بخشی از پاورپوینت
اسلاید 1 :
به نام خدا
سمینار درس کاربرد فن آوری اطلاعات در پزشکی
بیو انفورماتیک
اسلاید 2 :
معرفی علم بیو انفورماتیک
بیو 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 زیست شناسی, ریاضیات,علوم محاسباتی , آمار,کامپیوتر و فن آوری اطلاعات ایجاد شده است.
اسلاید 3 :
سیر تاریخی علم بیو انفورماتیک
پیشرفت در بیولوژی 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 پیچیده شناسایی شده است.
پروژه ی شناسایی ژنوم انسان در سال 1990 آغاز شد و در سال 2003 پایان یافت و اکنون اطلاعات کامل مربوط به توالی هر 24کروموزوم انسان موجود است.
اسلاید 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
توسعهٔ روشهای پیش بینی ساختار و یا وظایف پروتئین های تازه کشف شده و توالیهای ساختاری RNA
صف بندی پروتئینهای مشابه و ایجاد درختهای نژادشناسی برای بررسی روابط تکاملی.
اسلاید 5 :
حوزه های اصلی فعالیت بیو انفورماتیک
پروتئوميك
ژنوميك
اسلاید 6 :
پروتئوميك
پروتئوميك :
دانش بررسی ساختار و عملکرد پروتئینها در مقیاس بزرگ است. این واژه را به قیاس ژنومیک (به معنی دانش بررسی ژنها) ساختهاند.
اسلاید 7 :
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 ها پروتئین های سلول را شناخت. به کلیه پروتئینهایی که در یک سلول در یک زمان مشخص بیان میشود، پروتئوم آن سلول گفته میشود
پروتئوم یک نوع سلول نیز همیشه ثابت نیست. سلول در برابر شرایط مختلف محیطی و پیامهایی که از سلولهای اطراف دریافت میکند، پروتئینهای مختلفی را بیان میکند.
اسلاید 8 :
پروتئوميك
برای شناسایی مکانیسمهای مولکولی رفتار سلولی و واکنشهای زیستی، لازم است پروتئینهایی که در یک سلول بیان میشود، تغییرات آنها در شرایط مختلف، عملکرد آنها و همچنین برهمکنشهای بین پروتئینهای مختلف در یک سلول، بررسی شود. به مجموعه این بررسیها، نقشه برداری پروتئوم یا پروتئومیک، گفته میشود.
اسلاید 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
اسلاید 10 :
۱- مشخص 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.
اسلاید 11 :
۲- نقشه 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 این برهمکنشها، بطور کارآمدتری میتوان عملکرد و رفتار پروتئینها را مشخص کرد.
اسلاید 12 :
۳-نقشه برداری آرایشهای پروتئینی :
اغلب پروتئینها پس از ترجمه متحمل آرایشهای مختلفی مانند، گلیکوزیله شدن، متیله شدن،استیله شدن، فسفریله شدن و. میشوند.این آریشها بر فعالیت و عملکرد پروتئینها، 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 اثر خود را اعمال میکنند.شناسایی این آرایشها، تأثیر آنها بر عمکرد پروتئینها و شرایطی که منجر به این آرایشها میشود، به شناسایی رفتار و عملکرد پروتئینها کمک میکند.
اسلاید 13 :
ژنومیک
ژنوميك :
شامل تجزیه و تحلیل دادهها و اطلاعات ژنتیکی بخصوص ژنوم موجودات است.
اسلاید 14 :
ژنومیک
ژن 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، توالی، ساختار و عملکرد ژنوم را مطالعه میکند. تمرکز این شاخه علمی نوین بر مطالعه و تفسیر اطلاعات ژنتیکی یا همان ژنوم ارگانیسم است.
اسلاید 15 :
ژنومیک
مراحل بررسی های ژنومیک به شرح ذیل است
۱-به کار گیری روش های سریع برای توالی یابی ژنها
2-به کار گیری اطلاعات بدست آمده از ژنوم
3-تهیه عکس های فوری یا اسنپ شات های ژنتیکی
4- استفاده از گونه های مدل
5- شناخت فاکتور هایی که میزان و نوع مواد شیمیایی ساخته شده در یک سلول را تعیین میکند.
اسلاید 16 :
زمینههای مهم بیوانفورماتیک
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
اسلاید 17 :
زمینههای مهم بیوانفورماتیک
۱. تحلیل توالیهای ژنوم
در این زمینه بررسی میشود که آیا یک توالی به دست آمده برای یک DNA در برگیرندهٔ یک ژن هست یا خیر. اگر وجود دارد در کجای زنجیرهٔ DNA قرار دارد و آنزیمی که کد میکند چه نقشی در سلول یا فرآیندهای حیاتی ایفا میکند.
اسلاید 18 :
زمینههای مهم بیوانفورماتیک
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. بنابراین لازمهٔ شناخت کامل ژنها ، شناخت کامل پروتئینها است.
اسلاید 19 :
پیشرفت پروژههای پروتیوم به دلایل زیر کند است:
هزینهٔ زیاد
کندی روند تعیین توالی پروتئینها
مشکل بودن تعیین ساختار سه بعدی پروتئینها در آزمایشگاه
اسلاید 20 :
دو اصل مهم برای تعیین ساختار سه بعدی پروتئین از روی توالی آن
پروتئینها با توالی نسبتاً مشابه ، شکل فضایی شبیه به هم پیدا میکنند.(جست و جو برای یافتن توالیهای مشابه)
شکل فضایی مولکول به گونهای است که به حداقل سطح انرژی برسد (استفاده از قوانین شیمی، فیزیک و ترمودینامیک)
