Вычислительная биология

Вычислительная биология — это междисциплинарный подход, использующий достижения информатики (и вычислительной техники), прикладной математики и статистики для решения проблем, поставляемых биологией. Главными областями в биологии, которые применяют такие методы, являются:

Биоинформатика — применяет машинные алгоритмы и статистические методы к наборам биологических данных, состоящих, как правило, из большого числа ДНК, РНК и белковых последовательностей. Если говорить о конкретных примерах, то это сравнение последовательностей (используется и для поиска последовательности в базе данных, и для сравнения гомологических цепочек), поиск генов и предсказание экспрессии генов. Это очень большая научная область; термин «вычислительная биология» часто выступает как синоним для биоинформатики, что не совсем корректно.

Вычислительное биомоделирование, подраздел биокибернетики, занимающаяся построением вычислительных моделей биологических систем.

Вычислительная геномика, подраздел геномики, который изучает геномы клеток и организмов с помощью высокопроизводительного геномного секвенирования (что требует значительной последующей обработки — так называемой геномной сборки), и который использует метод ДНК-микрочипов для статистического анализа выраженных в конкретных типах клеток генов.

Молекулярное моделирование, область исследований, которая привлекает теоретические и вычислительные методы для моделирования или имитации поведения молекул, причём молекул в самом широком смысле — состоящих от нескольких атомов и до «гигантских» биологических цепочек.

Системная биология, ставящая целью моделирование полномасштабных биологических сетей взаимодействия (для целой клетки или даже всего организма), часто использует дифференциальные уравнения.

Предсказание структур белков и структурная геномика — делают попытки систематически вычислять точные трёхмерные модели структур белков, которые ещё не были получены экспериментальным путём.

Вычислительные подразделы биохимии и биофизики, широко использующие структурное моделирование и имитационные методы, такие как молекулярная динамика или метод выборки Больцмана (в свою очередь основанный на методе Монте-Карло), в попытке пролить свет на кинетику и термодинамику функций белков.
Нейробиология — научная дисциплина, изучающая роль нейронных сетей в работе мозга. Теоретические основы нейробиологии изложил канадский ученый Дональд Хебб в работе The Organization of Behaviour (1949)^[1].

См. также