Výpočetní biologie

Výpočetní biologie  je mezioborový přístup, který využívá pokroky v informatice (a práci na počítači ), aplikované matematice a statistikách k řešení problémů prezentovaných biologií . Hlavní oblasti v biologii, které používají tyto metody, jsou:

• Bioinformatika  - Aplikuje strojové algoritmy a statistické metody na biologické datové soubory , typicky sestávající z velkých množství DNA , RNA asekvencí proteinu . Pokud mluvíme o konkrétních příkladech, pak se jedná o porovnávání sekvencí (využívá se jak pro vyhledávání sekvence v databázi , tak pro porovnávání homologních řetězců), vyhledávání genů a predikci genové exprese . Jedná se o velmi rozsáhlou vědeckou oblast; termín „computational biology“ často působí jako synonymum pro bioinformatiku, což není zcela správné.

• Computational biomodeling , podobor biokybernetiky , který se zabývá budováním výpočetních modelů biologických systémů.

• Computational genomics , obor genomiky , který studuje genomy buněk a organismů pomocí vysoce výkonného genomového sekvenování (které vyžaduje značné následné zpracování - tzv. genomické sestavení ), a které využívá metodu DNA microarray ke statistické analýze exprimovaných genů v konkrétních typech buněk.

• Molekulární modelování , obor studia, který zahrnuje teoretické a výpočetní metody k modelování nebo simulaci chování molekul a molekul v nejširším slova smyslu – sestávající z několika atomů až po „obří“ biologické řetězce.

• Systémová biologie , která si klade za cíl modelovat úplné biologické sítě interakce (pro celou buňku nebo dokonce celý organismus), často používá diferenciální rovnice .

• Predikce struktury proteinů a strukturální genomika  jsou pokusy systematicky vypočítat přesné trojrozměrné modely proteinových struktur, které dosud nebyly experimentálně získány.

• Výpočtové podoblasti biochemie a biofyziky , které ve velké míře využívají strukturální modelování a simulační metody, jako je molekulární dynamika nebo Boltzmannova metoda vzorkování (založená na metodě Monte Carlo ), ve snaze osvětlit kinetiku a termodynamiku funkcí proteinů .
• Neurobiologie  je vědní obor, který studuje roli neuronových sítí v mozku. Teoretické základy neurovědy nastínil kanadský vědec Donald Hebb v knize The Organization of Behavior (1949) [1] .

Viz také

• Mezinárodní společnost pro počítačovou biologii
• umělý život

Poznámky

1. ↑ Masland, 2021 , str. 157.

Literatura

• Richard Musland. Jak to vidíme? Neurobiologie zrakového vnímání = Richard Masland. Víme to, když to vidíme: Co nám neurobiologie vidění říká o tom, jak myslíme. — M .: Alpina Publisher , 2021. — 304 s. — ISBN 978-5-9614-7248-6 .
• Donald O. Hebb Organizace chování . 1949. John Wiley & Sons. ISBN 978-0-471-36727-7