Биоинформатика. Характеристика. Объекты изучения. Перспективы использования в медицине и фармации.

Биоинформатика - область вычислительной биологии, применяющий машинные алгоритмы и статистические методы для анализа больших наборов биологических данных, которые, как правило, состоят из большого числа нуклеотидных ( ДНК и РНК) и пептидных ( белки) последовательностей и данных структуры белков.

Главные направления исследований биоинформатики включают выравнивания последовательностей, поиск генов, сборку геномов, выравнивание структур белков, предсказания структуры белков, предсказания экспрессии генов и белок-белковой взаимодействия и реконструкции процесса эволюции.

Большим направлением исследований биоинформатики - получение высококачественных последовательностей геномов из фрагментов послидовнотей, полученных с помощью традиционных методов секвенирования ДНК и конструирование сигнальных сетей по данным ДНК-микрочипов. В последнем случае биоинформатика нередко пересекается с системной биологией.

Биоинформатика очень легко влилась в фармакологию. Она дает возможность по структуре макромолекулы очень быстро найти гены-мишени и создать новые лекарственные препараты, позволяя снизить срок проектирования препарата с 5–6 лет до нескольких месяцев, а также интегрировалась во многие другие медицинские и биологические науки.

Протеомика. Характеристика. Объекты изучения. Перспективы использования в медицине и фармации.

Протеомика — наука, основным предметом изучения которой являются белки, их функции и взаимодействия в живых организмах, в том числе — в человеческом. Основная задача протеомики — количественный анализ экспрессии белков в клетках в зависимости от их типа, состояния или влияния внешних условий[1]. Протеомика осуществляет сравнительный анализ больших групп белков — от всех белков, вовлеченных в тот или иной биологический процесс[2] до полного протеома.

Преимуществом протеомики перед геномикой является тот факт, что наличие какого-либо гена в геноме не означает, что с него производится транскрипция, а наличие транскрипта не означает, что с него происходит трансляция, а даже если происходит, то транскрипт не позволяет однозначно говорить о структуре белка, его созревании и локализации. Для ответа на эти вопросы и необходим арсенал современной протеомики.

В медицине

Сравнение протеомов здорового и больного пациентов позволяет выявить конкретные белки, потенциально вовлеченные в развитие болезни, которые в дальнейшем могут стать мишенями для новых лекарственных препаратов. Кроме того, если такие белки уже известны, анализ протеома может использоваться как метод ранней диагностики. Анализ протеома дает больше информации, чем сравнение уровня экспресии по мРНК, так как учитывает еще и посттрансляционные модификации и альтернативный сплайсинг.

Сравнительная протеомика

Сравнение протеомов двух организмов (необязательно близкородственных) позволяет выявить как общие для этих двух организмов белки, так и белки, которые обуславливают различия их фенотипов. Такой анализ может давать информацию, полезную для понимания эволюционного процесса[4] , а иногда это позволяет определить раннее неизвестные функции белков. Например, при помощи сравнительной протеомики были выявлены белки Nilaparvata lugens, вовлеченные в процессы, связанные с размножением, чья экспрессия изменяется в ответ на обработку инсектицидами.

Иммунобиотехнология. Цели и задачи. Направления развития.

-составная часть биотехнологии, связанная с получением и производством иммунопрепаратов, обладающих свойствами антиген или антитело.