تسلسل الجينوم وتجميعه باستخدام نظرية الرسم البياني

يعتمد علم الأحياء الحديث على القدرة على قراءة DNA، ومع ذلك، لا يمكن للتكنولوجيا بعد معالجة الجينوم بأكمله في تمريرة واحدة. تستكشف هذه الدورة التحدي الحسابي المثير للاهتمام المتمثل في تجميع ملايين الشظايا الجينية الصغيرة للكشف عن الصورة الكاملة لجينوم الكائن الحي. سوف تكتشف كيف يسمح لنا تقاطع علم الأحياء وعلوم الكمبيوتر بحل الألغاز المعقدة الضرورية للطب الشخصي والبحث التطوري. من خلال هذا المنهج القائم على النصوص، ستتحول من مبتدئ إلى شخص يفهم العمود الفقري الخوارزمي للمعلوماتية الحيوية (bioinformatics). ستتعلم كيفية تمثيل البيانات البيولوجية كهياكل رياضية وتطبيق الأنماط المنطقية للعثور على التسلسل الأكثر احتمالاً للنيوكليوتيدات. ما ستتعلمه: - فهم القيود البيولوجية الأساسية لتسلسل DNA وضرورة تجميع الشظايا. - تطبيق مفاهيم نظرية الرسم البياني، بما في ذلك De Bruijn graphs، لتنظيم وربط التسلسلات الجينية المتداخلة. - استكشاف منطق خوارزميات القوة الغاشمة (brute force algorithms) وتطبيقاتها المحددة في تسلسل البروتينات والببتيدات الصغيرة. - مقارنة مناهج التسلسل التقليدية للقراءة القصيرة (short-read) مع النماذج الحسابية الحديثة للقراءة الطويلة (long-read). - إتقان مصطلحات المعلوماتية الحيوية (bioinformatics)، من k-mers و contigs إلى Eulerian paths. - التدرب على حل تحديات التجميع من خلال التمارين الخوارزمية المكتوبة والسيناريوهات القائمة على المنطق. تبدأ الدورة بالمصطلحات الأساسية والأسس البيولوجية لـ DNA قبل الانتقال إلى الأساليب المحددة القائمة على الرسم البياني المستخدمة في المختبرات الحديثة. ستتقدم من خلال الشروحات المكتوبة لمنطق التجميع، متبوعة بتحليلات خطوة بخطوة للخوارزميات التي تجعل إعادة بناء الجينوم ممكنة. تم تصميم هذه الدورة للمبتدئين المهتمين بالتقاطع بين علوم الحياة والبرمجة. لا تتطلب خبرة سابقة في المعلوماتية الحيوية أو الرياضيات المتقدمة للبدء. ادخل إلى عالم البيولوجيا الحاسوبية وابدأ في فك شفرة لغة الحياة.