1-Mavzu: Bioinformatika faniga kirish. Bioinformatika fanining rivojlanish tarixi va bioinformatika fani istiqbollari. Asosiy atamalar va tushunchalar. Reja

Bioinformatika fanining rivojlanish tarixi.
Bioinformatikaning yaralish tarixi 13 asrlarga borib taqaladi. Matematika tarixiga Fibonachchi (Fibonacci) nomi bilan kirib kelgan yosh italyan Pizalik Leonardo (Leonardo of Pisa) biologik jarayonning birinchi matematik modelini tuzgan holda quyonlarnig ko‘payishi to‘g‘risidagi masalani tavsiflab bergan. XX asrning 20 yillariga kelib esa yana bir italyan olimi Vito Volterra (Vito Volterra) “yirtqich-o‘lja” ko‘rinishidagi ikki biologik turning o‘zaro harakati modelini yaratdi. 40 yillar oxirida biologiyaga fizik va matematiklar kirib kela boshladi.
Biologiyaning zamonaviya tarixi 1953 yildan, amerika olimlari Jeyms Uotson (James Watson) hamda Frensis Krik (Francis Crick) tomonidan DNK ning qo‘sh spiralligi kashf qilingan davrdan boshlandi. Sof funksional tilida, barcha hisob-funksiyasi qo‘ng‘iroqlar sifatida ifoda etiladi. Haqiqatdan ham sof tilda faqat parametrlarini faoliyat, hatto har qanday o‘zgaruvchan topshiriqlari mavjud emas. Lisp Uning nomi "ro‘yxatida ishlash tilida," u suyangan ma’lumotlar tarkibini qanday mos yozuvlar uchun foydalaniladigan qisqartirish orqaga 1958 cho‘zilgan, erta funktsional dasturlash tili edi. Lisp 1960 yilda elektron miya dominant tiliga aylandi va hali AI tadqiqot va amaliy dasturlar muhim ahamiyat kasb etadi. Ulardan eng apparat platformalari deb g‘oyib bo‘ldi va operatsion tizimlari ko‘proq 1980 yilda standartlashtirilgan bo‘lib, garchi tili, ko‘p dasturlar va lahjalarga uning erta boshlanishi sezilarli darajada rivojlandi va tug‘ib berdi.
To‘liq ob’ektga yo‘naltirilgan (quyida qarang) component jumladan bir necha yirik Lahjalari va juda ko‘p kengaytmalari, g‘oyalarni o‘zida mujassam etib katta standartlashtirish harakat, 1980 yilda amalga oshirilgan edi. Bu harakat endi-dominant Common Lispga olib keldi. “Uzoq tarixi va keng joriy foydalanish bilan ikki muhim lahjalari sxemasi va Emacs Lisp, Bioinformatikaning yaralish tarixi 13 asrlarga borib taqaladi. Matematika tarixiga Fibonachchi (Fibonacci) nomi bilan kirib kelgan yosh italyan Pizalik Leonardo (Leonardo of Pisa) biologik jarayonning birinchi matematik modelini tuzgan holda quyonlarnig ko‘payishi to‘g‘risidagi masalani tavsiflab bergan. XX asrning 20 yillariga kelib esa yana bir italyan olimi Vito Volterra (Vito Volterra) “yirtqich-o‘lja” ko‘rinishidagi ikki biologik turning o‘zaro harakati modelini yaratdi. 40 yillar oxirida biologiyaga fizik va matematiklar kirib kela boshladi. Biologiyaning zamonaviya tarixi 1953 yildan, amerika olimlari Jeyms Uotson (James Watson) hamda Frensis Krik (Francis Crick) tomonidan DNK ning qo‘sh spiralligi kashf qilingan davrdan boshlandi. Sof funksional tilida, barcha hisob-funksiyasi qo‘ng‘iroqlar sifatida ifoda etiladi. Haqiqatdan ham sof tilda faqat parametrlarini faoliyat, hatto har qanday o‘zgaruvchan topshiriqlari mavjud emas. Lisp Uning nomi "ro‘yxatida ishlash tilida," u suyangan ma’lumotlar tarkibini qanday mos yozuvlar uchun foydalaniladigan qisqartirish orqaga 1958 cho‘zilgan, erta funktsional dasturlash tili edi. Lisp 1960 yilda elektron miya dominant tiliga aylandi va hali AI tadqiqot va amaliy dasturlar muhim ahamiyat kasb etadi. Ulardan eng apparat platformalari deb g‘oyib bo‘ldi va operatsion tizimlari ko‘proq 1980 yilda standartlashtirilgan bo‘lib, garchi tili, ko‘p dasturlar va lahjalarga uning erta boshlanishi sezilarli darajada rivojlandi va tug‘ib berdi. To‘liq ob’ektga yo‘naltirilgan (quyida qarang) component jumladan bir necha yirik Lahjalari va juda ko‘p kengaytmalari, g‘oyalarni o‘zida mujassam etib katta standartlashtirish harakat, 1980 yilda amalga oshirilgan edi. Bu harakat endi-dominant Common Lispga olib keldi. “Uzoq tarixi va keng joriy foydalanish bilan ikki muhim lahjalari sxemasi va Emacs Lisp, Emacs muharriri uchun buyruq fayli tili mavjud”. Joriy ishlatilayotgan boshqa funktsional dasturlash tillari ML va Haskell bo‘ladi.
Bioinformatika amaliyotini 1960 yillardayoq ko'rish mumkin. Bu ba'zida bioinformatikaning onasi deb ataladigan Margaret Oakley Dayhoff, oqsillar ketma-ketligini aniqlashga yordam beradigan kompyuter dasturini yaratdi (1). Doktor Dayxof bir-harfli aminokislotalar kodlarini ishlab chiqardi, bu kartochkalarni ishlatib kompyuterga ketma-ketlikni osonlashtirdi. Uning bir harfli kodlari hanuzgacha, biokimyo talabalari uchun eslab qolishga qodir bo'lganlar uchun ishlatiladi!
Haqiqiy atama, hech bo'lmaganda 1970 yildan beri, Ben Hesper uni "biotik tizimlarda informatsion jarayonlarni o'rganish" (2) ni tasvirlash uchun ishlatgan paytdan beri bo'lgan. Ammo 1980 yillardan boshlab bioinformatika tushunchasi umuman biokimyoviy tarmoqlarni tavsiflashdan ma'lumotlarni taqqoslash uchun algoritmlardan foydalanib ketma-ket tahlil qilish bilan sinonim bo'lib qolishni boshladi. O'z tarixining ushbu bosqichida eng muhim hissa qo'shganlarning ikkitasi Elvin Kabat va Tai Te Vu edi. Ular odamlar va sichqonlardan aminokislotalar to'plamlarini yig'dilar va tenglashtirdilar. Kabat va Vu, "har bir holatda aminokislotalar almashinuvini hisoblash va [protein] segmentlarining aniq joylashishini taxmin qilish uchun oddiy matematik formuladan foydalanganlar" (3). Ularning ma'lumotlar bazasi 70-80 yillarning oxiri va 80-yillarida bosma ravishda chiqarilib, shu qadar kengayib borganki, uni chop etish imkonsiz edi. Endi uni Internetda KabatMan-da topish mumkin. 90-yillarning oxiriga kelib, bioinformatika biologiyada qiyosiy tahlil qilish uchun hisoblash usullaridan foydalanish sifatida ma'lum bo'ldi. Bu bugungi ta'rifga ko'proq mos keladi, ammo 90-yillarda ketma-ketlikni tahlil qilish hali ham asosiy diqqat markazida edi - ko'p jihatdan inson Genom loyihasi (HGP) davomida bioinformatika jamoatchilik e'tiborini qozongani (4). GGP bioinformatika uchun tramplin bo'ldi, deb aytish mumkin, chunki tadqiqot dramatik ilmiy poygaga aylandi. GG 1990 yilda davlat tomonidan moliyalashtirilgan loyiha sifatida boshlangan. Vaqt texnologiyasi bilan, inson genomidagi barcha 3 milliard tayanch juftlikni ketma-ket joylashtirish katta qiyinchilik bo'ldi! Olimlar genni xaritaga kiritib, uni kichik segmentlarga tartiblashlari va xaritadan foydalanib, ketma-ketlikni butun tuzishlariga to'g'ri keldi. Aytish kifoya, bu juda sekin jarayon edi! 'Celera' nomli xususiy kompaniya 98 yilda jamoat loyihasi bilan raqobatlasha boshladi. Doktor J. Kreyg Venter boshchiligidagi Celera biotexnologik kompaniya bo'lib, (5) ketma-ketliklarning kesishgan qismlarini avtomatik ravishda taqqoslash uchun hisoblash usullaridan foydalandi - endi xaritalash yoki sekin, shafqatsiz odamlarni yig'ish bo'lmaydi. Bioinformatika haqida nima deyish mumkin! (Celera va umumiy HGP loyihasi o'rtasidagi drama haqida ko'proq ma'lumot bu erda.) GGP tugagandan keyingi yillarda kompyuterlardan biologik tadqiqotlarda foydalanish o'sdi. Bioinformatika ko'plab sohalarni qamrab oldi, jumladan immunologiyadan kardiologiyaga qadar va nevrologiyaga qadar. Ushbu sohalarning barchasida ishlaydigan odamlar har kuni hayot haqidagi bilimlarimizni rivojlantirish uchun kompyuter fanidan foydalanadilar! Bioinformatistlar biokimyo va tibbiyotda taraqqiyotni kompyuterni qayta ishlash quvvatini tez sur'atlar bilan oshirish bo'yicha ish olib borishar ekan, biz tibbiyot qonunlari Mur qonuniga muvofiq ravishda rivojlanib boradigan dunyoga murojaat qila boshladik.
Hech bo'lmaganda, bugungi kunda tushunilganidek, biz javobimizga keldik: bioinformatika - bu yangi kashfiyotlarning sifati va sur'atini yaxshilash uchun matematik va hisoblash texnikasidan foydalangan holda ulkan ma'lumotlar to'plamini yaratish, takomillashtirish va tushunish. Kelgusi o'n yilliklarda ta'rif qanday o'zgarishini kim biladi?
3.