Учреждение образования

”ПОЛЕССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ“

Факультет биотехнологический

Кафедра биохимии и биоинформатики

Управляемая самостоятельная работа № 2

на тему:

Информационные подходы к анализу биологических процессов и систем

Студент 1 курса, гр.23БХ-1		___________		Голуб Сергей Владимирович
Биохимия		(подпись)__________________2024

Проверил		Аль Меселмани Моханад Али
Доцент кафедры биохимии и биоинформатики	(подпись)___________________2024

ПИНСК 2024

Оглавление

Введение	Стр 3
Биодиверсикология	Стр 4
Информационные аспекты изучения структуры и динамики биологического разнообразия	Стр 6
Заключение	Стр9
Список использованной литературы	Стр 10

Введение

Информационные подходы к анализу биологических процессов и систем играют ключевую роль в современных исследованиях. Понимание молекулярных механизмов, лежащих в основе живых организмов, требует системного подхода и использования различных информационных технологий.

Одним из основных методов анализа биологических процессов является биоинформатика, которая объединяет в себе знания из биологии, информатики и статистики. С помощью биоинформатических методов и инструментов исследователи могут анализировать геномы, протеомы и транскриптомы организмов, идентифицировать гены, связанные с определенной болезнью или фенотипом, а также предсказывать структуру и функцию белков.

Другим важным информационным подходом является системная биология, которая изучает живые системы в целом, рассматривая их как сложные сети взаимодействия между молекулами и клетками. Системная биология позволяет строить математические модели биологических процессов, выявлять ключевые узлы в регуляции клеточных функций и прогнозировать реакцию системы на различные воздействия.

Таким образом, информационные подходы к анализу биологических процессов и систем играют важную роль в современной науке, помогая расширить наше понимание живых организмов и развить новые методы диагностики и лечения заболеваний.

Биодиверсикология

Биодиверсикология – раздел науки, объектом рассмотрения которого является биологическое разнообразие, а предметом – закономерности его формирования, структурирования и динамики, функционирования и эволюционирования, это наука, изучающая биологическое разнообразие в различных экосистемах. Она описывает многообразие живых организмов, их экологические взаимодействия и влияние на окружающую среду. Биодиверсикология помогает нам лучше понять важность сохранения разнообразия живых существ для экосистемы и человечества в целом.

Работы в этой области включают в себя изучение генетического разнообразия, охрану видов, восстановление их численности, а также экологическое планирование для сохранения и увеличения биоразнообразия. Биодиверсикология играет ключевую роль в сохранении природы и поддержании устойчивого равновесия в экосистемах.

Биологическое разнообразие – это разнообразие органической жизни на всех уровнях ее организации и во всех аспектах ее проявления. Основными уровнями, на которых рассматривается феномен биологического разнообразия, являются:

 генетический;

 таксономический;

 экологический.

Генетическое разнообразие описывается характером распределения в популяциях и иных группировках особей генов, которые мы можем наблюдать, например, проявлением в фенотипе. Данной проблематикой занимается прежде всего популяционная генетика, методология которой и используется для описания структуры биологического разнообразия на данном уровне.

Биодиверсикология сосредотачивает свое внимание на остальных двух уровнях, – таксономическом и экологическом. Говоря о таксономическом разнообразии, чаще всего имеют ввиду видовое, так как вид является основной таксономической единицей организации жизни на нашей планете. В большинстве местообитаний живые организмы сосуществуют друг с другом, образуя биологические сообщества. Сообщество характеризуется набором присутствующих биологических видов, число которых описывает видовое богатство, а также соотношением числа особей разных видов. В сообществе может присутствовать большое число особей небольшого числа видов, и наоборот. К примеру, в умеренной климатической зоне, в пределах которой лежит территория Республики Беларусь, во время экскурсии на луг мы можем наблюдать десятки экземпляров бабочек-белянок или стрекоз-полевиков. В тропиках вероятность увидеть бабочку нового вида намного выше, нежели второй экземпляр встреченного ранее. Разные виды живых организмов представлены в сообществах различным числом особей. Данная информация не только характеризуетредкость/обычность того или иного вида, но и уровень видового разнообразия такого сообщества в целом. Для количественной оценки данной характеристики (уровня видового разнообразия) и используются индексы видового разнообразия, которые учитывают как число видов, так и равномерность соотношения их численностей принадлежащих к ним особей.

Чтобы не путать разнообразие одного сообщества или внутри одного местообитания, с одной стороны, и сравнительные уровни видового разнообразия для разных сообществ или местообитаний, с другой, было предложено выделять: - α-разнообразие – разнообразие внутри одного местообитания или одного сообщества; - β-разнообразие – разнообразие между местообитаниями; - γ-разнообразие – разнообразие в обширных регионах в масштабах континента, острова, ландшафтно-климатической зоны и т. п. Поэтому при использовании специализированных программных средств расчет таких индексов задается с соответствующих вкладок.