Beräkningsbiologi

Beräkningsbiologi  är ett tvärvetenskapligt tillvägagångssätt som använder framsteg inom datavetenskap (och beräkning ), tillämpad matematik och statistik för att lösa de problem som biologin presenterar . De huvudsakliga områdena inom biologi som tillämpar sådana metoder är:

• Bioinformatik - Tillämpar  maskinalgoritmeroch statistiska metoder på biologiska datamängder , vanligtvis bestående av ett stort antal DNA- , RNA- och proteinsekvenser . Om vi ​​talar om specifika exempel, så är detta sekvensjämförelse (används både för att söka efter en sekvens i en databas och för att jämföra homologa kedjor), söka efter gener och förutsäga genuttryck . Detta är ett mycket stort vetenskapligt område; termen "beräkningsbiologi" fungerar ofta som en synonym för bioinformatik, vilket inte är helt korrekt.

• Computational biomodelling , ett underområde av biocybernetik som handlar om att bygga beräkningsmodeller av biologiska system.

• Computational genomics , en gren av genomik som studerar genomen hos celler och organismer med hjälp av genomisk sekvensering med hög genomströmning(som kräver betydande efterbearbetning - den så kallade genomiska sammansättningen ), och som använder DNA-mikroarraymetoden för att statistiskt analysera generna som uttrycks i specifika celltyper.

• Molecular modeling , ett studieområde som involverar teoretiska och beräkningsmetoder för att modellera eller simulera beteendet hos molekyler , och molekyler i vid bemärkelse - bestående av ett fåtal atomer till "gigantiska" biologiska kedjor.

• Systembiologi , som syftar till att modellera fullskaliga biologiska nätverk av interaktion (för en hel cell eller till och med en hel organism), använder ofta differentialekvationer .

• Proteinstrukturförutsägelse och strukturgenomik  är försök att systematiskt beräkna exakta tredimensionella modeller av proteinstrukturer som ännu inte har erhållits experimentellt.

• Beräkningsunderområden inom biokemi och biofysik , med omfattande användning av strukturella modellerings- och simuleringsmetoder såsom molekylär dynamik eller Boltzmanns provtagningsmetod (i sin tur baserad på Monte Carlo-metoden ), i ett försök att belysa kinetiken och termodynamiken för proteinfunktioner .
• Neurobiologi  är en vetenskaplig disciplin som studerar rollen av neurala nätverk i hjärnan. De teoretiska grunderna för neurovetenskap beskrevs av den kanadensiske vetenskapsmannen Donald Hebb i The Organization of Behavior (1949) [1] .

Se även

• International Society for Computational Biology
• konstgjort liv

Anteckningar

1. ↑ Masland, 2021 , sid. 157.

Litteratur

• Richard Musland. Hur ser vi? Neurobiologi av visuell perception = Richard Masland. Vi vet det när vi ser det: vad synens neurobiologi säger oss om hur vi tänker. — M .: Alpina förlag , 2021. — 304 sid. — ISBN 978-5-9614-7248-6 .
• Donald O. Hebb Beteendets organisation . 1949. John Wiley & Sons. ISBN 978-0-471-36727-7