آشنایی با نرم افزارهای بیوانفورماتیکی

چرا یک دانشجوی زیست شناسی، باید با نرم افزارهای بیوانفورماتیکی آشنا باشد؟

با توجه به اینکه امروزه پژوهش در حوزه های مختلف زیست شناسی، مستلزم کار با ابزارهای بیوانفورماتیکی برای تحلیل نتایج، پیش بینی و همچنین مدل سازی های زیستی است، برای هر زیست شناس واجب است که در حوزه پژوهشی خود با نرم افزارهای بیوانفورماتیکی آشنا بوده و بتواند از آن ها برای انجام کارهای خود استفاده کند.

دسته بندی نرم افزارهای بیوانفورماتیکی بر اساس کاربرد

۱- نرم افزارهای طراحی پرایمر (Oligo7, Gene Runner, Allele ID, Primer3)
برای انجام هر نوع واکنش PCR، به پرایمرهای اختصاصی نیاز داریم که باید با نرم افزارهای طراحی پرایمر، طراحی شده و اختصاصیت آن چک شود.

۲- نرم افزارهای sequence alignment و رسم درخت¬های فایلوژنی (Clustal X, MEGA X)برای مقایسه شباهت و تفاوت توالی های مختلف (برای مثال در یک خانواده ژنی و یا گونه های نزدیک به هم) و بعد از آن، رسم درخت های تکاملی، استفاده از این نرم افزارها پیشنهاد می شود.

۳- نرم افزارهای آنالیز آماری داده های زیستی (SPSS, Graph Pad prism)
پس از انجام پژوهش هایی که منجر به تولید داده های زیستی می شود، این داده ها بایستی ازلحاظ آماری مورد بررسی قرار گیرند تا از نظر علمی، قابل استناد باشند. با توجه به ابزارهایی که این برنامه ها دارند، می توان از آن ها برای آنالیز آماری داده های زیستی استفاده کرد.

۴- نرم افزارهای ترسیم شبکه های بیان ژنی، پروتئینی و متابولیتی (Cytoscape, Fun Rich)
در سلول های ما، شبکه های مختلف بیان ژنی، تنظیمی، پروتئینی و متابولیتی وجود دارند. برای مصور کردن این شبکه ها و نشان دادن ارتباط بین آن ها و استفاده در مقالات و یا پایان نامه ها، می توان از این نرم افزارها استفاده کرد.

۵- نرم افزارهای طراحی دارو (Auto Dock, Molegro Virtual Docker)
در فرایند طراحی دارو یک بخش مهم، پیش بینی اتصال دارو به لیگاند مورد نظر است که با استفاده از این نرم افزارها می توان این پیش بینی را انجام داد.

۶- نرم افزارهای کنترل کیفی داده های بیان ژنی (fast QC)
پروفایل های بیان ژنی، عموما بصورت داده های خام در اختیار پژوهشگران قرار می گیرند که باید ابتدا از نظر کیفیت مورد بررسی قرار گیرند. با استفاده از ابزارهایی ازاین دست می توان کیفیت داده ها را بررسی کرد.

۷- نرم افزارهای برنامه نویسی برای حوزه های زیستی (R, Python)برای آنالیز داده های حجیم زیستی (high throughput data) و ترسیم انواع نمودار برای آن ها می توان از این نرم افزارهای برنامه نویسی استفاده کرد.

۸- نرم افزارهای تحلیل بیان ژن در Real time PCR (REST, GenEx)

این نرم افزارهای بیوانفورماتیکی بطور خاص، به تحلیل نتایج حاصل از روش Real time PCR، برای بیان ژن های مختلف می پردازند.

علاوه بر نرم افزارهای بیوانفورماتیکی دسته بندی شده بالا که همگی قابل نصب بر روی کامپیوتر هستند، تعدادی ابزار آنلاین برای انجام کارهای مختلف در حوزه زیست شناسی، قابل دسترسی و استفاده اند. تعدادی از این نرم افزارها شامل Bioconductor و Galaxy هستند که کاربردهای آن ها به شرح زیر است:

Bioconductor: یک نرم افزار متن باز رایگان برای آنالیز آماری داده های زیستی با استفاده از زبان برنامه نویسی R. این نرم افزار حاوی پکیج های نرم افزار R بوده و نحوه استفاده از هر پکیج به صورت فایل pdf وجود دارد و کاربر به راحتی می تواند از کدهای موجود استفاده کرده و داده های خود را آنالیز کند.

Galaxy: یک پلتفرم متن باز برای آنالیز داده¬های حجیم زیستی (high- throughput data) که ابزار های مختلفی برای آنالیز این داده ها بدون نیاز به برنامه نویسی و یا سرور فراهم می کند.