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 (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.

• , 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 .

• 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) .

См. также

• Международное Общество Вычислительной Биологии
• Искусственная жизнь

Примечания

Литература

• Ричард Маслэнд. Как мы видим? Нейробиология зрительного восприятия = Richard Masland. We Know It When We See It: What the Neurobiology of Vision Tells Us About How We Think. — М. : Альпина Паблишер , 2021. — 304 с. — ISBN 978-5-9614-7248-6 .
• Donald O. Hebb The Organization of Behaviour . 1949. John Wiley & Sons. ISBN 978-0-471-36727-7