İçeriğe atla

Hesaplamalı biyoloji

Bir protein interaksiyon ağı. Hesaplamalı biyoloji alanında kullanılan metodlar sonucu elde edilmiş bir görsel.

Hesaplamalı biyoloji veya bilişimsel biyoloji, biyolojik, ekolojik, davranışsal ve sosyal sistemlerin araştırılmasında veri analitik ve teorik yöntemlerin, matematiksel modelleme ve hesaplamalı simülasyon tekniklerinin geliştirilmesini ve uygulanmasını içerir. Disiplinlerarası bir alandır ve de farklı disiplinleri kucaklar. Temelinde biyoloji, uygulamalı matematik, istatistik, biyokimya, kimya, biyofizik, moleküler biyoloji, genetik, genomik, bilgisayar bilimi ve evrim yer almaktadır.

Hesaplamalı biyoloji alanı biyolojik bilgisayar disipliniyle karıştırılmamalıdır. Biyolojik bilgisayar disiplini, bilgisayar bilimleri ve bilgisayar mühendisliği'nin bir alt dalıdır ve bilgisayar inşaası için biyoloji ve biyomühendislik temellerini kullanır. Bir diğer disiplinlerarası alan olan, bilgisayarlarla biyolojik data işlemesi üzerine odaklanan biyoinformatik hesaplamalı biyolojiye daha çok benzerlik gösterir.

Alt dallar

  • Hesaplamalı anatomi
  • Hesaplamalı biyo-modelleme
  • Hesaplamalı genomik
  • Hesaplamalı sinirbilim
  • Hesaplamalı farmakoloji
  • Hesaplamalı evrimsel biyoloji
  • Hesaplamalı kanser biyolojisi
  • Hesaplamalı nöropsikiyatri

Kullanılan yazılımlar ve veritabanları

Hesaplamalı Biyologlar çeşitli yazılımlar kullanırlar. Bunlar komut satırı programlarından, web tabanlı programlara kadar değişiklik gösterebilir.

Aynı zamanda veritabanları da hesaplamalı biyoloji araştırmalarında çok önemli bir yerer sahiptir. Biyolojik veri, araştırmaların bel kemiğini oluşturmaktadır ve de dünyaca ünlü açık erişim veritabanları sayesinde araştırmalar her isteyen tarafından yapılabilmektedir.

Veritabanlarına ve yazılımlara bazı örnekler olarak şunlar gösterilebilir:

  • Kyoto Encylopedia of Genes and Genomes (en:KEGG):[1] Biyolojik yolakların, genlerin, proteinlerin ve de genomların çok fazla tür için bütün detaylarını gösteren bir veritabanıdır.
  • en:Multiple EM for Motif Elicitation (MEME):[2] Verilen genetik dizilimde tekrar eden motif paternlerini saptayan açık kaynaklı web-tabanlı yazılım.
  • Tomtom:[3] Verilen bir motifi veritabanındaki başka motifler ile karşılaştıran web-tabanlı yazılım.

Konferanslar

Hesaplamalı biyoloji ile ilgili birkaç büyük konferans mevcuttur. Bazı önemli örnekler olarak şunlar verilebilir: en:Intelligent Systems for Molecular Biology (ISMB), en:European Conference on Computational Biology (ECCB) ve en:Research in Computational Molecular Biology (RECOMB).

Bilimsel Dergiler

Hesaplamalı biyolojiye adanmış çok sayıda dergi vardır. Bazı önemli örnekler olarak en:Journal of Computational Biology ve en:PLOS Computational Biology gösterilebilir. PLOS Computational Biology dergisi hakemli bir dergi olup, bu alanda çeşitli önemli projelere öncülük etmektedir. Yazılımlarla ilgili incelemeler, açık kaynaklı yazılım tutorialları sunar ve yaklaşan hesaplamalı biyoloji konferansları hakkında bilgiler verir. Aynı zamanda açık erişimli bir dergidir . Atıfta bulunulduğu süreçte dergideki yayınlar özgürce ve bedelsiz bir şekilde kullanılabilir.[4]

Ayrıca bakınız

Kaynakça

  1. ^ "Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes". Kanehisa, M. and Goto, S. 25 Temmuz 2003 tarihinde kaynağından arşivlendi. 
  2. ^ "MEME". 19 Nisan 2015 tarihinde kaynağından arşivlendi. 
  3. ^ "Tomtom". 19 Nisan 2015 tarihinde kaynağından arşivlendi. 
  4. ^ "PLOS Computational Biology: A Peer-Reviewed Open-Access Journal". journals.plos.org. 10 Mayıs 2015 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 28 Mayıs 2020. 

İlgili Araştırma Makaleleri

Zooloji hayvanların bilimsel olarak incelenmesidir. Çalışmaları, hem yaşayan hem de soyu tükenmiş tüm hayvanların yapısını, embriyolojisini, sınıflandırmasını, alışkanlıklarını ve dağılımını ve ekosistemleriyle nasıl etkileşime girdiklerini içerir. Zooloji, biyolojinin ana dallarından biridir. Terim, Antik Yunanca ζῷον, zōion ('hayvan') ve λόγος, logos kelimelerinden türetilmiştir.

<span class="mw-page-title-main">Biyofizik</span> Fiziksel bilimlerdeki yöntemleri kullanarak biyolojik sistemlerin incelenmesi

Biyofizik, biyolojik olayları incelemek için fizikte geleneksel olarak kullanılan yaklaşım ve yöntemleri uygulayan disiplinler arası bir bilimdir. Biyofizik, moleküler seviyeden organizma ve popülasyon seviyesine kadar tüm biyolojik organizasyon ölçeklerini kapsar. Biyofiziksel araştırmalar biyokimya, moleküler biyoloji, fizikokimya, fizyoloji, nanoteknoloji, biyomühendislik, hesaplamalı biyoloji, biyomekanik, gelişim biyolojisi ve sistem biyolojisi ile önemli ölçüde örtüşmektedir.

<span class="mw-page-title-main">Evrimsel biyoloji</span> canlı çeşitliliğini ve gelişimini inceleyen bilim dalı

Evrimsel biyoloji; biyoloji konularını, canlıların evrimini göz önüne alarak inceleyen bilim dalıdır. Taksonomi biliminin temelinde evrimsel biyoloji yer almaktadır. Canlıları sistematik bir şekilde ayırmada, canlıların evrimsel akrabalıkları ve farklılıkları göz önüne alınır. Ayrıca birçok ekolojik ilişkinin açıklanmasında evrimsel biyoloji kullanılır. Moleküler biyolojide DNA ve RNA dizilerinin baz dizilişleri göz önüne alınarak canlıların hatta organellerin mikroorganizmalarla olan akrabalıkları incelenmekte ve bu incelemede evrimsel biyoloji temel alınmaktadır.

<span class="mw-page-title-main">Biyoenformatik</span> büyük, karmaşık biyolojik veri setlerinin hesaplamalı analizi

Biyobilişim veya Biyoenformatik, biyolojinin çeşitli dalları, ancak özellikle moleküler biyoloji ile bilgisayar teknolojisini ve bununla ilişkili veri işleme aygıtlarını bünyesinde barındıran bilimsel disiplin. Bir diğer tanımla, karmaşık biyolojik verilerin derlenmesi ve analiz edilmesi bilimidir.

<span class="mw-page-title-main">Sistem biyolojisi</span>

Sistem biyolojisi biyomedikal ve biyolojik bilimsel araştırma uygulanan gelişmekte olan bir yaklaşımdır. Sistem biyolojisi biyolojik ve biyomedikal araştırma daha bütünsel bir bakış açısı ile, biyolojik sistemleri içinde karmaşık etkileşimler üzerinde yaklaşım odaklanan bir çalışma biyoloji tabanlı disiplinler arası bir alandır. Özellikle 2000 yılından itibaren, kavram bağlamlarda çeşitli biyolojik bilimler alanında yaygın olarak kullanılmaktadır.Outreaching biri sistem biyolojisi amacı acil özellikleri, olan teorik açıklamalar sistemleri biyoloji havale giren teknikleri kullanarak mümkündür bir sistem olarak işleyen hücre, doku ve organizmaların özellikleri modeli ve keşfetmektir. Bunlar tipik olarak metabolik ağların veya hücre sinyalizasyon ağları içerir.

PLOS Genetics, PLOS tarafından aylık olarak yayınlanan akran denetimli bir açık erişim dergisidir. 7 PLOS dergisinin içinde, "toplum dergisi" olan dört dergiden biridir ve biyolojinin tüm alanlarından orijinal katkılar yayınlayarak genetik ve genomiğin tüm genişliğini ve interdisipliner doğasını göstermeyi amaçlamaktadır. PLOS Genetics 2005'te Wayne N. Frankel tarafından bulunmuştur ve bugünlerde sorumlu müdürler Gregory S. Barsh and Gregory P. Copenhaver'ın liderliğindeki uluslararası bir komite tarafından yönetilmektedir. PLOS Genetikteki tüm içerik Creative Commons Attribution lisansı altında yayınlanmaktadır, bu da içeriğin, orijinal yazarlar ve kaynaklar alıntılanarak ücretsiz olarak dağıtılabilmesini ve kullanılabilmesini sağlamaktadır.

Bir ajan tabanlı modelleme, sistem üzerindeki etkilerini bir bütün olarak değerlendirmek amacıyla özerk temsilcilerin eylemlerini ve etkileşimlerini taklit etmek için bir hesaplama modelleri sınıfından biridir. Oyun teorisi, kompleks sistemler, ortaya çıkma, hesaplama sosyolojisi, çok etmenli sistemler ve evrimsel programlama unsurlarını birleştirir. Monte Carlo yöntemleri rassallığı tanıtmak için kullanılır. Özellikle ekoloji içerisinde, ABM'lere bireysel tabanlı modeller (IBM) adı da verilir ve IBM'lerdeki bireyler ABM'ler içindeki tamamen özerk ajanlardan daha basit olabilir. Bireysel tabanlı modeller, ajan tabanlı modeller ve çok ajanlı sistemler hakkındaki son literatürün gözden geçirilmesi, ABM'lerin biyoloji, ekoloji ve sosyal bilim de dahil olmak üzere bilgisayarla ilgisiz bilimsel alanlarda kullanıldığını göstermektedir. Ajan tabanlı modelleme, çok etmenli sistemler veya çoklu etmen simülasyonu kavramından farklıdır; ABM' nin amacı, genellikle doğal sistemlerde basit kurallara uyan temsilcilerin ortak davranışlarına açıklayıcı bir bakış açısı bulmaktır.

Hesaplamalı model, karmaşık sistemlerin davranışını matematik, fizik ve bilgisayar bilimleri kullanarak simüle etmek ve incelemek için bilgisayarların kullanılmasıdır.

<span class="mw-page-title-main">Bilimsel hesaplama</span>

Bilimsel hesaplama karmaşık problemleri anlamak ve çözmek için gelişmiş bilgi işlem yeteneklerini kullanan çok disiplinli bir alandır. Hesaplamalı bilim üç farklı unsuru birleştirmektedir:

<span class="mw-page-title-main">Sistemler Modelleme</span>

Sistemleri modelleme veya sistem modelleme iş ve bilgi teknolojileri (IT) gelişiminde sistemleri inşa etmek ve kavramsallaştırmak için modellerin kullanımının disiplinlerarası çalışmasıdır.

<span class="mw-page-title-main">Hesaplamalı dilbilim</span>

Bilgisayarlı dilbilim veya hesaplamalı dilbilim, doğal dilin istatistiksel veya kural tabanlı modelleme yöntemleriyle ve hesaplamalı bir perspektif ile inceleyen disiplinler arası bir bilgisayar bilimi alanıdır.

Nöroinformatik, hesaplama modelleri ve analitik araçların uygulanmasıyla sinirbilim verilerinin düzenlenmesi ile ilgili bir araştırma alanıdır. Bu araştırma alanları giderek daha büyük hacimli, yüksek boyutlu ve ince taneli deneysel verilerin entegrasyonu ve analizi için önemlidir. Nöroinformatistler, klinisyenler ve araştırma bilimcileri için hesaplamalı araçlar, matematiksel modeller sağlar ve birlikte çalışabilir veritabanları oluşturur. Sinirbilim, birçok ve çeşitli alt disiplinlerden oluşan heterojen bir alandır. Beyin anlayışımızın derinleşmeye devam edebilmesi için, bu alt disiplinlerin verileri ve bulguları anlamlı bir şekilde paylaşabilmeleri gerekir; Nöroinformatistler bunu kolaylaştırır.

<span class="mw-page-title-main">Matematiksel ve teorik biyoloji</span>

Matematiksel ve teorik biyoloji, biyolojinin bilimsel teorileri kanıtlamak için gerekli deneyleri yapmakla uğraşan deneysel biyoloji dalının aksine biyolojik sistemlerin yapılarının, gelişimlerinin ve davranışlarının altında yatan ilkeleri araştırmak için yaşayan organizmaların teorik analizlerini, matematiksel modellerini ve soyutlamalarını kullanan bir dalıdır. Bu alan aynı zamanda matematiksel yanını vurgulamak için matematiksel biyoloji ya da biyomatematik ya da biyolojik yanını vurgulamak için ise teorik biyoloji olarak da adlandırılır. Teorik biyolojinin odak noktası daha çok biyolojinin teorik ilkelerinin geliştirilmesi iken matematiksel biyoloji biyolojik sistemlerin incelenmesinde matematiği kullanır ama her iki terim de bazen birbirinin yerine kullanılabilmektedir.

Molecular Systems Biology sistem biyolojisi, sentetik biyoloji ve sistemik tıp alanlarında makaleler yayımlayan, hakemli ve açık erişimli bir bilimsel dergidir. Sistem biyolojisi moleküller, hücreler, organlar ve organizmalar gibi biyolojik varlıklara ait komponentlerin davranış ve etkileşimlerini inceleyen bilim dalıdır. Dergi sitesinde sistem biyolojisi: kompleks biyolojik sistemlerin özelliklerini ve davranışlarını, bu sistemlerin komponentleri ve ilişkilerini kullanarak açıklamaya çalışan bütünleştirici bir bilim dalı olarak tanımlanmakta ve sistem biyolojisine özellikle moleküler seviyede, genomik, proteomik, metabolomik, mikrobiyal sistemler, hücre sinyalizasyonunun ve düzenleyici ağların entegrasyonu gibi konuları içerecek şekilde yer verilmektedir.

<span class="mw-page-title-main">Biyomedikal bilimler</span> Bilimin sağlık hizmetlerine uygulanması

Biyomedikal bilimler, sağlık veya halk sağlığı alanında kullanılan bilgi, müdahaleler veya teknolojiyi geliştirmek için doğa biliminin veya resmi bilimin veya her ikisinin bazı kısımlarını uygulayan bir bilimler dizisidir. Biyomedikal bilimler, sağlık, hastalık ve davranış hakkında bilgi üretiminin önde gelen bir alanı haline gelmiştir. Biyomedikal bilimler, sağlık, hastalık ve davranış hakkında bilgi üretiminin önemli bir alanı haline gelmiştir.

KEGG, genomlar, biyolojik yollar, hastalıklar, ilaçlar ve kimyasal maddelerle ilgili bir veritabanı koleksiyonudur. KEGG, genomik, metagenomik, metabolomik ve diğer omik çalışmalarındaki veri analizi, sistem biyolojisinde modelleme ve simülasyon ve ilaç geliştirmede translasyonel araştırma dahil olmak üzere biyoinformatik araştırma ve eğitim için kullanılır.

Web tabanlı simülasyon, bilgisayar simülasyonu hizmetlerinin World Wide Web üzerinden, özellikle de bir web tarayıcısı aracılığıyla sunulması ve kullanılmasıdır. Web, giderek artan bir şekilde modelleme ve simülasyon uygulamaları sağlamak için elverişli bir ortam olarak görülmekte ve bu nedenle simülasyon topluluğu içinde gelişmekte olan bir araştırma alanıdır.

<span class="mw-page-title-main">Biyolojinin ana hatları</span> Vikimedya liste maddesi

Biyoloji - Yaşamı inceleyen doğa bilimi. Odaklandığı alanlar arasında yapı, işlev, büyüme, köken, evrim, dağılım ve taksonomi yer alır.

Hesaplamalı arkeoloji, uzun vadedeki insan davranışı ve davranışsal evrimin incelenmesi için bilgisayar tabanlı analitik yöntemleri ifade eder. Adlarının önüne 'hesaplamalı' sözcüğü eklenmiş olan diğer alt disiplinlerde olduğu gibi, terim, bilgisayar yardımı olmadan gerçekçi bir şekilde gerçekleştirilemeyen yöntemleri temsil etmektedir.

<span class="mw-page-title-main">Biyolojik veritabanı</span> biyolojik bilgi veritabanı

Biyolojik veritabanları, bilimsel deneylerden, yayınlanmış literatürden, yüksek verimli deney teknolojisinden ve hesaplamalı analizlerden toplanan biyolojik bilimler kütüphaneleridir. Genomik, proteomik, metabolomik, mikroarray gen ifadesi ve filogenetik gibi araştırma alanlarından bilgiler içerirler. Biyolojik veritabanlarında yer alan bilgiler arasında gen fonksiyonu, yapısı, lokalizasyonu, mutasyonların klinik etkilerinin yanı sıra biyolojik dizilerin ve yapıların benzerlikleri yer almaktadır.