Bilgisyar Bilimi ve Sağlık

19. ve 20. Yüzyıllarda, DNA’nın bulunması ve hayatın yapı taşlarıyla ilgili daha fazla bilgi edinilmesi biyoloji ile ilgili en önemli gelişmelerdendir. Geçtiğimiz 20 yıllık süreçte, teknolojinin ve bu doğrultuda gelişmiş laboratuvar cihazlarının da katkısıyla birlikte, biyolojik araştırmalar hız kazanarak muazzam boyutlarda veriler elde edilmiştir. Elde edilen bu verilerin hızlı ve efektif bir şekilde işlenmesi için bilgisayar biliminden yararlanılmaktadır. Bir örnek vermek gerekirse, DNA’da bulunan her proteinin farklı görevleri, farklı hikâyeleri vardır. Bazı proteinlerin görevlerini biliyoruz ancak yeni protein yapılarının işlevlerini nasıl belirleyebiliyoruz? Anlamı olan yeni protein dizilerini nasıl DNA-Protein veri tabanına ekliyoruz? Bu ve bunun gibi soruların cevaplarına ulaşmak için bilgisayar bilimi bizlere yardımcı olmaktadır.

Bilgisayar biliminin sağladığı araçlar günümüzde, DNA diziliminden, hücreler arasında ki iletişime kadar birçok konunun araştırılması ve modeller oluşturulmasında kullanılmaktadır. GENOM projeleri gibi büyük çaplı çalışmalarda ve deneylerde de bu tür araçlardan yararlanılır. Normal hücresel aktivitelerin farklı hastalıklardan nasıl etkilendiği üzerine bir çalışma yapmak, biyolojik veriler ile birlikte bu aktivitelerin kapsamlı bir şekilde modellenmesi sayesinden mümkün olabilir. Bu tür işlemlerin ihtiyacı doğrultusunda biyolojik verilerin yönetimini, görselleştirmesini ve analizini, bilgisayar bilimi aracılığı ile sağlayan biyoinformatik bilimi ortaya çıkmıştır. Biyoinformatik kapsamını açıklayan farklı kavramlar vardır. En dar anlamda DNA, RNA ve Protein moleküllerine odaklandığı düşünülmekteyken, daha geniş kavramda tüm biyolojik verileri kapsadığı düşünülmektedir. Biyolojik verileri işleme ve analiz etmenin yanı sıra veri tabanı geliştirme, veri yönetimi, algoritma geliştirme, kantitatif analiz ve simülasyon gibi işlevleri de bu kapsamda düşünürsek, Biyoinformatik için kısaca bilgisayar bilimi ile biyolojinin çeşitli dallarını bir araya getiren bir bilim dalı diyebiliriz. Biyoinformatik için öncellikli olan verilerin analizi ve yorumudur. Bu tür verilere DNA, protein yapıları ve amino asit dizileri gibi veriler dahildir. Bu verilerin kullanımı aşağıda bulunan biyoinformatik alanına ait disiplinler kapsamında da değerlendirilebilir.

• Çeşitli türde verilerin yönetimi, kullanımı ve hızlı erişimi için bilgisayar uygulamaları geliştirme.

• Büyük veri kümeleri arasındaki ilişkileri belirlemek ve gözlemlemek için yeni algoritmalar ve istatistiksel hesaplamalar geliştirmek.

Günümüzde biyoinformatik alanının en yaygın kullanımı, DNA ve protein dizilerinin eşleştirilmesi, analiz edilmesi, sıralanması, karşılaştırılması ve özellikle protein yapılarının üç boyutlu olarak modellenmesi ve gözlemlenmesi diyebiliriz.

Bilgisayar bilimi sadece araştırma, deneysel ve istatistiksel düzeyde değil, sağlık alanında da önemli bir yer teşkil etmektedir. Halen gelişmekte olan klinik karar verme mekanizmaları, medikal verileri anlık analiz ederek tavsiyelerde bulunabilmektedir. Günümüzde hızla yaygınlaşan kişisel analitik cihazlarının ve yazılımlarının medikal veri toplamada önümüzdeki yıllarda birincil araçlar olması beklenmektedir. Bu tür sistemler sayesinde toplanan verilerin bulut sistemlerine aktarılması, hekimler ile veri paylaşımını mümkün kılmaktadır. Toplanan veriler, genel sağlık durumu hakkında bilgi verebileceği gibi yeni muayene ve teşhis stratejilerinin de geliştirilmesine yardımcı olacaktır. Son birkaç yıldır, akıllı telefonlarda bu tür yazılımlar ve işlevler bulunmaktadır. Adım sayan, parmak ucundan nabız ölçen işlevlerin ve kan şekeri, tansiyon değerlerinin kaydedebilmesine olanak sağlayan yazılımların, topladıkları veriler sağlık coğrafyası, istatistik, biyoinformatik gibi birçok birçok alanda kullanılabilir.

Bilgisayar ve biyolojinin ilişkisi önümüzdeki yıllarda daha da artarak devam edecektir. Teknolojinin hızla ilerlemesi, biyoinformatik alanına olan ihtiyacı ve ilgiyi de daha fazla artıracaktır. Düzen Laboratuvarları olarak biyoinformatik kapsamında veri değerliliğini ve sunduğumuz hizmetin kalitesini artırmak yolunda çalışmalar yapmaktayız.

Kaynak: Bioinformatics – Trends and Methodologies. InTech