بیو انفورماتیک

صفحه 1:
به نام خدا سمینار درس کاربرد فن آوری لطلاعات در پزشکی بيو انفورماتیک استاه: آقای دکتر توحید خواه استاد یارد آقای دکتر احمدی پژوه ارائه دهندگان: آیدا صرصرشاهی نوشین پورباقی پاییز ۸۸ 

صفحه 2:
معرفی علم بیو انفورما نيو انفورماتیک علم استفاده از تکنیک های مدیریت داده با اهداف مطالعات بیو لوژیک است. این علم یک تخصص میان رشته ای است که ازادغام علوم زيست شناسی, رباضیات,علوم محاسباتی , آمار,کامپیوتر و فن آوری اطلاعات ایجاد شده است. 

صفحه 3:
سیر تاربخی علم بیو انفورماتیک پیشرفت در بیولویُی ملکولی و تجهیزات مورد نیاز تحقیق در این زمینه باعث افزایش سریع تعیین توالی ژنوم بسیاری از گونه های موجودات شد: *_توالی ژنوم بسیاری از موجودات ساده مانند باکتری ها تا موجودات بسیار پیشرفته چون یوکاریوت های بيجيذه: شناسايى ذه اسك * پروژه ی شناسایی ژنوم انسان در سال ۱۹۹۰ آغاز شد و در سال ۲۰۰۳ پایان یافت و اکنون اطلاعات کامل مربوط به توللی هر ۲۴کروموزوم انسان موجود 

صفحه 4:
فعالیت های برجسته بیو انفورماتیک مهمترین کارها در بیوانفورماتیک تجزیه و تحلیل اطلاعات توالی ژ نها است که شامل موارد زیر است * پیدا کردن ژن‌ها در توالی‌های دی ان ای توسعةٌ روش‌های بینی ساختار و پا وظایف پروتئین های تازه کشف شده و توالی‌های ساختاری ‎RNA‏ صف بندی پروتئین‌های مشابه و ایجاد درخت‌های نژادشناسی برای بررسی روابط تکاملی. 

صفحه 5:
حوزه های اصلی فعالیت بیو انفورماتیک ‎J‏ تک 2 104 ‎Il‏ زنومیک ‎ree‏ ‎10101010101 ‎ 

صفحه 6:
پروتئومیک : ‏پروتئومیک‎ I ‏دلنش بررسی ساختار و عملکرد پروتلین‌ها در مقیاس‎ ‏بزرگ است. لین واه را به قیاس ژنومیک (به معنی‎ دانش بررسی ژن‌ها) ساخته‌اند. 

صفحه 7:
پروتئومیک * از آنجاییکه مکانیسم مولکولی رفتار سلول ها ازروی توللی ژنها قلبل پیشگویی نیست و بر عهده پروتئین ها است می بایست برای ارتباط ژنوم با رفتار سلول ها پروتئین های سلول را شناخت. به کلیه پروتئینهلیی که در یک سلول در یک زمان مشخص بیان می‌شود. پروتئوم آن سلول گفته می‌شود * پروتتوم یک نوع سلول نیز هميشه ثابت نیست. سلول در برابر شرلیط مختلف محیطی و پیامهلیی که از سلولهای اطراف دریافت می‌کند. پروتئینهای مختلفی را بیان می‌کند. 

صفحه 8:
پروتئومیک برای شناسایی مکانیسمهای مولکولی رفتار سلولی و واکنشهای زیستی, لازم است پروتئینهایی که در یک سلول بیان می‌شود. تفهيزات نها در شرایط مختلف؛ عملکرد آنها و برهمکنشهای بين يروتئينهاى مختلف در یک سلول بررسی شود. به مجموعه اين بررسيهاء نقشه برداری پروتئوم يا پروتلومیک. گفته می‌شود. 

صفحه 9:
بخشهای پروتئومیک ۱- مشخص کردن کلیه پروتئینهایی که در سلول بیان میکند ۲- نقشه برداری برهمکنشهای بین پروتئینی شود ۳- نقشه برداری آرایشهای پروتئینی 

صفحه 10:
۱- مشخص کردن کلیه بیان میکند : * دراين بخش, کلیه پروتئینهایی که در سلول تحت یک شرایط معین (حالت استراحت. رشد. تمایز بیماری» تأثیر دارو و..) مشخص می‌شود. به این ترتیب می‌توان پروتئینهایی که در شرایط مختلف بیان می‌شوند یا میزان بیان آنها تغییر می‌کند را شناسایی کرد و به عملکرد آنها پی برد. شناسایی اين پروتئینها در تشخیص بیماری و بررسی روند پیشرفت يا بهبودی آنها و همچنین شناسایی داروهای جدید. مفید می‌باشد. یی که در سلول 

صفحه 11:
۲- نقشه برداری برهمکنشهای بین پروتئینی : پروتئینها در سلول بصورت منفرد عمل نمیکنند واغلب تأثیر خود رابا همکاری پروتلینهای دیگر و برهمکنش با آنها اعمال می‌کنند. نمونه بارز برهمکنشهای پروتئینی؛ دز میسیرهای انقال پیام و مبیزهای پیوسنتری:شاهده می‌شود. با شناسایی این برهمکنشها. بطور کارآمدتری 

صفحه 12:
۳-نقشه برداری آرایشهای پروتئینی : * اغلب پروتئینها پس از ترجمه متحمل آرایشهای مختلفی مانند. کلیکوزیله شدن, متیله شدناستیله شدنء فسفریله شدن و.. می‌شوند.این آریشها بر فعالیت و عملکرد پروتئینهاه همچنین ساختار فضایی. پایداری و نیمه عمر آنها تأثیر می‌گذارد. بسیاری از داروها گروههای الکتروفیلی دارند که از طریق آنها به پروتئین هدف متصل شده و لثر خود را اعمال می‌کنند.شناسایی لین آرایشهاء تأثیر آنها بر عمکرد پروتئینها و شرایطی که منجر به این آرایشها می‌شود. به شناسایی رفتار و عملکرد پروتتینها کمک می‌کند. 

صفحه 13:
اا. ژنومیک : شامل تجزیه و تحلیل داده‌ها و اطلاعات ژنتیکی بخصوص ژنوم موجودات است. ۳0 97 0 ۱9 1101010, 101010101 1010101016 1010101 11010707 101010101010 0 101078 ۷۹10 (0 1 1000 

صفحه 14:
ژنومیک ین هاحامل دستورالعمل‌های لازم برای ساختن پروتئین هاهستند که فعالیت‌های سلول و اعمال مختلف بدن را تعیین می‌کنند. و به این ترتیب در بروز صفات گوناگون نقش دارند. ژنومیک به مطالعه همه ژن‌های موجود در بدن یک ارگانیسم(ژنوم) و نیز تعامل این ژن‌ها با یکدیگر و با محیط اطراف آن می‌پردازد. به عبارت دیگر ژنومیک. توللی» ساختار و عملکرد ژنوم را مطالعه می‌کند. تمرکز این شاخه علمی نوین بر مطالعه و تفسیر اطلاعات ژنتیکی يا همان ژنوم ارگانیسم است. 

صفحه 15:
ژنومیک مراحل بررسی های ژنومیک به شرح ذيل است ۱-به کار گیری روش های سریع برای توالی یابی ژنها ۲به کار گیری اطلاعات بدست آمده از ژنوم ۳-تهیه عکس های فوری یا اسنپ ‎SLE‏ های ژنتیکی ۴- استفاده از گونه های مدل ۵- شناخت فاکتور هلیی که میزان و نوع مواد شیمیایی ساخته شده در یک سلول را تعیین میکند. 

صفحه 16:
زمینه‌های مهم بیوانفورما تیک ۱ .تحلیل توالی‌های ژنوم ۲ پیش بینی ساختار سه بعدی پروتئین ۳ تحلیل کارکردی در سطح ژنوم ۴.ایجاد و مدیریت پایگاه‌های داده ای ۵.مدل سازی ریاضی و فرآیندهای حیات 

صفحه 17:
زمینه‌های مهم بیوانفورما تیک ۱. تحلیل توالی‌های ژنوم * در این زمینه بررسی می‌شود که آیا یک توللی به دست آمده برای یک 20۸ در برگیرنده یک ژن هست یا خیر. اگر وجود دارد در کجای زنجيرة ‎DNA‏ قرار دارد و آنزیمی که کد می‌کند چه نقشی در سلول پا فرایندهای حیاتی ایفا می‌کند. 

صفحه 18:
زمینه‌های مهم بیوانفورما تیک ۲ پیش بینی ساختار سه بعدی پروتئین * کاربرد مولکول‌های بزرگ پروتئین بستگی زیادی به شکل فضایی و ساختار سه بعدی آن‌ها دارد. ژن‌ها با عملکرد پروتئین‌هایی که می‌سازند نقش خود را اعمال می‌کنند. بنابرلین لازمق شناخت کامل ژن‌ها . شناخت کامل پروتئین‌ها است. 

صفحه 19:
پیشرفت پروژه‌های پروتیوم به دلایل زیر کند است: * هزينة زياد * كندى روند تعيين توالى يروتئينها * مشکل بودن تعیین ساختار سه بعدی پروتئین‌ها در آزمایشگاه 

صفحه 20:
دو اصل مهم برای تعیین ساختار سه بعدی پروتئین از روی توالی آن 2 يروتئينها با توالى نسبتاً مشابه . شكل فضايى شبيه به هم بيدا مىكنند.(جست و جو براى يافتن توالی‌های مشابه) شکل فضایی مولکول به گونه‌ای است که به حداقل سطح انرئی برسد (استفاده از قوانین شیمی؛ فیزیک و ترمودینامیک) 

صفحه 21:
زمینه‌های مهم بیوانفورما تیک ۳ تحلیل کارکردی در سطح ژنوم * با به کارگیری روش‌های آماری پیشرفته و کلاستربندی. مسائلی چون بررسی همزمان میزان فعالیت هزاران ین در سلول . تحلیل نحوه تعامل تعداد زیادی پروتتین و تحلیل خصوصیات هزاران سلول جهش یافته در ن واحد حل شده‌اند. دانش مربوط به اين بخش ژنوم شناسی کارکردی نام دارد و از دستاوردهای مهم در این زمینه می‌توان پیش بینی نقش و کارکرد ژن‌ها در سلول بدون نیاز به آنالیز داده‌های پروتئینی را نام برد. 

صفحه 22:
زمینه‌های مهم بیوانفورما تیک ۴بجاد و مدیریت پایگاه‌های داده ای * داده‌های تولید شده در زیست شناسی مولکهلی باید از طریق پایگاه در اختیار پژوهشگران قرار گیرد. نحوهٌ حصول اطمینان از صحت داده‌ها و چگونگی نمايش مفید داده‌ها از دغدغه‌های اداره کنندگان پایگاه‌های بزرگ بیوانفورماتیکی هستند. 

صفحه 23:
زمینه‌های مهم بیوانفورما تیک ۵.مدل سازی رباضی و فرآیندهای حیات * یکی از اهداف مهم بیوانفورماتیک درک کامل سازوکار ارگانیسم‌های زنده در سطح مولکولی است. برای تحقق این هدف. تلاش می‌کنند فرآیندهای خاص سلولی را شبیه سازی کرده و با یک پارچه سازی آن‌ها به یک سلول کامل پرسند. 

صفحه 24:
موضوعات سیستم نرم افزاری بیوانفورملتیک ماهیت اطلاعات و داده‌های زیستی * ذخیره سازی اطلاعات . تجزیه و تحلیل و بازیابی * محاسبه. مدل سازی و شبیه سازی * بیولوژی با معنی اطلاعات و یکپارچگی آنها * کندوکاو در داده‌ها مجسم کردن پردازش و تجسم فکری آن خاتمه این چرخه 

صفحه 25:
اطلاعات‌به دست آمده از تحلیل داده‌های زبستی توسط علم بیوانفورما تیک. در موارد زییربه زیست شناسی کمک می‌کند: يافتن زنها در ميان توالی‌های ژنومیک * به خط كردن توالىها در بانكهاى اطلاعاتى براى يافتن شباهتها و تفاوتها * پیش‌گویی ساختار و عملکرد محصولات ژن‌ها توضیح تعامل ژن با محصولاتش ° یافتن ار تباط فیلوژنتیک ميان ژن 3 ها و توالی‌های پروتئینی 

صفحه 26:
مهمترین کاربردهای بیوانفورماتیک در علوم پزشکی * طراحی منطقی داروها * شناسایی علل ژنتیک بیماری‌ها * تشخیص بیماری‌ها بر اساس اطلاعات ژنتیک * فروش اطلاعات (0813) درقالب ژنهای کامل یا قطعات ژنی است که دیگران می توانند از آن برای شناسایی داروها استفاده کنند. 

صفحه 27:
تفاوت بیوانفورما تیک با انفورماتیک پزشکی بیوانفورما تیک در صدد مطالعه زیستی در ین ها و پروتئین هاست وبه مدلسازی پا طراحی سیستم ها در علم ژنوم و پروتلومیکس می پردازد. اما انفورماتیک پزشکی در صدد مطالعه در زمینه گردآوری و سازماندهی اطلاعات در حيطه علوم پزشکی است وبه مدلسازی و طراحی سیستم هلیی برای استفاده بهینه از اطلاعات ذر زمان و مکان 

صفحه 28:
۳0 97 0 ۱9 1101010, ارتباط بیوانفورماتیک با انفورماتیک پزشکی 101010101 1010101016 1010101 ‘MI in support of ‏هت‎ BI in support of Functional Genomics Personalised Healthcare 11010707 101010101010 1 0 1 1 8 Biomedical Informatics in support of Genomic-based Medicine 0 1 Enabling Technologies 0 101078 ۷۹10 (0 1 1000 

صفحه 29:
جایگاه رشته بیوانفورماتیک در دنیا و ایران * پواساسن آفرین ‎Yale? pall Gaal gp BUI‏ مركز دانشكاهى در دنيا رشتمى بيوانفورماتيك را در كرايشهاى مختلف ارلئه م ىكنند. با توجه به بينشتهاى بودن بیوانفورماتیک. گروه‌های آموزشی مختلف از قبیل علوم كا شیمی» زیست شناسی مولکولی, میکروبیولوژی: و مهندسى يزشكى مىتوانند جنين رشتهاى را راهاندازى کنند. * درايران»در سال ‎188١‏ كروهى از اساتيد رشتههاى علوم كامبيوتر. ریاضیات, بیوفیزیک. ژنتیک. آمار وداروسازى اين رشته را بنا نهادند ودر اثر تلاشهاى بير ايشان در سال ۲۳ اولين دورهسى دكترى بيوانفورماتيك بايهكذارى شد. هماكنون دانشكاه دهاى تهران» شهيد بهشتى:؛ و صنعتى امیرکبیر در اين رشته دانشجو می‌پذيرند. 

صفحه 30:
‎Gad,‏ بیوانفورماتیک در ایران شامل شاخه‌هایی هم چون طراحی پایگاه داده‌هاء طراحی نرم‌افزار و تحلیل داده‌ها است ‎ 

صفحه 31:
بیو انفورما تیک در ایران انجمن بیوانفورماتیک ‎http://ibp.ir/index.htm,,),!‏ اهداف این انجمن عبارتند از: ‎١‏ گسترش, پیشبرد و ارتقای علمی دانش بیوانفورماتیک ‏۲ توسعه کیفی نیروهای متخصص ‏۳ بهبود بخشیدن به امور آموزشی و پژوهشی در زمینه ‎cle‏ بیوانفورماتیک و زیست شناسی ‎ 

صفحه 32:
*Guttmacher E, Collins SF. 2002. Genomic Medicine, a primer. N Engl J Med.; 347 (19): 1512-1520 sIntroduction to bioinformatics ,Teresa Attwood, David Parry-Smith Prentice & Hall Bioinformatics basics: applications in biological science and medicine Hooman H. Rashidi, Lukas K. Buehler, CRC Press “Friedman CP, Ozbolt JG, Masys DR. 2001. Toward a new culture for biomedical informatics: report of the 2001 ACMI symposium. J Am Med Inform Assoc. Nov-Dec;8(6):519-26 .مها و ‎shttp://www.ibis.ut.ac.ir/‏ ‎http://www.bioinformatics.ir/‏ 

صفحه 33:
اذ ۷ ۱ 0020 01111171 تشكر از توجه شما 20101010000 10101010101010101010 

‏Contacts به نام خدا سمینار درس کاربرد فن آوری اطالعات در پزشکی بیو انفورماتیک استاد :آقای دکتر توحید خواه استاد یار :آقای دکتر احمدی پژوه ارائه دهندگان :آیدا صرصرشاهی نوشین پورباقی پاییز 88 معرفی علم بیو انفورماتیک • بی و انفورماتی ک عل م اس تفاده از تکنیک های مدیریت داده با اهداف مطالعات بیو لوژیک است. • این علم یک تخصص میان رشته ای است که ازادغام علوم زیس ت شناسی ,ریاضیات,علوم محاس باتی ,آمار,کامپیوتر و فن آوری اطالعات ایجاد شده است. سیر تاریخی علم بیو انفورماتیک پیشرفت در بیولوژی ملکولی و تجهیزات مورد نیاز تحقیق در ای ن زمین ه باع ث افزای ش س ریع تعیی ن توال ی ژنوم بسیاری از گونه های موجودات شد: • توال ی ژنوم بس یاری از موجودات س اده مانن د باکتری ه ا ت ا موجودات بس یار پیشرفت ه چون یوکاریوت های پیچیده شناسایی شده است. • پروژ ه ی شناس ایی ژنوم انس ان در س ال 1990آغاز ش د و در س ال 2003پایان یاف ت و اکنون اطالعات کام ل مربوط به توالی هر 24کروموزوم انس ان موجود است. فعالیت های برجسته بیو انفورماتیک • • • • مهمترین کارها در بیوانفورماتیک تجزیه و تحلیل اطالعات توالی ژ نها است که شامل موارد زیر است پیدا کردن ژن‌ها در توالی‌های دی ان ای ه روش‌های پیش بینی ساختار و یا وظایف توسع ٔ پروتئین های تازه کشف شده و توالی‌های ساختاری ‏RNA صف بندی پروتئین‌های مشابه و ایجاد درخت‌های نژادشناسی برای بررسی روابط تکاملی. حوزه های اصلی فعالیت بیو انفورماتیک .Iپروتئوميك .IIژنوميك پروت$ئوميك .Iپروتئوميك : دانش بررسی ساختار و عملکرد پروتئین‌ها در مقیاس بزرگ است .این واژه را به قیاس ژنومیک (به معنی دانش بررسی ژن‌ها) ساخته‌اند. پروتئوميك • از آنجاییکه مکانیسم مولکولی رفتار سلول ها ازروی توالی ژنها قابل پیشگویی نیست و بر عهده پروتئین ها است می بایست برای ارتباط ژنوم با رفتار سلول ه ا پروتئی ن های س لول را شناخت .ب ه کلیه پروتئینهایی که در یک سلول در یک زمان مشخص بیان می‌شود ،پروتئوم آن سلول گفته می‌شود • پروتئوم ی ک نوع س لول نی ز همیش ه ثاب ت نیست. سلول در برابر شرایط مختلف محیطی و پیامهایی که از س لولهای اطراف دریاف ت می‌کند ،پروتئینهای مختلفی را بیان می‌کند. پروتئوميك • برای شناسایی مکانیسمهای مولکولی رفتار سلولی و واکنشهای زیستی ،الزم است پروتئینهایی که در یک سلول بیان می‌شود ،تغییرات آنها در شرایط مختلف، عملکرد آنه ا و همچنی ن برهمکنشهای بین پروتئینهای مختلف در یک سلول ،بررسی شود .به مجموع ه ای ن بررس یها ،نقش ه برداری پروتئوم یا پروتئومیک ،گفته می‌شود. بخشهای پروتئومیک -۱مشخص کردن کلیه پروتئینهایی که در سلول بیان میکند -‌۲نقشه برداری برهمکنشهای بین پروتئینی شود -۳نقشه برداری آرایشهای پروتئینی  -۱مشخص کردن کلیه پروتئینهایی که در سلول بیان میکند : • در این بخش ،کلیه پروتئینهایی که در سلول تحت یک شرایط معین (حالت استراحت ،رشد ،تمایز ،بیماری، تأثیر دارو و )...مشخص می‌شود .به این ترتیب می‌توان پروتئینهایی که در شرایط مختلف بیان می‌شوند یا میزان بیان آنها تغییر می‌کند را شناسایی کرد و به عملکرد آنها پی برد .شناسایی این پروتئینها در تشخیص بیماری و بررسی روند پیشرفت یا بهبودی آنها و همچنین شناسایی داروهای جدید ،مفید می‌‌باشد.  -۲نقشه برداری برهمکنشهای بین پروتئینی : پروتئینها در سلول بصورت منفرد عمل نمیکنند واغلب تأثیر خود را با همکاری پروتئینهای دیگر و برهمکنش با آنها اعمال می‌کنند .نمونه بارز برهمکنشهای پروتئینی، در مسیرهای انقال پیام و مسیرهای بیوسنتزی مشاهده می‌شود .با شناسایی ای ن برهمکنشها ،بطور کارآمدتری می‌توان عملکرد و رفتار پروتئینها را مشخص کرد. -۳نقشه برداری آرایشهای پروتئینی : • اغلب پروتئینها پس از ترجمه متحمل آرایشهای مختلفی مانن د ،گلیکوزیل ه شدن ،متیل ه شدن،استیله شدن، فس فریله شدن و ...می‌شوند.ای ن آریشه ا بر فعالیت و عملکرد پروتئینها ،همچنین س اختار فضایی ،پایداری و نیم ه عم ر آنه ا تأثی ر می‌‌گذارد .بس یاری از داروها گروههای الکتروفیلی دارند که از طریق آنها به پروتئین هدف متصل شده و اثر خود را اعمال می‌کنند.شناسایی این آرایشها ،تأثیر آنها بر عمکرد پروتئینها و شرایطی که منج ر ب ه ای ن آرایشه ا می‌شود ،ب ه شناسایی رفتار و عملکرد پروتئینها کمک می‌کند. ژنومیک .IIژنوميك : شامل تجزیه و تحلیل داده‌ها و اطالعات ژنتیکی بخصوص ژنوم موجودات است. ژنومیک ژن هاحامل دستورالعمل‌های الزم برای ساختن پروتئین هاهستند که فعالیت‌های سلول و اعمال مختلف بدن را تعیین می‌کنند ،و به این ترتیب در بروز صفات گوناگون نقش دارند .ژنومیک به مطالعه همه ژن‌های موجود در بدن یک ارگانیسم(ژنوم) و نیز تعامل این ژن‌ها با یکدیگر و با محیط اطراف آن می‌پردازد .به عبارت دیگر ژنومیک ،توالی ،ساختار و عملکرد ژنوم را مطالع ه می‌کند .تمرک ز ای ن شاخه علمی نوین بر مطالعه و تفسیر اطالعات ژنتیکی یا همان ژنوم ارگانیسم است. ژنومیک مراحل بررسی های ژنومیک به شرح ذیل است -۱به کار گیری روش های سریع برای توالی یابی ژنها -2به کار گیری اطالعات بدست آمده از ژنوم -3تهیه عکس های فوری یا اسنپ شات های ژنتیکی -4استفاده از گونه های مدل -5شناخت فاکتور هایی که میزان و نوع مواد شیمیایی ساخته شده در یک سلول را تعیین میکند. زمینه‌های مهم بیوانفورماتیک . ۱تحلیل توالی‌های ژنوم .۲پیش بینی ساختار سه بعدی پروتئین .۳تحلیل کارکردی در سطح ژنوم .۴ایجاد و مدیریت پایگاه‌های داده ای .۵مدل سازی ریاضی و فرآیندهای حیات زمینه‌های مهم بیوانفورماتیک .۱تحلیل توالی‌های ژنوم • در این زمینه بررسی می‌شود که آیا یک توالی به دست آمده برای یک DNAدر برگیرنده ٔ یک ژن هس ت ی ا خیر .اگ ر وجود دارد در کجای زنجیرهٔ DNAقرار دارد و آنزیمی که کد می‌کند چه نقشی در سلول یا فرآیندهای حیاتی ایفا می‌کند. زمینه‌های مهم بیوانفورماتیک .۲پیش بینی ساختار سه بعدی پروتئین • کاربرد مولکول‌های بزرگ پروتئین بستگی زیادی به شکل فضایی و ساختار سه بعدی آن‌ها دارد .ژن‌ها با عملکرد پروتئین‌های ی ک ه می‌س ازند نقش خود را ه شناخت کامل ژن‌ها ، اعمال می‌کنند .بنابراین الزم ٔ شناخت کامل پروتئین‌ها است. پیشرفت پروژه‌های پروتیوم به دالیل زیر کند است: ه زیاد • هزین ٔ • کندی روند تعیین توالی پروتئین‌ها • مشکل بودن تعیین ساختار سه بعدی پروتئین‌ها در آزمایشگاه دو اصل مهم برای تعیین ساختار سه بعدی پروتئین از روی توالی آن .1پروتئین‌ه ا ب ا توال ی نس بتاً مشاب ه ،شک ل فضایی شبیه به هم پیدا می‌کنند(.جست و جو برای یافتن توالی‌های مشابه) .2شکل فضایی مولکول به گونه‌ای است که به حداقل س طح انرژ ی برس د (اس تفاده از قوانی ن شیمی، فیزیک و ترمودینامیک) زمینه‌های مهم بیوانفورماتیک .۳تحلیل کارکردی در سطح ژنوم • ب ا ب ه کارگیری روش‌های آماری پیشرفته و کالس تربندی ،مس ائلی چون بررسی همزمان میزان فعالیت هزاران ژن در سلول ،تحلیل نحوه تعامل تعداد زیادی پروتئی ن و تحلی ل خصوصیات هزاران سلول جهش یافته در آن واحد حل شده‌اند .دانش مربوط به این بخش ژنوم شناسی کارکردی نام دارد و از دستاوردهای مهم در این زمینه می‌توان پیش بینی نقش و کارکرد ژن‌ها در سلول بدون نیاز به آنالیز داده‌های پروتئینی را نام برد. زمینه‌های مهم بیوانفورماتیک .۴ایجاد و مدیریت پایگاه‌های داده ای • داده‌های تولید شده در زیست شناسی مولکولی باید از طریق پایگاه در اختیار پژوهشگران قرار گیرد. نحوه ٔ حصول اطمینان از صحت داده‌ها و چگونگی نمای ش مفی د داده‌ها از دغدغه‌های اداره کنندگان پایگاه‌های بزرگ بیوانفورماتیکی هستند. زمینه‌های مهم بیوانفورماتیک .۵مدل سازی ریاضی و فرآیندهای حیات • یک ی از اهداف مه م بیوانفورماتی ک درک کامل سازوکار ارگانیس م‌های زنده در سطح مولکولی است. برای تحق ق ای ن هدف ،تالش می‌کنند فرآیندهای خاص سلولی را شبیه سازی کرده و با یک پارچه سازی آن‌ها به یک سلول کامل برسند. موضوعات سیستم نرم افزاری بیوانفورمات$یک • • • • • • • ماهیت اطالعات و داده‌های زیستی ذخیره سازی اطالعات ،تجزیه و تحلیل و بازیابی محاسبه ،مدل سازی و شبیه سازی بیولوژی با معنی اطالعات و یکپارچگی آنها کندوکاو در داده‌ها مجسم کردن پردازش و تجسم فکری آن خاتمه این چرخه اطالعاتب$ه دس$ت آمده از تحليل داده‌هاي زيستي توس$ط عل$م بيوانفورماتيک ،در موارد زيرب$ه زيست شناسي كمك مي‌كند: • • • • • يافتن ژن‌ها در ميان توالي‌هاي ژنوميک به خط کردن توالي‌ها در بانک‌هاي اطالعاتي براي يافتن شباهت‌ها و تفاوت‌ها پيش‌گويي ساختار و عملکرد محصوالت ژن‌ها توضيح تعامل ژن‌ با محصوالتش يافتن ارتباط فيلوژنتيک ميان ژن‌ها و توالي‌هاي پروتئيني مهمترين کاربرد‌هاي بيوانفورماتيک در علوم پزشکي • • • • طراحي منطقي داروها شناسايي علل ژنتيک بيماري‌ها تشخيص بيماري‌ها بر اساس اطالعات ژنتيک فروش اطالعات ( )dataدرقالب ژنهاي كامل يا قطعات ژني است كه ديگران مي توانند از آن براي شناسايي داروها استفاده كنند. تفاوت بیوانفورماتیک با انفورماتیک پزشکی • بیوانفورماتی$ک در صدد مطالعه زیستی در ژن ها و پروتئین هاست و به مدلسازی یا طراحی سیستم ها در عل م ژنوم و پروتئومیک س م ی پردازد .ام ا انفورماتی$ک پزشک$ی در ص دد مطالع ه در زمین ه گردآوری و س ازماندهی اطالعات در حیط ه علوم پزشکی است و به مدلسازی و طراحی سیستم هایی برای اس تفاده بهین ه از اطالعات ذر زمان و مکان مناس ب و همچنی ن س یستم های هوشمن د در ای ن زمینه می پردازد. ارتباط بیوانفورماتیک با انفورماتیک پزشکی جایگاه رشته بيوانفورماتيك در دنیا و ایران • بر اس اس آخرين اطالعات درج شده در سپتامبر 241 ،2006 مرک ز دانشگاه ي در دنيا رشته‌ي بيوانفورماتيک را در گرايش‌هاي مختلف ارائه مي‌کنند .با توجه به بين‌شته‌اي بودن بيوانفورماتيک ،گروه‌هاي آموزش ي مختل ف از قبيل علوم کامپيوتر ،بيوشيمي ،زيس ت‌ شناسي مولکولي ،ميکروبيولوژي، و مهندس ي پزشک ي مي‌توانن د چنين رشته‌اي را راه‌اندازي کنند. • درايران،در س ال 1381گروه ي از اس اتيد رشته‌هاي علوم‌ كامپيوت ر ،رياضيات ،بيوفيزيك ،ژنتيك ،آمار وداروس ازي اين رشت ه را بن ا نهادن د ودر اث ر تالش‌هاي پير ايشان در س ال 1383اولين دوره‌ي دكتري بيوانفورماتيك پايه‌گذاري شد. هم‌اكنون دانشگاه ه‌هاي تهران ،شهيد بهشت ي ،و ص نعتي اميركبير در اين رشته دانشجو مي‌پذيرند. رشته‌ي بيوانفورماتيك در ایران شامل شاخه‌هايي هم چون طراحي پايگاه داده‌ها ،طراحي نرم‌افزار و تحليل داده‌ها است بيو انفورماتيک در ايران انجمن بيوانفورماتيک ايرانhttp://ibp.ir/index.htm اهداف اين انجمن عبارتند از: .1گسترش ،پيشبرد و ارتقاي علمي دانش بيوانفورماتيک .2توسعه کيفي نيروهاي متخصص .3بهبود بخشيدن ب ه امور آموزش ي و پژوهش ي در زمين ه هاي بيوانفورماتيک و زيست شناسي •Guttmacher E, Collins SF. 2002. Genomic Medicine, a primer. N Engl J Med.; 347 (19): 1512-1520 •Introduction to bioinformatics ,Teresa Attwood, David Parry-Smith Prentice & Hall •Bioinformatics basics: applications in biological science and medicine Hooman H. Rashidi, Lukas K. Buehler, CRC Press •Friedman CP, Ozbolt JG, Masys DR. 2001. Toward a new culture for biomedical informatics: report of the 2001 ACMI symposium. J Am Med Inform Assoc. Nov-Dec;8(6):519-26 •http://www.ibp.ir/ •http://www.ibis.ut.ac.ir/ •http://www.bioinformatics.ir/ با تشکر از توجه شما