Hesablama biologiyası — bioloji sistemlərin və proseslərin öyrənilməsi üçün riyazi modellərdən, statistik üsullardan və kompüter alqoritmlərindən istifadə edən multidissiplinar elmi sahə. Bu sahə biologiya, informatika, statistika, riyaziyyat və bioinformatikanın metodlarını birləşdirərək mürəkkəb bioloji məlumatların təhlilinə imkan yaradır. Hesablama biologiyası xüsusilə genomika, proteomika, sistem biologiyası və təkamül biologiyası kimi sahələrdə geniş tətbiq olunur.[1]
.jpg)
Hesablama biologiyasının formalaşması XX əsrin ikinci yarısında kompüter texnologiyalarının inkişafı ilə bağlıdır. Molekulyar biologiyada məlumatların sürətlə artması alimləri bu məlumatların analiz edilməsi üçün yeni üsullar axtarmağa vadar etmişdir. 1950–1960-cı illərdə DNT və zülal ardıcıllıqlarının müqayisəsi üçün ilk hesablama metodları yaradılmışdır.[2]
1970-ci illərdə bioloji ardıcıllıqların müqayisəsi və təkamül əlaqələrinin araşdırılması üçün yeni alqoritmlər hazırlanmışdır. 1990-cı illərdə isə İnsan Genomu Layihəsi (ing. Human Genome Project) kimi iri beynəlxalq layihələr nəticəsində genom məlumatlarının kütləvi şəkildə toplanması hesablama biologiyasının sürətli inkişafına səbəb olmuşdur. Bu dövrdə yüksək məhsuldarlıqlı hesablama sistemləri və məlumat bazaları biologiya tədqiqatlarının ayrılmaz hissəsinə çevrilmişdir.[3]
Hesablama biologiyası müxtəlif tədqiqat istiqamətlərini əhatə edir. Bu istiqamətlər bioloji məlumatların toplanması, emalı və modelləşdirilməsi ilə əlaqədardır.[4]
Bu istiqamət zülalların və digər biomolekulların üçölçülü quruluşunun kompüter modelləri vasitəsilə tədqiqini əhatə edir. Molekulyar modelləşdirmə və simulyasiya üsulları zülal qatlanması və molekulyar qarşılıqlı təsirlərin öyrənilməsində istifadə olunur.
Sistem biologiyası hüceyrə və orqanizm səviyyəsində bioloji proseslərin qarşılıqlı əlaqələrini araşdırır. Hesablama modelləri metabolik şəbəkələrin, gen tənzimləmə sistemlərinin və siqnal ötürmə yollarının analizində mühüm rol oynayır.[7]
Hesablama biologiyasında istifadə olunan metodlar müxtəlif riyazi və kompüter texnologiyalarına əsaslanır. Bunlara aşağıdakılar daxildir:[10]
- alqoritmlər və məlumat strukturları
- statistik modelləşdirmə
- maşın öyrənməsi və süni intellekt üsulları
- verilənlər bazası sistemləri
- yüksək məhsuldarlıqlı hesablama (high-performance computing)[11]
Bu metodlar böyük həcmli bioloji məlumatların (məsələn, genom məlumatlarının) analizini və vizuallaşdırılmasını mümkün edir.
- ↑ Bourne, Philip. "Rise and Demise of Bioinformatics? Promise and Progress". PLOS Computational Biology. 8 (4). 2012. Bibcode:2012PLSCB...8E2487O. doi:10.1371/journal.pcbi.1002487. PMC 3343106. PMID 22570600.
- ↑ Hogeweg, Paulien. "The Roots of Bioinformatics in Theoretical Biology". PLOS Computational Biology. 3. 7 (3). 7 mart 2011. Bibcode:2011PLSCB...7E2021H. doi:10.1371/journal.pcbi.1002021. PMC 3068925. PMID 21483479.
- ↑ "The Human Genome Project". The Human Genome Project. 22 dekabr 2020. İstifadə tarixi: 13 aprel 2022.
- ↑ "Human Genome Project FAQ". National Human Genome Research Institute (ingilis). 24 fevral 2020. 23 aprel 2022 tarixində orijinalından arxivləşdirilib. İstifadə tarixi: 20 aprel 2022. (#invalid_param_val)
- ↑ "T2T-CHM13v1.1 - Genome - Assembly". NCBI. 29 iyun 2023 tarixində arxivləşdirilib. İstifadə tarixi: 20 aprel 2022.
- ↑ "Genome List - Genome". NCBI. 28 noyabr 2011 tarixində arxivləşdirilib. İstifadə tarixi: 20 aprel 2022.
- ↑ Restrepo, Silvia; Pinzón, Andrés; Rodríguez-R, Luis Miguel; Sierra, Roberto; Grajales, Alejandro; Bernal, Adriana; Barreto, Emiliano; Moreno, Pedro; Zambrano, María Mercedes; Cristancho, Marco; González, Andrés; Castro, Harold. "Computational Biology in Colombia". PLOS Computational Biology. 5 (10). oktyabr 2009. Bibcode:2009PLSCB...5E0535R. doi:10.1371/journal.pcbi.1000535. PMC 2762518. PMID 19876381. İstifadə tarixi: 6 oktyabr 2024.
- ↑ Bujnicki, Janusz M.; Tiuryn, Jerzy. "Bioinformatics and Computational Biology in Poland". PLOS Computational Biology (ingilis). 9 (5). 2 may 2013. Bibcode:2013PLSCB...9E3048B. doi:10.1371/journal.pcbi.1003048. ISSN 1553-7358. PMC 3642042. PMID 23658507.
- ↑ Grenander, Ulf; Miller, Michael I. "Computational Anatomy: An Emerging Discipline". Q. Appl. Math. 56 (4). 1 dekabr 1998: 617–694. Bibcode:1998QApMa..56..617G. doi:10.1090/qam/1668732.
- ↑ "COSI Information". www.iscb.org. 21 aprel 2022 tarixində arxivləşdirilib. İstifadə tarixi: 21 aprel 2022.
- ↑ Kitano, Hiroaki. "Computational systems biology". Nature. 420 (6912). 14 noyabr 2002: 206–10. Bibcode:2002Natur.420..206K. doi:10.1038/nature01254. PMID 12432404. ProQuest 204483859.