Genomika fanidan tayyorlagan mustaqil ishi

TERMIZ DAVLAT UNIVERSITETI
TABIIY FANLAR FAKULTETI
BIOLOGIYA TA'LIM YO’NALISHI
2-BOSQICH 321 - GURUH TALABASI
BOLTAYEVA LOLAning
GENOMIKA FANIDAN TAYYORLAGAN
MUSTAQIL ISHI


Termiz 2023 – yil

BIOINFORMATIKA VA GENOMIKA FANLARI KELAJAGI, GENETIK INFORMATSIYALAR BANKI

REJA :
1. Bioinformatika fanining maqsadi va uning genomika fani rivojlanishidagi ahamiyati.
2. Odam genomini to’la yechilishidagi algoritmik dasturlar ahamiyati.
3. Bioinformatika va genomika fanlari kelajagi, genetik informatsiyalar banki.
XXI asrning boshlanishi molekulyar biologiya va bioinformatika sohasida erishilgan ulkan yutuqlar bilan sharaflidir. DNKning alohida qismlarining va turli ko‘rinishdagi organizmlarning keng ko‘lamdagi genom ketma-ketliklarini ma’nosini ochishga imkon beruvchi DNK asosining ketma-ketliklarini aniqlash uchun avtomatlashtirilgan tizimlarni yaratilishini haqli ravishda muhim deb hisoblash mumkin. (Venter et al, 2001.)Inson genomlarini, hayvonlar, o‘simliklar, bakteriyalar va viruslar genomlarini sekvenirlash bo‘yicha keng ko‘lamdagi loyihalarni amalga oshirish nukleotid ketma-ketliklar to‘g‘risidagi axborotlar hajmini bamisoli ko‘chkisimon o‘sishga olib keldi [http://www.ncbi.nlm. nih.gov/Genbank/ genbankstats.html] Genetik molekulalarning vazifalari va ularning tuzilishi haqidagi bilimlarning to‘planishi va umumlashtirilishi, ularning tahlili molekulyar genetikaning postgenom davridagi birmuncha muhim muammolari sirasiga kiradi. Ma’lumotlar bazasida to‘plangan ilmiy tajriba axborotlar va DNK ketma-ketliklari tahlili asosida kompyuter dasturlari yordamida yangi genlarning vazifaviy qisqa ma’lumoti ushbu muammoni echishga yondashuvlardan biridir. So‘nggi 10-15 yillar mobaynida ilmiy jamiyatlar DNK ketma-ketliklarini to‘plashga kuchli e’tibor qaratmoqdalar va taxminan 310 nukleotid juftdan iborat bo‘lgan inson genomining aniqlangani ushbu faoliyatning cho‘qqisi bo‘ldi [Venter et al, 2001] Ayni paytda ma’lumotlarning asosiy molekulyar-genetik bankida [EMBL, GenBank, DDBJ] mikroorganizmlar to‘la sekvenirlangan 180 ta genomlari va inson genomlarini ham qo‘shganda o‘nlab eukariot genomlar to‘g‘risida ma’lumotlar to‘plab bo‘lingan, boz ustiga aniqlangan ketma-ketliklar hajmi shitob bilan o‘sib bormoqda.[http://www.ncbi.nhn.nih.gov/genomes/ MICRO-BES /Complete.html] Fan uchun, tibbiyot va inson hayotining boshqa jabhalari uchun olingan axborotlar qiymatini ortiqcha baholab bo‘lmaydi. Biroq, ushbu axborotdan samarali foydalanish uchun uning biologik mazmunini tushunish, ketma-ketlik vazifasini belgilash, ularning tartibga solishdagi rolini va o‘zaro tadrijiy munosabatlarini aniqlash zarur. Ayni paytda 63 ulkan miqdordagi DNK ketma-ketliklari va aminokislotalar ulkan mehnat talab qilgani va salmoqli qiymatga ega bo‘lgani bois, ularni izlash, qiyoslash, xaritalash uchun ilmiy tajriba uslublarni shunchaki to‘g‘ridan-to‘g‘ri qo‘llab bo‘lmaydi. Birinchi navbatdagi vazifa zamonaviy kompyuter texnologiyalariga biopolimerlarni jalb etish va DNK, RNK va oqsillar kabi genetik makromolekulalar ketma-ketligini tahlil qiluvchi kompyuter dasturlari va matematik algoritmlar yaratishdan iborat. SHaxsiy kompyuterlarda genetik ma’lumotlarni tahlil qilish dasturidan foydalanishning qulayligi va ulkan hajmdagi ma’lumotlarga ishlov berish imkoniyati bioinformatiklarning tajriba ishida zarur vosita bo‘lib xizmat qiladi. Tirik hujayralarda o‘tayotgan barcha molekulyar jarayonlar to‘g‘risidagi bilimlarga to‘la ega bo‘lmaganligimiz bois, DNK, RNK va oqsillar ketma-ketligini tahlil qilish uchun matematik uslublar tajribaviy uslublarning o‘rnini bosa olmaydi. Biroq kompyuter uslublarida ixtisoslashgan ma’lumotlar bazasida to‘plangan DNK ketma-ketliklari to‘g‘risidagi ulkan miqdordagi ilmiy tajriba ma’lumotlar genomlar tuzilishi va tadriji haqidagi sifat jihatdan yangi bilimlarni olishning imkonini beradi. [Kanehisa and Bork, 2003; Galperin, 2004]Aynan genom ma’lumotlarining statistik tahlili asosida genetik axborotni tashkil etish to‘g‘risidagi yangi bilimlarga ega bo‘lish mazkur ishda tavsiya etilgan kompyuter tadqiqotlarining asosiy maqsadidir. XXI asrning boshlarida DNK va oqsillar ketma-ketligining tuzilishi va xossasini o‘rganishga yo‘naltirilgan dasturiy mahsulotlarning keng doirasi yaratildi. [Kolchanov, 1988; Wang et al, 1999; Pevzner, 2000; Momit, 2001; Koonin and Galperin, 2002]Bu dasturlarga joylashtirilgan ko‘plab algoritmlar texnikasini biopolimerlar ketma-ketligini qurishda statistik xossalar va qonuniyatlarni tadqiq qilish uchun diskret matematikada [Gusfield, 1997] hamda matematik statistika va ehtimollar nazariyasida qo‘llash muhim ahamiyat kasb etadi. Ketma-ketliklar o‘zgarishining tadrijiy cheklovini hisobga oluvchi matematik baholash yordamida genetik ma’lumotlar murakkabligining tahlilini o‘tkazish muhim muammolardan biridir. Eukariot genlari ta’sirliligini tartibga soluvchi ketma-ketliklar genomida kompyuter tadqiqotini o‘tkazish va izlash muammosi birmuncha muhimdir. Ketma-ketliklarni tartibga soluvchi ma’lumot murakkabligining miqdoriy tahlili va ma’lumotiy tashkillashuvini har taraflama tadqiq qilish uchun zamonaviy Internetbop kompyuter dasturlarini yaratish zarur.[Durbin et al, 1998; Ewens and Grant, 2001] Bugungi kunda birmuncha to‘la bo‘lgan molekulyar-biologik resurslarni [GenBank, EMBL], ixtisoslashgan ma’lumotlar bazasini ham e’tiborga olgan holda, gen ta’sirliligini [TRRD, TRANSFAC, EPD] tartibga solish bo‘yicha DNK ketma-ketliklari to‘g‘risidagi ma’lumotlarga ishlov berish dolzarb bo‘lib qolmoqda. Tavsiya etilayotgan dissertatsiya ishida genetik ma’lumotlarni statistik tahlilida yangi kompyuter uslublarini ishlab chiqish va qo‘llash, genomli DNKlardagi tartibiga solinuvchi joylarni va vazifaviy saytlarni oldindan aytish, genomlardagi takrorlanishlarni izlash va ularning tuzilmasini tahlil qilish kabi vazifalar qo‘yilgan. 64 Eukariot genlarni tartiblovchi ketma-ketliklarni aniqlash va uning vazifaviyqisqa mazmuni "post¬genom" davriga kirgan molekulyar biologiya uchun muhim ahamiyat kasb etadi. Ko‘plab tadqiqotchilar nazdida ommaviy sekvenirlash davriga qadar vazifaviy sohasi bir ma’noli bo‘lib, o‘ta oddiy tuzilmaga ega bo‘lgan. Aslida esa DNK ketma-ketligi bo‘yicha vazifalarni aniqlash muammosi birmuncha murakkab bo‘lib, genetik ma’lumotni kodlashning ma’nodosh bo‘lmagani bilan bog‘liqdir.[Frank-Kamenetskiy, 1990; Pevzner, 2000] Tartiblovchi oqsillar bilan bog‘liq bo‘lgan DNK maydonlari u qadar ma’nodosh emas. Ularni nukleotid ketmaketlikdan izlash birmuncha murakkab vazifa hisoblanadi.