La génomique est une branche de la génétique qui étudie les changements à grande échelle dans les génomes des organismes. La génomique et son sous-domaine de la transcriptomique, qui étudie les changements à l'échelle du génome de l'ARN qui est transcrit à partir de l'ADN, étudie de nombreux gènes sont une fois. La génomique peut également impliquer la lecture et l'alignement de très longues séquences d'ADN ou d'ARN. Analyser et interpréter de telles données complexes à grande échelle nécessite l'aide d'ordinateurs. L'esprit humain, superbe comme il est, est incapable de gérer autant d'informations. La bioinformatique est un champ hybride qui réunit la connaissance de la biologie et la connaissance de la science de l'information, qui est un sous-domaine de l'informatique.
Les génomes contiennent beaucoup d'information
Les génomes des organismes sont très grands. Le génome humain est estimé à trois milliards de paires de bases qui contiennent environ 25 000 gènes. A titre de comparaison, la mouche des fruits est estimée à 165 milliards de paires de bases qui contiennent 13 000 gènes. En outre, un sous-domaine de la génomique, appelé transcriptomique, étudie quels gènes, parmi des dizaines de milliers dans un organisme, sont activés ou désactivés à un moment donné, à travers plusieurs points temporels et plusieurs conditions expérimentales à chaque point temporel. En d'autres termes, les données «omiques» contiennent de vastes quantités d'informations que l'esprit humain ne peut saisir sans l'aide de méthodes de calcul en bioinformatique.
Données biologiques
La bioinformatique est importante pour la recherche génétique les données ont un contexte. Le contexte est la biologie. Les formes de vie ont certaines règles de comportement. La même chose s'applique aux tissus et cellules, aux gènes et aux protéines. Ils interagissent de certaines façons et se régulent les uns les autres de certaines façons. Les données complexes à grande échelle qui sont générées en génomique n'auraient pas de sens sans la connaissance contextuelle du fonctionnement des formes de vie. Les données générées par la génomique pourraient être analysées par les mêmes méthodes que celles utilisées par les ingénieurs et les physiciens qui étudient les marchés financiers et la fibre optique, mais l'analyse des données de manière sensée nécessite une connaissance de la biologie. Ainsi, la bioinformatique est devenue un champ de connaissances hybrides inestimable.
Des milliers de nombres croissants
Le calcul de nombres est une façon de dire que l'on fait des calculs. Bioinformatique est capable de croquer des dizaines de milliers de chiffres en quelques minutes, en fonction de la vitesse à laquelle l'ordinateur peut traiter l'information. La recherche d'Omics utilise des ordinateurs pour exécuter des algorithmes - calculs mathématiques - sur une grande échelle afin de trouver des modèles dans de grands ensembles de données. Les algorithmes courants incluent des fonctions telles que la classification hiérarchique (voir référence 3) et l'analyse des composantes principales. Les deux sont des techniques pour trouver des relations entre des échantillons qui ont de nombreux facteurs en eux. Cela revient à déterminer si certaines ethnies sont plus communes entre deux sections d'un annuaire téléphonique: les noms de famille commençant par A et les noms commençant par B.
Biologie des systèmes
Bioinformatique a permis d'étudier comment un système comportant des milliers de pièces mobiles se comporte au niveau de toutes les pièces en mouvement à la fois. C'est comme regarder une volée d'oiseaux à l'unisson ou une école de poissons nager à l'unisson. Auparavant, les généticiens étudiaient seulement un gène à la fois. Bien que cette approche ait toujours un mérite incroyable et continuera à le faire, la bioinformatique a permis de faire de nouvelles découvertes. La biologie des systèmes est une approche pour étudier un système biologique en quantifiant plusieurs parties mobiles, comme l'étude de la vitesse collective de différentes poches d'oiseaux qui volent comme un seul grand troupeau.
