تعرف على أهم إستخدامات المعلوماتیه الحیویه

المعلوماتیه الحیویه تشمل عده تطبیقات حیویه هامه فی مقدمتها الحواسیب والادوات التقنیه وقواعد البیانات بهدف معالجه المشکلات البیولوجیه، وعاده ما تستخدم مناهج المعلوماتیه الحیویه فی التجارب الهامه التی تنتج حزم البیانات الضخمه، وتعتبر الدراسات الجینومیه (Genomics) وعلم البروتینات الوراثیه (Proteomics) من أهم الفروع التی تستفید من المعلومات الحیویه.

تعرف على أهم إستخدامات المعلوماتیه الحیویه والدراسات الجینومیه هى التی تعتمد على دارسه الجینوم وتحلیله، والجین هو عباره عن الماده الوراثیه فی الوحده الوظیفیه والمادیه للصفات الوراثیه التی تنتقل من الآباء إلى الأبناء من جیل إلى جیل، وتحمل سلاسل من الحمض النووی (DNA). ویمکن تحلیل شیفره المعلومات الوراثیه والصفات الحمضیه من خلال نسخ الحمض النووی الریبوزی (RNA) الموجود داخل الجین.

أما علم البروتینات الوراثی وهو احد أضلاع المعلوماتیه الحیویه الهامه، فهو عباره عن تحلیل حزمه کامله من البروتینات، والتی یدل علیها الجینوم او النسیج او الخلیه أو حتى کائن حی فی وقت محدد. لیس هذا فقط بل هناک العدید من الفروع البیولوجیه الهامه التی تلجأ للمعلوماتیه الحیویه مثل دراسه النسخ الوراثیه والدراسات الإستقلابیه، وکل هذه التطبیقات الهامه من المعلوماتیه الحیویه تسعى لتبسیط الانظمه البیولوجیه المعقده.

ویطلق علماء الاحیاء على الثوره المقبله من المعلوماتیه الحیویه مصطلح (بیولوجیا الأنظمه)، وهى عباره عن أسلوب لعلاج المشاکل البیولوجیه الحدیثه الأکثر تعقیداً، وتشمل بیولوجیا الأنظمه مزج علم البروتینات الوراثی والمعلوماتیه الحیویه مع معلومات الدراسات الجینیه، وذلک بهدف الوصول إلى رؤیه متکامله ومنظمه للکیان البیولوجی.

تاریخ المعلوماتیه الحیویه

وأول من إکتشف المعلوماتیه الحیویه هى مارغریت دایهوف عام ۱۹۶۸ وفریقها، حیث إکتشفت تسلسلات البروتینات التی تحمل إسم “أطلس تسلسل الجینوم وبنیته”، وقامت بتطبیق أول تجربه فی المعلوماتیه الحیویه للبحث عن التشابه فی تسلسلات الجینوم لإکتشاف أصل جین فیروسی.

ومن بعدها تم إستخدام أول برنامج حاسوب متخصص فی البحث عن التشابه فی تسلسلات الجینوم وهو یحمل إسم (FASTP) للتاکید على ان محتویات (v-sis) وهو الجین الذی یسبب مرض السرطان، متشابه جداً مع الجین الخلوی (PDGF)، وقد أعطت هذه الدراسه أفکار هامه فیما بعد لعلماء الاحیاء الذین یجتهدون للکشف عن الطریقه التی تجعل هذا التسلسل الفیروسی یسبب السرطان، وقد کان هذا البرنامج الحاسوبی نقطه إنطلاق للمعلوماتیه الحیویه فی بیولوجیا الانظمه.

وبنفس نمو المعلوماتیه الحیویه، کان النمو فی تکنولوجیا الحمض النووی الریبوزی منقوص الاکسجین (DNA  وقد أحدث تطویر أجهزه المیکروسکوب فی القرن السادس عشر نقله نوعیه اخرى فی العلوم البیولوجیه، حیث تمکن العالم أنطون فان لیوینهوک من النظر وفحص الخلایا للمره الاولى، وقد أدى کل هذا التطور للنمو المتسارع فی المعلوماتیه الحیویه من خلال تطور تسلسلات الجینوم التی توجد فی المخزن العام للسلاسل النیوکلیوتیدیه (GenBank).

تحتاج المعلومات الخاصه بوصف التسلسلات الجینیه إستخدام حواسیب وتصمیم تطبیقات لحفظها، حتى ان هذه التسلسلات الحینومیه قد باتت مشاریع هامه فی محطات أساسیه للکثیر من تجارب المعلوماتیه الحیویه، ومن أنجح هذه المشاریع هو تسلسل الجینی البشری، بجانب العدید من المشروعات الاخرى التی تم تفیذها او التی ما زالت قید الإختبار.

وتشیر المعلومات ان اول سلسله جینات تم إکتشافها هو جینات الفیورسات (i.e., the phage MS2) وجینات البکتریا، بالإضافه إلى البکتریا المستدیمه النزلیه (Haemophilus influenzae Rd وهى تعتبر أول کائن حى تم إستخراج تسلسل الجینوم الخاص به وتخزینه فی بنک بیانات التسلسل العام، ولکن هذا الإکتشاف لم یحدث ثوره علمیه مثل إکتشاف تسلسل الجینی البشری، ولکن هذا یشیر إلى ان إکتشاف وإستخراج تسلسلات الجینات الاخرى ستکون محطه هامه ورئیسیه فی المعلوماتیه الحیویه.

وحتى یصل علماء الاحیاء لتفسیر واضح للمعلوماتیه الحیویه، یجب أن یقوموا بالتحلیل المقارن للتسلسلات الجینومیه، ومن المعاییر الهامه للقیام بهذه التحالیل هو إستخدام قواعد البیانات الخاصه بالتسلسلات (GenBank)  المتوفره للجمیع، هذه القواعد التی خزن علماء الاحیاء والبیولوجیا معلومات التسلسلات الجینیه علیها، التی بدونها ستکون معظم المعلومات والبیانات التی تم الحصول علیها من مشروع تسلسل الجین غیر متوفره.

تعتمد المعلوتیه الحیویه فی مستقبلها على دمج حزمه کبیره من مصادر المعلومات مثل المعلومات السریریه، والبیانات الجینیه، مع اللجوء للاعراض الجانبیه للامراض حتى یمکن التنبؤ بالطفرات الوراثیه التی قد تحدث والعکس، هذا بجانب ان دمج البیانات الجغرافیه (جی بی إس) التی تتمثل فی رسومات الخرائط والظروف المناخیه والطقسیه، إضافه إلى معلومات صحه المحاصیل الزراعیه ومعلومات الجینات الوراثیه، کل هذا سیعطی للعلماء فکره وتوقع صحیح لنتائج صحیحه للتجارب الخاصه بالزراعه، هذا بالإضافه لطریق آخر هام وواسع لإستخدام المعلوماتیه الحیویه، ألا وهو الدراسات الجینیه المقارنه.

وتستخدم الحواسیب الأسرع والتحسینات التکنولوجیه فی مساحه الذاکره التخزینیه للقرص الصلب وزیاده عرض المجموعه الترددیه فی علاج العقبات التقنیه التی تعترض طریق المعلوماتیه الحیویه، ولکن من اهم التحدیات التی تواجه نمو المعلوماتیه الحیویه فی الوقت الراهن، هو قله أعداد الباحثین.

لقد تسبب قله أعداد الباحثین فی التخصصات لوجود ثغرات أکیده فی التعرف على المعلوماتیه الحیویه فی مجال الأبحاث، ولکن التحدی الاهم اما الباحثین فی مجال المعلوماتیه الحیویه هو إیجاد طریقه لعمل مقارنه الملاحظات البیولوجیه الاکثر تعقیداً مثل أشکال التغیر الجینی، وتسلسلات البروتینات على الحاسوب، إذ ینحصر مشروع المعلوماتیه الحیویه فی إیجاد طریقه یمکن من خلالها تحویل الملاحظات والبیانات البیولوجیه الحیویه إلى صیغ یمکن لجهاز الکمبیوتر قراءتها بسهوله.

وما سبق شرحه، یعتبر التحدی الأصعب والأکثر تعقیداً، لأن علم البیولوجی من أکثر العلوم المعقده، ولهذا یمکننا أن نؤکد ان مجال المعلوماتیه الحیویه سیواجه فی المستقبل عقبات صعبه تتمثل فی طریقه إستبدال التشکیلات الملموسه مثل صحه المحاصیل الزراعیه وسلوکیات والصوره البیانیه الکهربائیه للقلب، إلى نماذج یستطیع الکمبیوتر قراءتها وتخزینها، کما حدث بالضبط مع سلسله البلوک تشین التی تعتبر القاعده الأساسیه لکافه العملات الرقمیه المشفره والتی استطاع الکمبیوتر أن یتعامل معها بذکاء بالغ واحترافیه کامله. طالع المزید عن کل ما یخص العملات الرقمیه وفی مدقمتها عمله لایتکوین المشفره من خلال موقع أراب فاینانشیال الذی یعتبر دلیل عربی متکامل عن کل مجالات الإستثمار فی العملات الرقمیه أو غیرها.

تداول مع اراب فاینانشیال واکسب الخبره فی تداول العملات الالکترونیه!