Laskennallinen biologia

Laskennallinen biologia on tieteidenvälinen lähestymistapa, joka hyödyntää tietojenkäsittelytieteen (ja tietojenkäsittelyn ), soveltavan matematiikan ja tilastojen edistysaskeleita biologian esittämien ongelmien ratkaisemiseksi . Biologian tärkeimmät alat, joilla tällaisia menetelmiä sovelletaan, ovat:

Bioinformatiikka – soveltaa konealgoritmeja ja tilastollisia menetelmiä biologisiin tietokokonaisuuksiin , jotka koostuvat tyypillisesti suuresta määrästä DNA- , RNA- ja proteiinisekvenssejä . Jos puhumme erityisistä esimerkeistä, niin tämä on sekvenssivertailu (käytetään sekä sekvenssin etsimiseen tietokannasta että homologisten ketjujen vertailuun), geenien etsiminen ja geenien ilmentymisen ennustaminen . Tämä on erittäin laaja tieteellinen ala; termi "laskennallinen biologia" toimii usein synonyyminä bioinformatialle, mikä ei ole täysin oikein.

Laskennallinen biomallinnus, biokybernetiikan osa-alue,joka käsitteleebiologisten järjestelmien laskennallisten mallien rakentamista.

Laskennallinen genomiikka , genomiikan haara,joka tutkii solujen ja organismien genomeja korkean suorituskyvyn genomisella sekvensoinnilla (joka vaatii merkittävää jälkikäsittelyä – niin sanottua genomikokoonpanoa ) ja joka käyttää DNA-mikrosirumenetelmää ekspressoitujen geenien tilastolliseen analysointiin. tietyissä solutyypeissä.

Molekyylimallinnus , tutkimusala, joka sisältää teoreettisia ja laskennallisia menetelmiä molekyylien ja molekyylien käyttäytymisen mallintamiseksi tai simuloimiseksi laajimmassa merkityksessä - jotka koostuvat muutamasta atomista "jättiläisiin" biologisiin ketjuihin.

Systeemibiologia , jonka tavoitteena on mallintaa täysimittaisia biologisia vuorovaikutusverkostoja (koko solulle tai jopa kokonaiselle organismille), käyttää usein differentiaaliyhtälöitä .

Proteiinirakenteen ennustaminen ja rakennegenomiikka ovat yrityksiä laskea systemaattisesti tarkkoja kolmiulotteisia malleja proteiinirakenteista, joita ei ole vielä saatu kokeellisesti.

Biokemian ja biofysiikan laskennalliset osa- alat , joissa hyödynnetään laajasti rakenteellisia mallinnus- ja simulaatiomenetelmiä, kuten molekyylidynamiikkaa tai Boltzmannin näytteenottomenetelmää (joka puolestaan perustuu Monte Carlon menetelmään ), yritettäessä valaista proteiinien toimintojen kinetiikkaa ja termodynamiikkaa .
Neurobiologia on tieteellinen tieteenala, joka tutkii hermoverkkojen roolia aivoissa. Neurotieteen teoreettiset perusteet hahmotteli kanadalainen tiedemies Donald Hebb kirjassa The Organisation of Behavior (1949) [1] .

Katso myös

Richard Musland. Miten näemme? Visuaalisen havainnon neurobiologia = Richard Masland. Tiedämme sen, kun näemme sen: mitä näön neurobiologia kertoo meille siitä, miten ajattelemme. — M .: Alpina Publisher , 2021. — 304 s. — ISBN 978-5-9614-7248-6 .
Donald O. Hebb Käyttäytymisen organisaatio . 1949. John Wiley & Sons. ISBN 978-0-471-36727-7