دانلود مقاله کاربرد کامپیوتر در علوم زیستی

دانلود مقاله کاربرد کامپیوتر در علوم زیستی

چکیده
هزاران سال است که بشر از فعالیتهای زیست شیمیایی ‏موجودات زنده بهره‌برداری می‌کند و در نتیجه زیست ‏تکنولوژی تا حد زیادی مدیون کارهای نوین است . دانش ‏نوظهور زیست، تکنولوژی را بصورت کاربرد خواص زیستی ‏جانوران و یا فرایندهای گوناگون در صنایع تولیدی یا ‏خدماتی تعریف می‌کند. ‏
استفاده از علوم گوناگون زیستی به نفع بشریت اغلب از ‏نوآوریهای اخیر تصور می‌شود ولی درک عمیق مکانیسم و ‏کنترل تبدیلات زیست شیمیایی موجود را میسر می‌سازد . ‏
توانایی بشر در تغییر ویژگی جانداران به روش خاص ‏دستکاری ژنها است و زیربنای شاخه‌های مختلف علوم زیستی ‏تکنولوژی (ژنتیک) ، ابداع روشهای جدید ژنی است که ‏امکان هدایت جانداران را به انجام تبدیلات خاص و یا ‏تولید محصولات معین فراهم می‌کند .و کاربرد تکنولوژی که ‏سمبل آن کامپیوتر است در بررسی و به ثمر رساندن ‏یافته‌های تئوری و مشاهده‌ای متخصصین این علوم به ذخیره ‏و بازیابی ومقایسه وبه اشتراک گذاشتن اطلاعات دریافتی ‏نقش بسزایی در پیشرفتهای شگرف دارد . ‏
استفاده مداوم از یک منبع همچنین بستگی به اثرات ‏وارده از استخراج آن بر محیط زیست دارد حتی اگر تهیه ‏یک منبع از نظر اقتصادی به صرفه باشد استفاده از آن ‏با توجه به بررسیهای مختلف شاخه‌های علوم زیستی در ‏خصوص نقش آن بر ژن و چه تأثیر آ‌ن بر اکولوژی محیط ‏زیستی و چه در رشد و بقای جانداران ، ممکن است حداقل ‏و گاهی حذف شود . پس تعریف یک منبع و موارد دسترسی به ‏منابع بستگی به تغییرات تکنولوژیکی و اقتصادی و اثرات ‏بررسی شده آن و اثرات منتجه از بهره‌برداری آن بر محیط ‏زیست را دارد . ‏
بطور عملی آنچه در بقای محیط زیست حائز اهمیت است که ‏استفاده اقتصادی از تمامی جنبه‌های مختلف علوم زیستی ‏را قابل دسترسی و برای بهره‌برداری با هزینه‌های منطقی ‏میسر سازد .‏

مقدمه ‏
حذف علوم زیستی نوینه درک و توجیه خصوصیات موجودات ‏زنده بر حسب ساختار عناصر تشکیل‌دهنده آنها است و علوم ‏زیستی از مهم‌ترین مباحث مورد تحقیق و بررسی کنگره‌ها و ‏مجامع علمی است زیرا تأثیر آنها در بهبود شرایط حیات ‏و تداوم بقای موجودات زنده از اهمیت بسزایی برخوردار ‏است . ‏
در این راستا کتب و مقالات علمی بسیاری به نگارش ‏درآمده و گردهمایی‌های زیادی در ارتباط متقابل بین این ‏علوم باعلوم دیگر و بخشهای متفاوت بین آنها ارائه ‏گردیده است .‏
با توجه به حجم بالای این اطلاعات و نیاز به دسترسی ‏سریع به آنها استفاده از ابزار رسانه‌ای جدید که ‏بتواند با ذخیره‌سازی و اطلاع رسانی سریع این مهم را بر ‏عهده گیرد بسیار حائز اهمیت است . ‏
رایانه ابزاری قدرتمند برای تحقق آن است و با پیشرفت ‏تکنولوژی روز دنیا دسترسی به شبکه گسترده وسیع ‏اینترنت نیز دسترسی سریع و بروز و نوین را تسهیل ‏نموده است .‏
نرم‌افزارهای کاربردی علوم زیستی که با تحقیق و تفحص ‏دانشمندان متخصص ارائه گردیده است کمک شایانی به روند ‏تکاملی و رو به گسترش شاخه‌ها وزمینه‌های مختلف بررسی‌ها ‏و نتایج صاحبنظران نموده است و با اطمینان می‌توان گفت ‏که با ادامه تحقیقات و ارائه نرم‌افزارهای جدید توصیفی ‏، انسان خواهد توانست ویژگی‌های اساسی تشکیل‌دهنده حیات ‏را بطور کامل تشریح نماید.‏

کاربرد گسترده کامپیوتر در علوم زیستی
اطلاعات تکنولوژی درباره کاربرد نرم افزارها، که سبب ‏افزایش حجم اطلاعات و سرعت اطلاع رسانی شده است، علوم ‏زیستی را دگرگون کرده است. این مقاله مختصری است از ‏برخی پیشرفتهای بیولوژیکی در عقایدی که برای این علوم ‏محوریت دارد. همچنین درک خواهیم کرد که کاربرد وسیع ‏کامپیوتر چه نقش بزرگی را برای پیشرفت علوم زیستی باز ‏می کند. مقالات این نشریه بیشتر از جعبه ‏IBM‏ و ژورنال ‏همراه آن، استخراج شده و شرحی است از تحقیقات و ‏پیشرفتهای تکنولوژی که منجر به فهم بهتر است ملکولی ‏حیات شده و در نهایت به درمان بیماریها و بهبود شرایط ‏انسانی می انجامد
چه چیزی ما را تبدیل به انسان می کند؟ ژنوم هر انسان ‏مواد ژنتیکی است که صفات انسان از آن ناشی می شود ‏ژنوم شامل ۲۳ جفت کروموزم است که از ملکولهای لزاکسی ‏رمپوئوکلینک اسید ‏‎(DNA)‎‏ تشکیل یافته اند. ملکولهای ‏DNA‏ یک مارپیچ مضاعف شده را شکل میدهد که مانند یک ‏نردبان پیچ خورده به نظر می رسد. ترکیب ملکولهای قند ‏و فسفات نرده های نردبانی را شکل می دهد که پله های ‏آن بازهای آلی هستند. بازهای آلی نوکلئوتیدها ۴ نوع ‏اصلی هستند: گوانین ،‌آنین ،‌سترزین و تیمین که با علائم ‏اختصاری ‏T,C.A.G‏ نشان داده می شود.‏
در هر پله یک زوج باز آلی وجود دارد که به صورت ‏G-C‏ ( ‏یا ) ‏C-G‏ یا ‏T-A‏ یا ‏A-T‏ وجود دارد. ژنوم انسان شامل ‏حدود ۳ میلیون جفت باز می باشد که همان پله های ‏نردبانی می باشد. ‏DnA‏ موجود در سلولهای بدن انسان ‏تقریباً مشابه است. کدهای ‏DNA‏ در ژنوم انسان همان ‏اطلاعاتی هستند که ما را به انسان تبدیل می کنند.‏
انی کدها اطلاعاتی را فراهم می کنند که بدن ما را به ‏عنوان جنین شکل می دهد و عملکردهای بیولوژیکی ها را ‏در طول زندگی کنترل می کند. در فوریه ۲۰۰۱ ژورنالهای ‏علوم و طبیعت هر دو مقالاتیرا درباره ژنوم انسان منتشر ‏کردند که موفقیتهای انسان در کامل کردن اولین طرح ‏کامل توالی ‏DNA‏ (نقشه ژنی انسان) در آن توصیف شده ‏بود. البته کار سنگین تر و با ارزش تر تجزیه و تحلیل ‏و استفاده از این اطلاعات می باشد و با پیشرفت بیشتر ‏تکنولوژی  به کار گیری آن در شناخت ژنوم گونه های ‏گیاهی و جانوری می باشد.‏
این مقاله برای نخستین بار خلاصه ای از پیشرفتهای زیست ‏شناسی و عقایدی که سهم بسزائی در پیشرفت این علم ‏داشته اند را ارائه می کند. سپس درون آن مقالاتی از ‏سیستم ژورنالهای ‏IBM‏ و نشریه همراه ‏IBM‏ در باره این ‏پیشرفتها بیان می شود. دورنمای پیشرفتهای علوم زیستی ‏و عقایدی که پیرامون شیمی سلول و محیط درون آن شکل ‏گرفته با ‏DNA‏ شروع می شود و به طرف پروتئین ها و ‏داروها کشیده می شود، باید از نقش اساسی کاربرد نرم ‏افزارها، ابزار آلات ، وسایل مطالعات فراساختاری و ‏‎…‎‏ ‏که نقش اساسی و پیشرفت علوم زیستی داشته اند، غافل ‏نماند  و بهمین منظور تاریخچه ای از آن ذکر میشود.‏

تصویر ۱: بیانگرتجلی ژنهاست. همچنین تاخوردگی ‏پروتئینها و داروهائی که مراحل بیوشیمیائی را کوتاه ‏می کنند. ‏
واژه های به کار رفته در مقاله در ارتباط است با ‏انواع نرم افزارهای به کار رفته برای این تجزیه و ‏تحلیل ها و ترتیب به کارگیری آنها، کدهای ژنتیکی ‏موجود در ‏DNA‏ با توجه به ترتیب اسیدهای آمینه انواع ‏پروتئینهارا ایجاد می کند. این اسیدهای آمینه پشت سر ‏هم پیچ و خم می یابد ، تا می خورد و ساختمان سه بعدی ‏خاصی را ایجاد میکند که ارتباط آن را می رساند. ‏داروها با پروتئینها واکنش میدهد و روی عملکرد آنها ‏اثر می کند و اغلب نوعی پیوند با بخشی از جایگاه ‏پروتئین ایجاد می کند که مانع توانائی پروتئین در ‏انجام وظیفه طبیعی اش می شود.‏
کاربرد گسترده نرم افزارهای کامپیوتری ، برای دینامیک ‏ملکولها،‌‏‎(MD)‎‏ ، شیمی کوانتوم ‏‎(QC)‎‏ و ارتباطات ساختمانی ‏‎(QSAn)‎‏ به مطالعه این سیستم های ملکولی کمک نموده اند ‏‏..‏

فهرست مطالب
کاربرد گسترده کامپیوتر در علوم زیستی
پیشرفتهای ژنتیکی ‏
کاربرد نرم افزارها در ذخیره داده ها
سیستیک فیبروزیس ‏
مبارزه طلبی بزرگ کاربرد کامپیوتر ‏
منابع و ماخذ ‏