مفهوم المعلوماتية الحيوية

المعلومات الحيوية هي عبارة عن تسلسلات الحمض النووي، و الحمض النووي الريبي ، والأحماض الأمينية لكامل الكائنات الحية بأنواعها المتعددة والضخمة، والتي تشكل بيناتً ضخمة للحفظ والتخزين والتحليل، ويُعد مجال المعلوماتية الحيوية مجالاً فرعيًا يجمع بين علم البيولوجيا وعلوم الحاسوب، إذ يهتم هذا المجال بجمع وتخزين وتحليل ونشر المعلومات الحيوية الضخمة وإدارتها.

تستخدم المعلوماتية الحيوية برامج الكمبيوتر لمجموعة متنوعة من التطبيقات والتحليلات، لا سيما تلك المتعلقة بتحديد وظائف الجينات والبروتينات، وإنشاء العلاقات التطورية بين الكائنات الحية ودراستها بشكل أسهل، والتنبؤ بالأشكال ثلاثية الأبعاد للبروتينات التي تتخذها داخل الخلية والتي تجعلها جزيئًا ذو وظيفة.

تطور المعلوماتية الحيوية

كان نمو المعلوماتية الحيوية مشروعًا عالميًا، حيث تم إنشاء شبكات الكمبيوتر و قواعد البيانات التي سمحت بالوصول إلى المعلومات الحيوية أو البيانات البيولوجية بسهولة تامة، ومكنت العلماء والباحثين من جميع أنحاء العالم من تطوير برامج وقواعد بيانات ومعلومات لتحليلها بسرعة وسهولة.

تهدف العديد من المشاريع الدولية إلى توفير قواعد بيانات الجينات والبروتينات أصبحت الآن متاحة مجانًا للمجتمع العلمي بأسره عبر الإنترنت، ويستخدم خبراء المعلوماتية الحيوية الآن برامج معقدة لاسترجاع بيانات تسلسل الحمض النووي والبروتين وفرزها وتحليلها والتنبؤ بها وتخزينها ليتم مراجعتها وتحليلها من قبل العلماء والباحثين والأطباء.

الأدوات وقواعد بيانات المعلوماتية الحيوية

الأدوات الرئيسية لخبير المعلومات الحيوية هي برامج الكمبيوتر والإنترنت، والنشاط الأساسي هو تحليل تسلسل الحمض النووي والبروتينات باستخدام برامج وقواعد بيانات مختلفة متاحة على الإنترنت، ويمكن لأي شخص من الأطباء إلى علماء الأحياء الجزيئية، الذين لديهم إمكانية الوصول إلى الإنترنت والمواقع ذات الصلة أن يكتشفوا بحرية تكوين الجزيئات البيولوجية مثل الأحماض النووية والبروتينات باستخدام أدوات المعلومات الحيوية الأساسية، ومن الأمثلة على أدوات المعلوماتية الحيوية واسعة الاستخدام عبر الإنترنت ما يأتي:

Blast

تقوم أداة Blast بإيجاد مناطق التشابه والتطابق بين سلسلتين من سلاسل الحمض النووي، حيث تعمل هذه الأداة على المقارنة بين سلاسل النوكليوتيدات أو البروتينات للتسلسلات المحفوظة في قواعد البيانات.

UniProt

تعتبر UniProt قاعدة بيانات مهمة ومجانية وواسعة شاملة وعالية الجودة، والتي تقوم بحفظ كامل تسلسلات الأحماض الأمينية للبروتينات مع معلومات شاملة عنها.

DNA Data Bank of Japan

تجمع هذه القاعدة البيانية الضخمة تسلسل النوكليوتيدات، لدعم الأنشطة البحثية في العلوم البيولوجية.

أثر المعلوماتية الحيوية على علم الجينوم

أُعلن عام 2003م في شهر إبريل عن إنهاء مشروع الجينوم البشري والذي تم البدء به منذ أكتوبر عام 1990م، ولأول مرة بفضل هذا الإنجاز العظيم، أصبح بإمكاننا قراءة التسلسل الجيني الكامل للحمض النووي البشري، والذي يعد إنجازًا بارزًا للمعلوماتية الحيوية، إذ يعتبر المشروع الجيني الأول، والذي تلاه البدء بمشروعات أخرى للكائنات الحية الأخرى وأنواع متعددة من البكتيريا.

تطبيقات عملية على المعلوماتية الحيوية

بغض النظر عن تحليل بيانات تسلسل الجينوم الضخمة، تُستخدم المعلوماتية الحيوية الآن في مجموعة واسعة من المهام المهمة الأخرى، ومنها ما يأتي:

تحليل مستويات التعبير الجيني والاختلاف بينهم، والتحليل والتنبؤ بشكل ووظيفة الجين والبروتين.
التنبؤ والكشف عن كيفية تنظيم الجينات لأعمالها داخل الخلايا.
محاكاة البيئة البيولوجية داخل الخلية.
عرض وتحليل التفاعلات الجزيئية داخل الخلايا من أجل فهم تفاعلات الأمراض الجينية .
تصميم بادئات تضاعف الأحماض النووية (primers)، والتي تستخدم مخبريًا من قبل الباحثين في تضخيم الحمض النووي في الفحوصات والتجارب مثل تفاعل البلمرة المتسلسل PCR.
تصميم الأدوية؛ فللمعلوماتية الحيوية دور أساسي في البحوث الصيدلانية، وخاصة في مكافحة الأمراض المعدية والأمراض الجينية، وفي تطوير اللقاحات.
تطوير الطب الشخصي، بحيث تتكيف العلاجات مع الجينات التي يتفرد بها كل شخص.
تطوير العديد من العلاجات المتقدمة كالعلاج الجيني.
تطوير محاصيل زراعية أقوى تكون قادرة على مقاومة الجفاف والآفات الحشرية، عن طريق الاستفادة من البيانات الجينومية الخاصة بالنباتات.

المعلوماتية الحيوية الطبية

تُعد المعلوماتية الحيوية الطبية علمًا ناشئًا جديدًا يجمع بين المعلوماتية الحيوية، والمعلوماتية الطبية، وتكنولوجيا المعلومات والرياضيات والعلوم التكنولوجية العلمية الأخرى كعلم البروتين، وعلم الجينوم، وعلوم الأيض، و علوم الأدوية ، وغيرها من العلوم المهمة.

منذ منتصف القرن العشرين، تم اقتراح استخدام المعلوماتية الحيوية في علم السموم السريرية الطبية والعلوم السرطانية، ليصبح بالإمكان تطوير العديد من العلاجات الجينية للمرضى بشكل مستهدف، وتطوير الأدوية بشكل خاص للأفراد طبقًا للجينوم الخاص بهم.

2023-12-1938تعليم

مزيد من المشاركات

صيد القطا

طائر القطا يعتبر القطا من الطيور البرية المهاجرة والتي تعيش على شكل مجموعات في الأماكن التي تتواجد فيها المياه، كونه من الطيور التي لا تعيش إلا بتوفر المياه حتى لو اضطر للسفر لمسافات طويلة. ينتشر طائر القطا في كل من مناطق شمال إفريقيا، ومناطق الشرق الأوسط، كما يتميّز بحس مدهش وسرعة انتباه عالية، ويتنقّل بأعداد كبيرة لمسافات تصل لقرابة (50) كيلومتراً بحثاً عن الحفر التي تحتوي على المياه. كما يتميّز بقدرته على الاحتفاظ بالماء داخل ريش البطن لسقايّة صغار القطا، بالإضافة إلى أنه قصير الأرجل

كلام شوق وحنين

أحياناً تعجز الكلمات عن وصف مشاعر مكبوتة داخلنا لأشخاص نشعر بالشوق والحنين لهم، ابتعدوا عنا وتركوا أجمل وأروع الذكريات، فنجد أنفسنا مليئةً بالمشاعر التي ليس هناك طريقة لإخراجها سوى الكتابة والتعبير، لهذا نورد لكم هنا أجمل كلمات شوق وحنين نهديها لهم. يغيب البعض، وهم حاضرون في أذهاننا، أكثر من وقت حضورهم في حياتنا. ضاع عمري مرتين، مرة قبل أن ألقاك، والثانية عندما لم أعد ألقاك. لا يألفه غيرك، لا يشعر به إلا وجدانك، إنّه وجه ذلك الإنسان الذي سبّب لك هذا الشعور اللامألوف في نفسك. أحبّك جداً لا

أهمية الحرية في حياة الفرد والمجتمع

أهمية الحرية في حياة الفرد والمجتمع تتسم الحرية بأهمية كبيرة في حياة الفرد والمجتمع ، وفيما يأتي تفصيل لأهميتها: الارتقاء بالأفراد والمجتمعات ودعم نهضة الأمم تُعبر الحرية عن كل شيء يقوم به الإنسان ولا يضر الآخرين، وهي ضرورية لتنمية الشخص وتقوية علاقته مع المجتمع، ويكمن سبب العلاقة الوطيدة بين حرية الفرد والمجتمع بما يلي: يمتلك كل فرد من أفراد المجتمع الحر الحرية الكاملة في تعزيز القدرات الإبداعية في المجتمع ودعمها. تعتمد تنمية المجتمع ونهضته على التعاون بين الأفراد للوصول إلى الإبداع واكتشاف

أفضل لاعب كرة قدم لعام 2020

لم يكن هناك حفل لتوزيع جوائز أفضل لاعب في عام 2020 بسبب فايروس كورونا ، لذا لا يوجد ترتيب عند عرض أفضل لاعبي كرة القدم لعام 2020. روبرت ليفاندوفسكي حصل روبرت ليفاندوفسكي على جائزة الهداف في كل من الدوري الألماني ودوري أبطال أوروبا لعام 2020، وصاحب 32 عام ساعد فريقه بايرن ميونخ في الحصول على لقبين في ألمانيا وآخر في دوري أبطال أوروبا، حيث سجل خلال عام 2020، 55 هدفاً وساهم في 10 تمريرات حاسمة في 47 مباراة، حيث تم تصنيفه من قبل صحيفة ماركا أنه أفضل لاعب لعام 2020. كريستيانو رونالدو تمكن كريسيانو

دولة فلسطين

فلسطين فلسطين المحتلّة هي عبارة عن دولة عربية تقع في قارة آسيا، وهي دولة تعرّضت للاحتلال الصهيوني الإسرائيلي، ولا تزال تُعاني من تسلط اليهود ومحاولاتهم المتكرّرة لهدم المسجد الأقصى. تُعتبر فلسطين من الدول العربية التي تحتل مكانةً متميّزة عند العرب والمسلمين، وذلك لأنها تحتوي على المسجد الأقصى الذي هو أولى القبلتين وثالث الحرمين الشريفين؛ حيث أشار الرسول إلى المسجد الأقصى في الحديث الشريف وقال:" لا تشدّ الرحال إلا إلى ثلاثة مساجد: المسجد الحرام، ومسجدي هذا، والمسجد الأقصى". تتكون جغرافيا فلسطين

فوائد الفطريات للإنسان

الفطريّات هي كائناتٌ حيةٌ دقيقةٌ غير متحرّكة، حقيقية النواة، وغير ذاتية التغذية، لذا فإنها تعيش على بقايا النباتات أو الحيوانات الميتة، أو قد تتطفّل على عوائل حيّة حيوانية أو نباتية، وتنتشر الفطريّات بصورةٍ كبيرة، لا سيما في الأماكن ذات الرطوبة والحرارة الجيّدتين لنموها، كالمياه العذبة أو المالحة، والتربة، والهواء، ولهذه الكائنات فوائد تعود على النباتات، حيثُ تخلّصها من المواد العضوية الموجودة في التربة وتحللها إلى مواد بسيطة، تستطيع النباتات امتصاصها، كما لها العديد من الفوائد للإنسان، والتي

إدارة النفايات الكهربائية والالكترونية (مشروع أردني)

ما هو مشروع إدارة النفايات الكهربائية والإلكترونية؟ هو أحد مكونات مشروع (POPs) في الأردن، وهو مشروع تقوم به وزارة البيئة الأردنية بالتعاون مع برنامج الأمم المتحدة الإنمائي (UNDP)، ويهدف المشروع إلى حماية البيئة عن طريق الإدارة المتكاملة والسليمة للنفايات الخطرة، والنفايات الإلكترونية، ونفايات الرعاية الصحية، والنفايات البلدية الصلبة، والذي سيحد من انبعاث الملوثات العضوية الثابتة من نوع ثاني أكسيد الكربون ، والإيثرات ثنائي الفينيل متعددة البروم، بالإضافة إلى الملوثات العضوية الثابتة ، وغير

ما لقب عمر بن الخطاب

عمر بن الخطّاب هو أمير المؤمنين؛ عمر بن الخطّاب بن نُفيل بن عبد العزّى بن رياح بن قرط بن رزاح بن عدي بن كعب بن لؤي، ويُكنّى بأبي حفص القرشيّ العدويّ، و أمّه هي: حنتمة بنت هشام بن المغيرة بن عبد الله بن عمر المخزوميّة رضي الله عنها، وهي أخت أبي جهل ، وقد أعَزّ الله -تعالى- الإسلام بإسلام أمير المؤمنين عمر بن الخطّاب -رضي الله عنه- وهو ابن سبعٍ وعشرين سنة، وكان ذلك في شهر ذي الحِجّة من السنة السادسة من بعثة النبيّ محمّد صلّى الله عليه وسلّم، حيث كان إسلامه فتحاً عظيماً ونصراً للإسلام والمسلمين.