پاورپوینت بیو انفورماتیک

بخشی از پاورپوینت

اسلاید 1 :

بیو انفورماتیک

اسلاید 2 :

بيوانفورماتيك دانشي بين رشته اي است
رياضيات
علوم محاسباتي
علوم زيستي
آمار
علوم کامپیوتر و فناوری اطلاعات

اسلاید 3 :

علم بيوانفورماتيک
جمع آوري ، ذخيره سازي، بررسي، تحليل، تفسير و توسعه اطلاعات بيولوژيکي در بانک هاي اطلاعاتي.
اين اطلاعات عبارتند از:
توالي هاي ژن
فعاليت هاي بيولوژيکي
فعاليت هاي داروشناختي
ساختار بيولوژيکي
توصيف ژن ها

اسلاید 4 :

سیر تاریخی 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 5 :

بيوانفورماتيكعلم نويني است كه :
در آن با استفاده ازكامپيوتر، نرم افزارهاي كامپيوتري وبانكهاي اطلاعاتي به بررسی مسائل زیر می پردازد:
مسایل بيولوژيكي بخصوص در زمينههاي سلولي و ملكولي
تحقيقات وسيع در خصوص پروتئين ها و ژنها
اطلاعات مربوط به ژنها ، ملكولهايDNA وRNA و پروتئينها
تجزیه و تحلیل اطلاعات توالی

اسلاید 6 :

پروتئين
پروتئين ها، پوليمرهايي هستند که از واحدهايي بنام اسيدهاي آمينه ساخته شده اند. تمام رفتارسلولي و فعاليت هايي که در سلول ها انجام مي شود، بر عهده پروتئين ها مي باشد.
بيش از بيست نوع آمينواسيد وجود دارد که با نسبت دادن يک علامت به هر کدام، توالي پروتئيني نشان داده میشود
هر سه تا نوکلئوتيد روي DNAيک رمز را توليد مي کنند که اين رمز، يک آمينواسيد را مشخص مي کند. به اين ترتيب از روي يک توالي ژني، مي توان توالي پروتئيني خاص آن رابه دست آورد

اسلاید 7 :

RNA
رشته اي از اسيد نوکلئيک است که در سلول وجود دارد و توسط DNAساخته میشود
دو تفاوت عمده آن با DNA
در ساختار آن از اوراسیل (U)به جای Thymineاستفاده شده است.
مارپيچي نيست و فقط از يک رشته تنها ساخته شده است.
براي انجام بعضي کارها DNAبه رشته هاي RNA تبديل مي شود و سپس اين مولکو لهاي RNAپيغام هايي را به ريبوزوم (مرکز پروتئين سازي سلول) مي برند.

اسلاید 8 :

تجزیه و تحلیل اطلاعات توالی
بیولوژی محاسباتی :
شامل مهمترین امردر بیوانفورماتیک است که تجزیه و تحلیل اطلاعات توالی می باشد.
پیدا کردن ژن ها در توالی های دی ان ای
توسعه ی روش های پیش بینی ساختار و یا وظایف پروتئین های تازه کشف شده و توالی های ساختاری RNA
صف بندی پروتئین های مشابه و ایجاد درخت های نژادشناسی برای بررسی روابط تکاملی.

اسلاید 9 :

DNA
پوليمرهايي هستند که از واحدهايي بنام نوکلئوتيد ها ساخته شده اند.
اطلاعات وراثتي هر سلول داراي دستورالعملهايي ها هستند که تعيين مي کنند در چه زماني و چگونه بايد پروتئين ها ساخته شوند
DNA همانند پروتئين داراي اشکال و خصوصيات شيميايي گوناگوني است.
اما خواص شيميايي نوکلئوتيدها بسيار بيشتر از آمينو اسيدها است.
نکته مهمي که وجود دارد اين است که نوکلئوتيدها پايداري بسيار زيادي دارند، بطوريکه مي توانند دقيقا نسخه عين خود را توليد کنند. و اين امر در شناسايي و بدست آوردن مشخصات بسياري از
گونه هاي زيستي حتي پس از از بين رفتنشان کمک فراواني مي نمايد..

اسلاید 10 :

پژوهش هاي بيو انفورماتيك
پروتئوميك : تجزيه و تحليل پروتئينهاي يك موجود زنده
ژنوميك : تجزيه و تحليل دادهها و اطلاعات ژنتيكي بخصوص ژنوم موجودات
متابولوميك: مطالعه و تجزيه وتحليل دادههاي متابوليتهاي سلولي
ترانسكريپتوميك: بررسي.دادهايي كه در خصوص رونويسي از روي DNA است.
زيست سيستم Systems-Biology : پاسخگوئي به مباحث پيچيده زيستي توسط محققان شامل برهمكنش ميان ژنوميك و پروتئوميك و نيز دادههاي بيوانفورماتيك

اسلاید 11 :

زمینه های مهم بیوانفورماتیک

.1تحلیل توالی های ژنوم

در این زمینه بررسی می شود که آیا یک توالی به دست آمده برای یک DNA در برگیرنده ی یک ژن هست یا خیر. اگر وجود دارد در کجای زنجیره ی DNA قرار دارد و آنزیمی که کد می کند چه نقشی در سلول یا فرآیندهای حیاتی ایفا می کند

اسلاید 12 :

.2پیش بینی ساختار سه بعدی پروتئین

کاربرد مولکول های بزرگ پروتئین بستگی زیادی به شکل فضایی و ساختار سه بعدی آن ها دارد. ژن ها با عملکرد پروتئین هایی که می سازند نقش خود را اعمال می کنند. بنابراین لازمه ی شناخت کامل ژن ها ، شناخت کامل پروتئین ها است. 

پیشرفت پروژه های پروتیوم به دلایل زیر کند است: 

• هزینه ی زیاد 

• کندی روند تعیین توالی پروتئین ها 

• مشكل بودن تعيين ساختار سه بعدى پروتئین ها در آزمايشگاه 

دو اصل مهم برای تعیین ساختار سه بعدی پروتئین از روی توالی آن وجود دارد که هر کدام روش جداگانه ای ارائه می دهند:

• پروتئین ها با توالی نسبتاً مشابه ، شکل فضایی شبیه به هم پیدا می کنند.(جست و جو برای یافتن توالی های مشابه

• شکل فضایی مولکول به گونه ای است که به حداقل سطح انرژی برسد (استفاده از قوانین شیمی، فیزیک و ترمودینامیک

اسلاید 13 :

3 تحلیل کارکردی در سطح ژنوم

با به کارگیری روش های آماری پیشرفته و کلاستربندی، مسائلی چون بررسی همزمان میزان فعالیت هزاران ژن در سلول ، تحلیل نحوه تعامل تعداد زیادی پروتئین و تحلیل خصوصیات هزاران سلول جهش یافته در آن واحد حل شده اند. دانش مربوط به این بخش ژنوم شناسی کارکردی نام دارد و از دستاوردهای مهم در این زمینه می توان پیش بینی نقش و کارکرد ژن ها در سلول بدون نیاز به آنالیز داده های پروتئینی را نام برد.

اسلاید 14 :

.4ایجاد و مدیریت پایگاه های داده ای

داده های تولید شده در زیست شناسی مولکولی باید از طریق پایگاه در اختیار پژوهشگران قرار گیرد. نحوه ی حصول اطمینان از صحت داده ها و چگونگی نمایش مفید داده ها از مشکلات اداره کنندگان پایگاه های بزرگ بیوانفورماتیکی هستند. 

.بانک های اطلاعاتی ِ توالی چون بانکِ ژن و EMBL

اسلاید 15 :

.5مدل سازی ریاضی و فرآیندهای حیات

یکی از اهداف مهم بیوانفورماتیک درک کامل سازوکار ارگانیسم های زنده در سطح مولکولی است. برای تحقق این هدف، تلاش می کنند فرآیندهای خاص سلولی را شبیه سازی کرده و با یک پارچه سازی آن ها به یک سلول کامل برسند.

اسلاید 16 :

موضوعات سیستم نرم افزاری بیوانفورماتیک
ماهیت اطلاعات و داده های زیستی
ذخیره سازی اطلاعات ، تجزیه و تحلیل و بازیابی
محاسبه، مدل سازی و شبیه سازی
بیولوژی با معنی اطلاعات و یکپارچگی آنها
کندوکاو در داده ها
مجسم کردن پردازش و تجسم فکری آن
خاتمه این چرخه

اسلاید 17 :

کاربردهاي بيوانفورماتيک
زيست شناسي مولکولي و سلولي
ژنتيک
علوم تکاملي و تکامل نژادي
حوزه هاي مختلف بيوتکنولوژي نظير : صنايع داروسازي ،ميکروبيولوژي، نانو بيوتکنولوژي
کشاورزي
مديريت زيست و اکولوژي
پزشکي
کشف دارو §
طراحي داروهاي مناسب با کمک مدل سازي پروتئين و واکنش آن §
تشخيص بيماري ها §
شناسايي علل ژنتيک بيماري ها
مديريت بيماري ها
جنين شناسي

اسلاید 18 :

اهداف اولیه پروژه ژنوم انسانی درHUGO
در سال ۱۹۹۸ سازمان ژنوم انسانی (HUGO ) ایجاد شد اهداف:.
تعیین نقشه دقیق ژنتیکی کروموزومها
• تهیه نقشه فیزیکی کروموزومهای اورگانیسمهایی که بهعنوان مدل انتخاب شدهاند
• تعیین توالی کل ژنوم انسان 
• ایجاد شبکههای ارتباطی و بانکهای اطلاعاتی

اسلاید 19 :

استراتژي اقتصادي شركتهاي بيوتكنولوژي

1- يك راه، فروش اطلاعات (data) درقالب ژن­هاي كامل يا قطعات ژني است كه ديگران مي­توانند از آن براي شناسايي داروها استفاده كنند.

2- اين شركت‏ها اطلاعات اوليه مربوط به توالي‏هاي ژنومي را به اطلاعات با ارزش‏تر تبديل مي‏كنند و اين كار را نيز معمولاً با مطالعه عمل ژن و دستيابي به فراورده نهايي حاصل از آن صورت
مي‏دهند. به‏عنوان مثال شركت Incyteً اقدام به فروش اطلاعات مربوط به نحوه ابراز RNA نموده است.

اسلاید 20 :

3- بعضي از شركت‏ها نيز با بررسي و مطالعه روي اطلاعات ژنومي و دستيابي به اطلاعات دقيق‏تر و همچنين ثبت و اخذ حق مالكيت اطلاعات جديد، آنرا در زمره فراورده‏هاي تجاري خود درآورده‏اند. براي مثال برخي شركت‏هاي داروسازي با بررسي توالي‏هاي ژنومي و تشخيص محل اثر داروها بر روي ژنوم، درآمدهاي كلاني را كسب‏كرده‏اند. اين شركت‏ها اطلاعات بدست‏آمده را به‏صورت برنامه‏هاي نرم‏افزاري و داده‏هاي ذخيره‏شده درآورده و از طريق اينترنت به‏فروش مي‏رسانند.