خوارزميات المعلوماتية الحيوية: حل الألغاز البيولوجية باستخدام الكود

البيولوجيا الحديثة هي علم بيانات، حيث يتطلب فك تشفير لغة الحياة أدوات حاسوبية قوية. إذا كنت ترغب في فهم كيف يساعد علماء الحاسوب في رسم خرائط الجينومات وتتبع الطفرات الفيروسية، فإن تعلم خوارزميات المعلوماتية الحيوية هو نقطة البداية المثالية. يرشدك هذا المساق النصي فقط عبر الخوارزميات الأساسية المستخدمة لحل الألغاز البيولوجية المعقدة. ستنتقل من فهم السلاسل البيولوجية الأساسية إلى تحليل تسلسلات الحمض النووي (DNA) وإعادة بناء التواريخ التطورية باستخدام منطق منظم وخطوة بخطوة. ما ستتعلمه: * فهم المفاهيم البيولوجية الأساسية للحمض النووي (DNA) والحمض النووي الريبوزي (RNA) والبروتينات من منظور حاسوبي؛ * تحليل خوارزميات تجميع الجينوم، بما في ذلك رسوم de Bruijn البيانية ومناهج التداخل-التخطيط-الإجماع (overlap-layout-consensus)؛ * تطبيق تقنيات محاذاة التسلسل باستخدام البرمجة الديناميكية لإيجاد أوجه التشابه بين الجينات؛ * بناء الأشجار التطورية باستخدام طرق التجميع القائمة على المسافة والقائمة على الأحرف؛ * استخدام ممارسات Python الحديثة، بما في ذلك تلميحات النوع (type hints) وهياكل البيانات الفعالة، لكتابة نصوص معلوماتية حيوية نظيفة؛ * استكشاف استدلالات البحث الحديثة في قواعد البيانات، مثل الأساسيات الكامنة وراء BLAST، لمقارنة التسلسلات غير المعروفة. يبدأ المساق بمصطلحات البيولوجيا الجزيئية الأساسية ومعالجة السلاسل الأساسية. ستتقدم بعد ذلك عبر تجميع الجينوم، ومحاذاة التسلسل، وبناء الأشجار التطورية، مطبقًا معرفتك من خلال الشروحات المكتوبة للكود والتمارين المفاهيمية. تم تصميم هذا المساق للمبتدئين الفضوليين، ومطوري البرمجيات الذين يتطلعون لدخول مجال التكنولوجيا الحيوية، وطلاب البيولوجيا الذين يرغبون في تعلم الجانب الحسابي من مجالهم. لا يلزم وجود خبرة سابقة في المعلوماتية الحيوية، على الرغم من أن الإلمام الأساسي بـ Python مفيد. ابدأ رحلتك في البيولوجيا الحاسوبية واكشف الأسرار الكامنة داخل البيانات الجينومية اليوم.