki, ahli bioinformatika nggawe akeh panemuan sing migunani. Ora mungkin mbayangake pangembangan obat-obatan kanggo coronavirus tanpa deciphering analisis bioinformatika genom lan kompleks babagan proses sing kedadeyan sajrone penyakit kasebut. Internasional Ilmuwan sing nggunakake genomik komparatif lan metode pembelajaran mesin bisa ngerti apa sing padha karo coronavirus karo patogen liyane.
Ternyata salah sawijining fitur kasebut yaiku penguatan sinyal lokalisasi nuklir (NLS) virus patogen sing kedadeyan sajrone evolusi. Panaliten iki bisa mbantu nyinaoni galur virus sing bisa mbebayani kanggo manungsa ing mangsa ngarep, lan bisa uga nyebabake pangembangan obat pencegahan.
Kajaba iku, ahli bioinformatika duwe peran penting ing pangembangan metode panyuntingan genom anyar, utamane sistem CRISPR / Cas9 (teknologi adhedhasar sistem kekebalan awak. ). Thanks kanggo analisis bioinformatika babagan struktur protein kasebut lan pangembangan evolusioner, akurasi lan efisiensi sistem iki saya tambah akeh ing taun-taun pungkasan, sing ngidini kanthi sengaja nyunting genom saka akeh organisme (kalebu manungsa).
Sampeyan bisa entuk profesi sing dikarepake saka awal utawa Level Up babagan katrampilan lan gaji kanthi njupuk kursus online SkillFactory:
Kursus liyane
Source: www.habr.com