I. Genomik va proteomik ma'lumotlar bazalari bilan ishlash

Kurs ishi obyekti va predmeti. Tadqiqot ishimizning obyekti Bioinformatsion ma’lumotlar bazasi va ularning turlari kategoriyasi hisoblanadi.
Kurs ishi maqsadi: Mazkur tadqiqot ishining asosiy maqsadi Bioinformatsion ma’lumotlar bazasi va ularning turlarini tadqiq qilishdan iborat.
Kurs ishi tuzilmasining tasnifi. Kurs ishi kirish, 5 rejadan tashkil topgan asosiy qism, ilovalar, xulosa va foydalanilgan adabiyotlar ro‘yxatidan iborat.
I. Bioinformatika: hozirgi holat va istiqbollar
XX asr oxiri – XXI asr boshlarida molekulyar biologiya va genetikaning jadal rivojlanishi juda ko'p eksperimental ma'lumotlarning to'planishiga olib keldi, birinchi navbatda DNK, RNK va oqsillar ketma-ketligi, raqamli biologik tasvirlar va signalizatsiya tarmoqlarining tuzilmalari, ularni saqlash va tahlil qilish. tegishli dasturiy ta'minotdan foydalanmasdan mumkin emas. Axborot texnologiyalari biologlar tomonidan, masalan, olingan ma'lumotlarni statistik qayta ishlash uchun ilgari ishlatilgan bo'lsa-da, molekulyar biologiyaning gullab-yashnashi biologlarga biologik ma'lumotlarni qayta ishlashning muayyan muammolarini hal qilish uchun maxsus vositalarga muhtoj bo'lishiga olib keldi.¹ BIning mustaqil fan sohasi sifatida paydo bo'lishi aynan shu bilan bog'liq.² Hozir ham molekulyar biologiya va genetika sohasidagi ko'pchilik tadqiqotchilar eksperimentni rejalashtirish va olingan eksperimental ma'lumotlarni qayta ishlash bosqichida bioinformatika vositalaridan foydalanadilar. Bundan tashqari, aniq biologik muammolarni hal qilish uchun BIni qo'llashga asoslangan juda ko'p nashr etilgan asarlar mavjud. Ehtimol, kelajakda biologiyani tubdan boshqa darajaga olib keladigan turli xil murakkablikdagi biologik tizimlarni kompyuterda simulyatsiya qilish mumkin bo'ladi. Birinchi bakterial genom 1995 yilda to'liq ketma-ketlikda bo'lgan. O'shandan beri DNK sekvensiyasi texnikasining rivojlanishi tufayli ko'plab tirik organizmlar, jumladan, odamlar, shimpanzelar, bir nechta o'simlik turlari, Drosophila, novvoy xamirturushlari va ko'plab bakteriyalar genomlarining nukleotidlar ketma-ketligi aniqlandi.³
BI nuqtai nazaridan, har qanday tirik organizmning genomi to'rt xil nukleotidlardan (A, T, G va C) iborat uzunlikdagi 106 (bakteriyalar) dan 1011 (ba'zi o'simliklar) belgilar (nukleotidlar) ketma-ketligidir. . Shubhasiz, foydalanuvchilar o'zlarini qiziqtirgan ma'lum bir organizm genomining hududini osongina topishlari mumkin bo'lgan genomik ma'lumotlar bazalarini yaratish allaqachon juda qiyin vazifadir [6]. Biroq, hozirda Internetda turli xil genomlarning nukleotidlar ketma-ketligi bilan ishlash imkonini beruvchi juda ko'p ma'lumotlar bazalari mavjud. Ularda saqlanadigan ma'lumotlarning turiga ko'ra, barcha ma'lumotlar bazalari arxiv, kuratsiyalangan va birlashtirilganga bo'linadi.⁴ Ulardan birinchisida har qanday foydalanuvchi o'zi belgilagan ketma-ketlikni ularning haqiqiyligini tekshirmasdan qo'shishi mumkin. Shunga ko'ra, bunday ma'lumotlar bazasi to'liqroq, ammo kamroq ishonchli bo'ladi. Nazorat qilinadigan ma'lumotlar bazasiga yangi ketma-ketlik taqdim etilganda, ketma-ketlikning o'zi ham, uning tarkibida topilgan genlar va tartibga soluvchi ketma-ketliklarning ishonchliligi baholanadi. Shuning uchun bunday baza yanada ishonchli bo'ladi. Uchinchi turdagi, NCBI Entrez kabi integratsiyalashgan ma'lumotlar bazalari ko'plab arxivlangan va tanlangan ma'lumotlar bazalarida qidirish imkoniyatlarini ta'minlaydi. Bundan tashqari, ma'lumotlar bazalarini faqat bitta turning genom ketma-ketligini saqlaydigan maxsus ma'lumotlar bazalariga bo'lish mumkin, ammo bu genom haqida batafsilroq ma'lumot beriladi (masalan, Drosophila, achitqi, E. coli genomlari bo'yicha maxsus ma'lumotlar bazalari mavjud. , va boshqa organizmlar) va umumiy - Bunday ma'lumotlar bazalarida ko'plab organizmlarning genomlari haqida ma'lumot beriladi. Genomik ma'lumotlar bazalari bilan ishlash genom brauzerlari deb ataladigan dasturlar orqali amalga oshiriladi, ularning ko'pchiligi onlayn rejimda mavjud (masalan, Ensemble, UCSC Genome Browser va boshqalar). Genomik brauzerdan foydalanib, siz berilgan koordinatalarga ega genom mintaqasini, uning nomi yoki nukleotidlar ketma-ketligi bo'yicha genni topishingiz, ushbu DNK mintaqasining taxmin qilingan yoki tasdiqlangan funktsiyasini bilib olishingiz mumkin va hokazo.⁵
Genomik ma'lumotlar bazalariga qo'shimcha ravishda, proteomik ma'lumotlar bazalari ham mavjud, garchi ba'zida bu ikki turdagi ma'lumotlar bazalari bittaga birlashtirilishi mumkin. Proteomik ma'lumotlar bazalarida (ularning eng mashhuri va sifatlisi Shveytsariya-Prot) siz oqsilning aminokislotalar ketma-ketligini uning nomi bo'yicha va aksincha, ikkilamchi, uchinchi va to'rtlamchi tuzilmalarni topishingiz mumkin, agar ular ma'lum bo'lsa.⁶