المعلوماتية الحيوية

تعتبر المعلوماتية الحيوية من أحدث علوم الحاسب و تقوم على تحليل المعلومات البيولوجية بإستخدام الكمبيوتر و التقنيات الإحصائية. إذ يعتبر العلم الذي يسعى لإستخدام و تطوير قواعد البيانات و الخوارزميات الحاسوبية لتوسيع و تعزيز الأبحاث البيولوجية.

و من منظور آخر، عرّف المركز العلمي البيو تكنولوجي [NCBI] بأن المعلوماتية الحيوية : حقل من العلم حيث علم الأحياء (Biology) و علم الحاسب (Computer Science) و تكنولوجيا المعلومات (Information Technology) دُمجت سويّةً في مجال علمي واحد.

تعريف المعلوماتية الحيوية :

المعلوماتية الحيوية هي إستخدام تكنولوجيا المعلومات ضمن علم الأحياء (البيولوجيا) للإستفادة من ذلك في عمليات تخزين البيانات (Data Storage And Warehousing) و تحليل سلاسل الحمض النووي (DNA).

للعمل ضمن مجال البيوإنفورماتيك عليك الإلمام بعدد من العلوم تشمل علم الأحياء (Biology) و الرياضيات و علوم الحاسب إضافةً لقوانين الفيزياء و الكيمياء و الأهم طبعاً هو إلمامك بتكنولوجيا المعلومات (IT) و ذلك من أجل تحليل البيانات البيولوجية و دراستها. لا ينحصر إستخدام البيوإنفورماتيك في حوسبة البيانات البيولوجية و إنما يتعدى ذلك إلى حل العديد من المشاكل البيولوجية و إكتشاف الأنماط الإحيائية المتعددة.

تاريخ المعلوماتية الحيوية : 

أول إستخدام لمصطلح المعلوماتية الحيوية Bioinformatics كان عام 1968، من قبل «مارغريت دايهوف – Margret Dayhoff»، و التي تعد رائدة هذا المجال، و لكن ظهر تعريفه للمرة الأولى عام 1978. نشأ هذا العلم و تطور بالتزامن مع نشأة الحواسب و تطورها. حيث يشار إليه أيضًا باسم «علم الأحياء الحاسوبي – Computational Biology».

أساسيات المعلوماتية الحيوية :

1. تطوير الخوارزميات و الأدوات البرمجية. 

2. تحليل و تفسير البيانات الحيوية بإستخدام مجموعة متنوعة من هذه الخوارزميات و الأدوات البرمجية.

لغات البرمجة اللازم تعلمها في مجال المعلوماتية الحيوية : 

1. لغة بايثون Python : و تعتبر من أسهل اللغات البرمجية، بسيطة و واضحة و مستخدمة على نطاق واسع في مجال المعلوماتية الحيوية.

2. لغة بيرل Perl : تستخدم بكثرة في بناء البرمجيات البيولوجية. ليست بسهولة البايثون و وضوحها، لكنها لغة مفيدة و مرنة.

3. لغة آر R : لغة برمجية إحصائية، مثالية للرسم البياني، تحتوي على الكثير من الأدوات البرمجية البيولوجية المجانية.

المهارات المطلوبة لدراسة مجال المعلوماتية الحيوية : 

مجال المعلوماتية الحيوية Bioinformatics يحتاج إلى الإلمام بعدة علوم لكي تصبح خبيراً فيه، تلك العلوم تتضمن ما يلي :

• علوم الحاسب الأساسية.

• البرمجة و لغاتها، حيث تحتاج لغات برمجة معينة بشكل أساسي في هذا المجال.

• علم الأحياء و الوراثة.

• تكنولوجيا المعلومات.

تطبيقات مجال المعلوماتية الحيوية و أهميتها : 

1. المجال الطبي : ساهمت المعلوماتية الحيوية في إكتشاف و تصميم الأدوية Drug Design and Discovery، حيث تلعب دورًا في التنبؤ بالبنية البروتينية للمستقبلات الخلوية، و هو من المراحل المهمة في رحلة إكتشاف دواء جديد.

2. العلاج الجيني : هو أحد أهم المجالات الطبية الحديثة التي تشكل أملًا لعلاج الكثير من الأمراض المزمنة و الغير قابلة للعلاج بالطرق التقليدية.

3. الطب الشخصي : هو نموذج من الممارسات العلاجية المصممة خصيصًا لكل مريض استنادًا لطبيعة مرضه و الإستجابة المتوقعة.

4. المجال الزراعي و البيئي : تساهم المعلوماتية الحيوية في تطوير المحاصيل الزراعية و تحسين جودة الأغذية، و التغلب على مشكلة تطور مقاومة الحشرات للمبيدات الحشرية، و العديد من التطبيقات الأخرى المفيدة.

مجالات المعلوماتية الحيوية :

1. المراكز البحثية.

2. المستشفيات. 

3. الشركات الصيدلانية. 

4. شركات المنتجات الحيوية.

محاضرات و كورسات مفيدة لمجال المعلوماتية الحيوية :

1. فيديو من TEDx Talks يشرح بعضًا من إستخدامات المعلوماتية الحيوية و تطبيقاتها في مجال الأمراض بأسلوب ملهم و جميل (الرابط هنا).

2. مقدمة من جزئين عن المعلوماتية الحيوية مشروحة بشكل منظم للراغبين بأخذ لمحة سريعة عن هذا المجال. (هنا و هنا). 

3. سلسلة من 30 محاضرة من جامعة كاليفورنيا عن أساسيات الخوارزميات في المعلوماتية الحيوية (Fundamental Algorithms in Bioinformatics) على اليوتيوب (هنا).

4. مجموعة كورسات Bioinformatics من منصة Edx، بعضها مجاني، (هنا).

مصادر عربية :

1. قناة يوتيوب لتعلم المعلوماتية الحيوية باللغة العربية، (هنا).

2. موقع عربي متخصص بالمعلوماتية الحيوية بالعربية، (هنا).

مصادر أخرى :

1. قاموس و مرجع مفيد للمصطلحات الشائعة و المستخدمة في مجال المعلوماتية الحيوية، (هنا).

2. إذا كان لديك سؤال في البيولوجيا فهذا موقع مفيد، (هنا).

المراجع : 

1. المرجع الأول

2. المرجع الثاني

3. المرجع الثالث

4. المرجع الرابع