کاربرد دو زبان برنامه نویسی R و پایتون در بیوانفورماتیک

با انفجار داده های ژنومی و پروتئومی، محققان به پلتفرم های قوی برای تجزیه تحلیل و تفسیر اطلاعات بیولوژیکی نیاز دارند. بیوانفورماتیک یک دانش به سرعت در حال رشد است که از ترکیب برنامه نویسی، الگوریتم ها، آمار و سایر ابزارهای محاسباتی برای آنالیز و تفسیر داده های بیولوژیکی استفاده می کند. زبان های برنامه نویسی اساسی ترین ابزارهای بیوانفورماتیک هستند و در این رابطه، R و پایتون در گروه کارامدترین ابزارها قرار می گیرند.

کاربردهای برنامه نویسی R در بیوانفورماتیک

یکی از زبان های برنامه نویسی پرکاربرد در بیوانفورماتیک، زبان R است که طیف گسترده ای از ابزارها را برای پردازش و تحلیل داده های بیولوژیکی فراهم می کند. در واقع با R می توان دیتاست های بزرگ را با سرعت و به راحتی بررسی کرد و در نهایت نتایج را به طور سازمان دهی شده ارائه داد.

زبان R طیف گسترده ای از ابزارها و پکیج های آماری را برای بررسی و تحلیل داده های بیولوژیکی فراهم می کند. همچنین پکیج‌های زیادی دارد که اختصاصا برای کار با داده های ژنومی طراحی شده اند مانند Bioconductor و GenomicRanges.

علاوه بر این، R یکی از ابزارهای بسیار قدرتمند در رسم انواع نمودار است که برای بررسی و تفسیر داده های پیچیده بیولوژیکی امری ضروری محسوب می شود. برخی از پکیج‌های R محبوب در این زمینه ggplot2 و shiny هستند.

زبان R ابزارهایی را فراهم می کند که برای کار با دیتاست های بزرگ ضروری است. به عنوان مثال ابزارهای موجود در پکیج dplyr می توانند داده ها را پیش پردازش و سازمان دهی کنند و در نتیجه تحلیل و تفسیر آن ساده تر خواهد شد.

یکی از مزایای دیگر و البته مهم زبان R این است که دارای یک جامعه بزرگ و فعال از کاربران و برنامه نویسان است که به طور مداوم ابزارها و پکیج های جدیدی را برای رفع نیازهای تحقیقاتی در حوزه بیوانفورماتیک ایجاد می کنند.

کاربردهای برنامه نویسی پایتون در بیوانفورماتیک

پایتون یک زبان برنامه نویسی محبوب است و در بسیاری از زمینه ها مورد استفاده قرار می گیرد. از آنجاییکه یادگیری آن آسان است و توابع پیشرفته را برای ساده کردن کار با داده های پیچیده بیولوژیکی ارائه می دهد، به طور گسترده در حوزه بیوانفورماتیک نیز استفاده می شود که عبارتند از همردیف سازی توالی های اسیدنوکلئیک و پروتئین، شناسایی تغییرات ژنتیکی و انجام آنالیز بیان ژن. برای این منظور پکیج Biopython مجموعه ای از توابع کارامد را برای کار با توالی های ژنومی (DNA و RNA) فراهم میکند.

پایتون به طور گسترده در مطالعه و تصویرسازی ساختارهای پروتئینی نیز استفاده می شود و یکی از پکیج های پرکاربرد در این زمینه PyMOL می باشد. علاوه بر این، در زمینه یادگیری ماشین (machine learning) برای طبقه بندی ژن ها، پیش بینی ساختارهای پروتئینی و موارد دیگر نیز ابزارهای قدرتمندی مثل پکیج Scikit-learn را ارائه می دهد. از کاربردهای دیگر زبان پایتون برای زیست شناسان باید به رسم نمودار و بصری سازی داده های بیولوژیکی با پکیج های Matplotlib و Seaborn اشاره کرد.

در نهایت باید گفت R و پایتون به ابزارهای ضروری در زمینه بیوانفورماتیک تبدیل شده اند و با ارائه طیف وسیعی از قابلیت ها، محققان را قادر می سازند تا به طور موثر داده های بیولوژیکی را مطالعه و تفسیر کنند. بدون شک هر دو ابزار نقشی اساسی در پیشبرد درک ما از سیستم های بیولوژیکی و اکتشافات جدید در علوم زیستی خواهند داشت.