Contenu
- Les génomes contiennent beaucoup d'informations
- Données biologiques
- Des milliers de chiffres à craquer
- Biologie des systèmes
La génomique est une branche de la génétique qui étudie les changements à grande échelle dans le génome des organismes. La génomique et son sous-domaine de la transcriptomique, qui étudie les modifications du génome de l'ARN transcrit à partir de l'ADN, étudient que de nombreux gènes ne sont qu'une fois. La génomique peut également impliquer la lecture et l'alignement de très longues séquences d'ADN ou d'ARN. L'analyse et l'interprétation de données aussi complexes et à grande échelle nécessitent l'aide d'ordinateurs. L'esprit humain, même superbe, est incapable de gérer autant d'informations. La bioinformatique est un domaine hybride qui associe les connaissances en biologie et les connaissances en sciences de l'information, qui est un sous-domaine des sciences informatiques.
Les génomes contiennent beaucoup d'informations
Les génomes des organismes sont très grands. On estime que le génome humain contient trois milliards de paires de bases contenant environ 25 000 gènes. À titre de comparaison, on estime à 165 milliards de paires de bases la mouche des fruits contenant 13 000 gènes. De plus, un sous-domaine de la génomique appelé études transcriptomiques indique quels gènes, parmi des dizaines de milliers dans un organisme, sont activés ou désactivés à un moment donné, sur plusieurs points temporels et dans plusieurs conditions expérimentales. En d'autres termes, les données «omiques» contiennent de grandes quantités d'informations que l'esprit humain ne peut pas saisir sans l'aide de méthodes de calcul en bioinformatique.
Données biologiques
La bioinformatique est importante pour la recherche génétique car les données génétiques ont un inconvénient. Le con est la biologie. Les formes de vie ont certaines règles de comportement. La même chose s'applique aux tissus et aux cellules, aux gènes et aux protéines. Ils interagissent de certaines manières et se régulent de certaines manières. Les données complexes et à grande échelle générées par la génomique n’auraient aucun sens si elles n’étaient pas informées du fonctionnement des formes de vie. Les données générées par la génomique peuvent être analysées selon les mêmes méthodes que celles utilisées par les ingénieurs et les physiciens qui étudient les marchés financiers et la fibre optique, mais pour analyser les données de manière judicieuse, il faut connaître la biologie. La bioinformatique est ainsi devenue un domaine de connaissances hybride inestimable.
Des milliers de chiffres à craquer
Le calcul des chiffres est une façon de dire qu'on fait des calculs. La bioinformatique est capable de traiter des dizaines de milliers de chiffres en quelques minutes, en fonction de la rapidité avec laquelle l'ordinateur peut traiter les informations. Omics Research utilise des ordinateurs pour exécuter des algorithmes - des calculs mathématiques - à 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 en composantes principales. Les deux techniques permettent de rechercher des relations entre des échantillons contenant de nombreux facteurs. Cela revient à déterminer si certaines ethnies sont plus communes entre deux sections d'un répertoire: noms de famille commençant par A et noms de famille commençant par B.
Biologie des systèmes
La bioinformatique a permis d’étudier le comportement d’un système comportant des milliers de pièces mobiles au niveau de toutes les pièces en mouvement. C'est comme regarder une volée d'oiseaux voler à l'unisson ou un banc de poissons nager à l'unisson. Auparavant, les généticiens n’étudiaient qu’un gène à la fois. Bien que cette approche ait toujours un mérite incroyable et continuera à le faire, la bioinformatique a permis de nouvelles découvertes. La biologie des systèmes est une approche permettant d’étudier un système biologique en quantifiant plusieurs pièces en mouvement, comme l’étude de la vitesse collective de différentes poches d’oiseaux qui volent en un seul et même grand groupe.