Texnologiyalariva kommunikatsiyalarini rivojlantirish vazirligi muhammad al-xorazmiy nomidagi toshkent axborot

Bioinformatika
— umumiy biologiya, molekulyar 

---

biologiya, kibernetika, genetika, kimyo, informatika, matematika va statistikani birlashtirgan 
fanlararo sohadir. Katta hajmdagi maʼlumotlarni tahlil qilishni talab qiladigan keng koʻlamli 
biologik muammolar bioinformatika dasturlari yordamida hal qilinadi. Bioinformatika asosan 
kompyuter usullarini oʻrganish va ishlab chiqishni oʻz ichiga oladi va biologik maʼlumotlarni 
olish, tahlil qilish, saqlash, tartibga solish va vizualizatsiya qilishga qaratilgan. 
Bioinformatika amaliy matematika, statistika va informatika usullardan foydalanadi. 
Bioinformatika biokimyo, biofizika, ekologiya va boshqa sohalarda qoʻllaniladi. Bu sohada eng 
koʻp qoʻllaniladigan dasturlar va texnologiyalar Python, R, Java, C#, C++ dasturlash tillaridir; 
belgilash tili — XML; maʼlumotlar bazalari uchun dasturlash tili — SQL; Parallel hisoblashning 
dasturiy va apparat arxitekturasi — CUDA; texnik hisob-kitoblarga oid masalalarni yechish 
uchun amaliy dasturlar toʻplami va ushbu paketda qoʻllaniladigan dasturlash 
tili — MATLAB va elektron jadvallar
Mavzu: Bioinformatika fanining maqsadi, vazifasi va rivojlanishi
Reja 
1.Bioinformatika faning rivojlanish tarixi
2.Bioinformatika fanining istiqbollari
3.Bionformatika fanining boshqa fanlar bilan integratsiyasi
4.Zamonaviy biologik tadqiqotlarda bioinformatikaning axamiyati
Bioinformatika hozirgi kunda rivojlangan davlatlar ilmiy jamoatchiligi orasida tez-tez quloqqa 
chalinib turadigan atamalardan biriga aylanib bo’ldi. Vaholanki bir necha o’n yillar avval 
biologiya va informatikani bir-biridan alohida fan sifatida tushunar edik. Lekin buni qarangki 
biologiya va informatika fanlarining ham o’zaro kesishgan nuqtasi bor ekan. Ana shu nuqtada 
bioinformatika fani yuzaga kelgan. Bioinformatika bu biologik ko’rsatkichlarni ifodalashda 
foydalaniladigan usullar va dasturlarni ishlab chiquvchi fan. Tadqiqotchi tomonidan 
biologiyaning biror sohasida tajribalar olib borgan sayin ushbu yo’nalishga oid biologik 
ma’lumotlar ko’lami ortib boraveradi. Bu esa ushbu ma’lumotlarni qo’lda analiz qilish imkonini 
qiyinlashtiradi. Xuddi mana shu yerda biolog axborot texnologiyalariga ehtiyoj seza boshlaydi. 
Biologik ko’rsatkichlarni kompyuter unga yuklangan dastur asosida hisoblaydi, guruhlarga 
ajratadi, analiz qiladi, qayta ishlaydi. Bu ishning aniq va qisqa vaqtda amalga oshirilishini 
ta’minlaydi. Информатика фанининг XX асрнинг иккинчи ярмида пайдо бўлган даврдан 
бошлаб физика-математика, техника, гуманитар ва бошқа фанларга ҳам тадбиқ қилиниши 
ҳамда улар билан ҳамкорликда ишлаши тобора кенгайиб бормоқда. Ҳозирги кунда 
информатика фани усулларини четлаб ўтадиган бирон-бир фан соҳасини топиш мушкул. 
Табиий фанлар ҳам бундан мустасно эмас. Ўтган асрнинг 60-йиллар охири 70-йиллар 
бошларида биологияда ЭҲМ (электрон ҳисоблаш машиналари) фаол қўлланила 
бошланди: шу билан биргаликда уларнинг хотиралари ва операцион тезликлари ошди ва 
ўлчамлари кичрайтирилди. Шу билан биргаликда биология соҳасида информацион 
таҳлилларни талаб этувчи катта миқдордаги экспериментал маълумотлар тўпланиб қолди. 
Бунга мисол қилиб бир қанча давлат олимлари ҳамкорлигида 2003 йилдаёқ одам 
геномининг севенирланишини келтириш мумкин.
Bioinformatika qayerda qo’llaniladi? 

---

Hozirgi rivojlangan dunyoda alohida fanlar katta yutuqqa erisha olmaydi. Integratsiyalashgan 
fanlar yoki yo’nalishlar esa nisbatan ulkan natijalarga erisha oladi. Shu bois agar biolog o’z 
navbatida axborot texnologiyalaridan, dasturlash tillaridan xabardor bo’lsa, mehnat bozorida 
unga bo’lgan ehtiyojning yuqori bo’lishiga va o’z navbatida katta moliyaviy manbaga erishishiga 
sabab bo’ladi. Ayni vaqtda farmatsevtika, biotexnologiya, meditsina, biokimyo, biofizika, 
ekologiya, filogenetika, genetika kabi sohalarda bioinformatika fani va uning metodlariga 
bo’lgan talab kundan kunga ortib bormoqda.
Hattoki klassik fanlardan hisoblangan sistematika, zoologiya, botanika fanlari ham so’nggi o’n 
yillikda bioinformatikaga tez-tez murojaat qilmoqda. Ayniqsa turlarni aniqlash borasida 
bioinformatika usullaridan keng foydalanilmoqda.
Bioinformatika faning qisqacha tarixi 
1970-yilda niderland nazariyotchi biologi Polina Hogeveg va Ben Hesper biotik tizimdag 
informatsion jarayonlarni tadqiq etish davomida “bioinformatika” degan terminni qo’llagan.
Dastlab 1950-yillarda Frederik Senjer insulin oqsilining ketma-ketligini aniqlagan vaqtdayoq 
molekulyar biologiya fanida kompyuterlarning ahamiyati orta boshlagan.
Boisi bir necha xil organizmlardagi insulin oqsilining ketma-ketligi tartibini o’zaro qo’lda 
solishtirib chiqish amaliy jihatdan imkonsiz bo’lgan. Bu sohada ishlagan ilk tadqiqotchilardan 
biri Margaret Oukli Deyxoff edi.
U birinchilardan bo’lib oqsil ketma-ketligi haqidagi ma’lumotlarni to’plab, uni kitob holida chop 
etdi va ilk marotaba molekulyar evolutsiya sohasida o’zaro bir qatorga jamlangan oqsil yoki 
nukleotidlar ketma-ketligini qo’llash metodikasini ishlab chiqdi. NCBI direktori Devid Lipman 
uni “bioinformatikaning otasi va onasi” deb atalagan edi.
Bioinformatikaning asosiy vazifalari nimalardan iborat? 
Normal hujayraning turli kasalliklar vaqtida qanday o’zgarishini tadqiq etish uchun avvalo u 
haqidagi barcha biologik ko’rsatkichlar o’zaro umumlashtirilgan va bir butun sistemaga 
aylantirilishi lozim edi. Mana shundagina olimlar hujayraning holatiga yaxlit bir nazar sola olish 
imkoniga ega edilar. Xuddi mana shu nuqtada bioinformatika olimlarga juda qo’l kela 
boshladi.Uning metodlari yordamida hujayradagi barcha ko’rsatkichlarni umumlashtirish, tahlil 
qilish va biror yo’nalishga talqin etish imkoni mavjud edi. Hujayradagi ushbu ko’rsatkichlarga 
nukletidlar va aminokislotalar ketma-ketligi, oqsil domenlari va oqsil tuzilishi kiradi. 
Ma’lumotni tahlil qilish va talqin qilishning dolzarb jarayoni hisoblash biologiyasi deb ataladi.
Qo’llaniladigan eng muhim sohalari 
Ayni vaqtda bioinformatika biologiyaning juda ko’p sohalarida qo’llaniladi. Shulardan biri 
evolutsion biologiyadir. Evolutsion biologiya turlarning kelib chiqishi hamda uzoq vaqt 
mobaynida qanday shakllanishini tadqiq etadi. Bioinformatika quyidagi yo’nalishlarda 
evolutsion biologlarga yordam beradi:

---

Ko’pgina organizmlar (tur sonining ahamiyati yo’q) DNK sidagi o’zgarishlarni o’rgangan holda 
ularni evolutsiya jarayonini o’rganishda;
Butun boshli genomlarni solishtirishda (BLAST yordamida); bu esa evolutsion jarayonlarni 
yaxlit holatda o’rganish imkonini beradi.
Populyatsiyalarning kompyuter modelini ishlab chiqishda; bu uzoq vaqt davomida ushbu 
biologik tizimdagi o’zgarishlar va o’ziga xoslik jarayonini o’rganish imkonini beradi.
Juda ko’p turlar haqidagi ma’lumotlarni o’zida jamlagan maqolalarning yaratilishida.
Bionformatika fanining boshqa fanlar bilan integratsiyasi
Molekulyar genetika
Biotexnologiya
Biokimyo
Genomika
Molekulyar genetika 
Molekulyar genetika - molekulyar biologiyaning asosiy yoʻnalishlaridan biri, irsiy axborot 
strukturasi va funksiyasini, uning yuzaga chiqishi mexanizmlarini oʻrganadigan fan. Molekulyar 
genetikaning rivojlanishi 1928 yilda F. Griffit tomonidan bakteriyalarda transformatsiya 
hodisasini kashf etilishidan boshlanadi.
Eyveri va shogirdlari (1944) transformatsiya asosida hujayraga yot DNK (dezoksiribo-nuklein 
kislota) kirib irsiy axborotni oʻzgartirishiini aniqlashdi. Keyinchalik transduksiya (bakteriofaglar 
orqali bir hujayradan ikkinchisiga DNK qismlarining koʻchirib oʻtkazilishi) hodisasining kashf 
etilishi irsiy moddaning moddiy asosi nuklein kislotasi ekanligini uzil-kesil tasdikladi.
Bidl va Teytum (1948) tomonidan "bir gen — bir ferment" gipotezasining yaratilishi genetikani 
biokimyo bilan bogʻlikligini koʻrsatdi. Bu kashfiyotlar nuklein kislotalarni oʻrganishga 
bagʻishlangan tadqiqotlarning keng rivojlanishiga sabab boʻldi. M. Uilkins va R. Franklin 
(1950—52) DNK molekulasining rentgenogrammasini olishdi. E. Chargaff (1947—50) 
DNKdagi azotli asoslarning komplementarligi prinsipini aniqlashdi. Bu tadqiqotlar D. Uotson va 
F. Krik (1953) tomonidan DNK molekulasi qoʻsh spiral modelining yaratilishi uchun asos boʻldi. 
Bu modelga asosan DNK 2 polinukleotid zanjiridan iborat.
Zanjirda DNK molekulalari komplementar azot asoslarining vodorod bogʻlari orqali oʻzaro 
birikadi. DNK modelining yaratilishi tufayli DNKning matritsa prin-sipi asosida 
reduplikatsiyasi, genetik kodning va irsiy axborotning koʻchirilishi (transkripsiya)ning , 

---

mutatsiya mexanizmlari va DNK mutatsiyalarining qayta tiklanishi (reparatsiya) mexanizmlarini 
oldindan bashorat qilish mumkin boʻldi.
Bu kashfiyotlar gen nazariyasining yaratilishi uchun asos boʻldi. Keyinchalik irsiy axborot 
yuzaga chiqishining yangi mexanizmlari va genlar faoliyatining idora qilinishi koʻrsatib berildi; 
genlarning ekzonintron tuzilishi, splaysing , protsessing jarayonlari, mobil genlar, psevdogenlar, 
onkogenlar, rekombinatsiyalanuvchi genlar kashf etildi.
Biotexnologiya 
Biotexnologiya (bio... va yun. techne — mahorat, sanʼat, logos — soʻz, taʼlimot) –qishloq 
xo’jaligi , sanoat va tibbiyotning turli sohalarida tirik organizm va biologik jarayonlardan 
foydalanadigan sanoat usullari majmui. Biolgiya va texnika imkoniyatlarini birlashtiradigan 
ilmiy yoʻnalish. " Biotexnologiya" terminining vujudga kelishiga Stenford universiteti (AQSH; 
1973) bir guruh olimlarining har xil xossaga ega irsiy molekulalarini biriktirib rekombinant DNK 
(istalgan organizmdan ajratilgan DNKning ikki yoki undan ortiq qismlarini in vitro sharoitida 
birikishidan vujudga kelgan hosila) olishi sabab boʻldi.
Mikrobiologik biotexnologiya mikroorganizmlar hayot faoliyatidagi jarayonlarga asoslangan 
boʻlib, bu sohada fermentli preparatlar, antibiotiklar, aminokislotalar, gormonlar, oqsil moddalari 
va xalq xoʻjaligining turli tarmoklari uchun zarur metabolitlar sintez qilinadi.
Biokimyo 
Biokimyo, biologik kimyo — tirik organizmlarning kimyoviy tarkibi va ularda sodir boʻladigan 
kimyoviy jarayonlar haqidagi fan. Biokimyo rivojlana borib, 3 asosiy tarmoqqa boʻlinib ketdi.
Statistik biokimyo
Dinamik biokimyo
Dissimilatsion biokimyo
kimyoviy topografiya) organizmlarning kimyoviy tarkibi va ularni tashkil etuvchi moddalarning 
kimyoviy tuzilishini
rganizm hujayralari va toʻqimalari tuzilishi va yangilanib turishi uchun zarur murakkab organik 
moddalarning sintezlanishi (assimilyatsiya)ni,
rganizm faoliyati uchun zarur boʻlgan energiya hosil boʻlish jarayonida murakkab moddalarning 
parchalanishi (dissimilyatsiya)ni oʻrganadi
Genomika 
Genomika – umumiy genlar yigʻindisi yani hozirgi kunda oʻsimik dunyosi va tabiyatdagi barcha 
tirik organizimlarning genlari ustida ishlash va yangi va samarali maxsulotlar 
yetishtirish. Genetik fond, genofond (gen va frans. fond — asos) — individlarda mavjud boʻlgan 
va mazkur populyatsiyann tashkil qiluvchi genlar yigʻindisi.
Genetik fond irq va turlarning paydo boʻlish jarayoni asosidir. " Genetik fond " terminini fanga 
rus olimi A. S. Serebrovskiy kiritgan (1928). Populyatsiyadagi genlarning nisbiy takrorlanishi 
yetarli darajada katta populyatsiyalar miqyosida va tanlash roʻy bermaydigan sharoitlarda 

---

avloddan-avlodga oʻzgarishsiz oʻtadi. Populyatsiyalar Genetik fondmutatsiyalarmusht vujudga 
kelishi, duragaylash (biron-bir boshqa populyatsiyadan genlarning oʻtishi) va tabiiy tanlanish 
natijasida oʻzgaradi.
Krossingover yoki meyozda xromosomalarning qayta taqsimlanishidan yuzaga keluvchi 
rekombinatsiya genning yangi birikmalarini hosil qiladi. Natijada vujudga kelgan yangi 
fenotiplar muayyan darajada yashovchanlikka qulay yoki, aksincha, noqulay boʻlishi mumkin. N. 
I. Vavilovbirlamchi va ikkilamchi gen markazlari haqidagi tushunchani ifodalab berdi. Tur 
populyatsiyalari Genetik fondt arkibi tarixan gen markazlarida shakllangan.
30-y.larda Meksikadan N. I. Vavilov keltirgan akala gʻoʻza populyatsiyasi Oʻzbekistan, 
Tojikiston, Turkmanistonda yangi seleksion navlarni yaratish uchun asos boʻldi. Gʻoʻza 
turkumiga oid 50 ga yaqin yovvoyi turlarning va 4 madaniylashtirilgan turlarga oid 6 mingdan 
ortiq kolleksion nusxalar, yuzlab koʻp genomlik sintetik shakllar Oʻzbekiston FA Genetika va 
oʻsimliklar eksperimenta! biologiyasi institutining jahonga mashhur Genetik fondda saqlanib 
kelmoqsa va manba boʻlib ishlatilmoqaa 
B ioinformatika qo’llaniladigan eng mashhur dasturlar
ACT – genom tahlilida qo’llaniladi.
Arlequin – populyatsion-genetik ma’lumotlarni tahlil etishda qo’llaniladi.
BLAST – nukleotidlar va aminokislotalar ketma-ketligi xalqaro bazasidan eng yaqin bo’lgan 
qarindosh tur ketma-ketlikni aniqlashda qo’llaniladi.
Clustal – ko’pgina nukleotid va aminokislotalar ketma-ketligini o’zaro o’xshashlarini aniqlab bir 
qatorga yig’ishda qo’llaniladi.
DnaSP – DNK ketma-ketligidagi polimorfizm holatini tahlil qilish uchun qo’llaniladi.
FigTree– filogenetik daraxtni tahrir qilishda foydalaniladi.
MEGA – molekulyar-evolutsion genetik tahlillarda foydalaniladi.
Bundan tashqari yuzlab dasturlar mavjud bo’lib, ular ushbu sohada faoliyat olib boruvchi 
tadqiqotchiga qulayliklarni yaratadi. Ushbu maqolani yozish davomida hisoblab ko’rsam men 
o’zim ayni vaqtdagi faoliyatim davomida deyarli kuni o’rtacha 6 ta mana shunday dasturlar bilan 
ishlatar ekanman. 
http://fayllar.org