試析計算機科學在生物信息學中的具體應用

朱文勇，唐 霖，翁權杰

（南京郵電大學，南京 210023）

科技的發展促使社會進入了信息化時代，而在信息化時代計算機科學已經成為被社會各個領域所廣泛應用的一個重要學科，為各行各業發展與創新提供了充足的可能。在生物信息學發展的過程中，需要涉及到眾多數據與信息的收集、整理、儲存、統計、分析等，若是單純依靠人進行計算與分析，則相關研究進展就過于緩慢。因此，計算機科學的出現在一定程度上為當前生物信息學的進一步發展與研究創造了有力條件，加快了其發展速度，這也就充分說明會計算機科學在生物信息學中的重要性地位。

1 計算機科學在生物信息學中應用的重要性

隨著當前生物信息學的快速發展，現階段生物信息所采集的信息數據已經開始采用海量隨機的短序列拼接，這種方法在實際應用的過程中主要是由具有極高運行速度、自動化的測序儀器來完成的，并且可以通過對生物TCJ排列的測序來獲得相關序列信息，然后利用先進技術將這些生物體中的物理化學信號轉化為數字信號，使得計算機可以自動進行識別，然后根據這些信號進行初步的分析，而這些數據均是最為原始的基本實驗數據[1]。在此之后需要完成的便是篩選并分析海量生物信息進行處理與分析，這就需要高性能、高運行效率的計算機作為有效支撐，若是缺乏可靠的計算機來實現篩選工作，則生物信息學方面的研究進展就會相對緩慢，這也就充分說明了計算機科學在生物信息學中應用的重要性。

2 計算機科學在生物信息學中的具體應用

2.1 實現了研究的可預見性

在傳統生物學研究的過程中，大部分的研究結果主要是在經過實驗、觀察，以及多次實踐，才可以得出最后的結論，而這個過程中具有反復性、長期性特征，需要經過漫長的研究過程才可以取得一定的研究成果。隨著計算機科學的引進在生物學領域研究的過程中，便可以通過邏輯、事先推演而得出理論，然后再結合實際情況在實踐中對這一理論進行檢驗，以此來完成相關的研究工作[2]。這就在一定程度上加快了生物信息學的研究進程，同時也有效減少對人力、物力、財力資源的消耗，為研究的順利進行提供充足的保障。除此之外，計算機科學的引進還可以實現對各種類型設備的有效控制，因此在研究的過程中可以通過預設程序的方式，有效減少實驗的操作難度，同時也可以減少對人力資源的消耗，使該項研究工作可以順利進行。

2.2 數據挖掘

數據挖掘在完成需要首先對數據進行清理集成，然后根據數據的實際情況對其趨勢進行預測分析，而這種預測也被應用至生物信息學的研究中。以蛋白質結構預測為例，在傳統預測的過程中，主要是需要依靠各種實驗來完成，然而有關蛋白質分子結構的預測卻并不能完全根據實驗來進行確定，為相關研究工作帶來諸多阻礙[3]。然而，通過將計算機科學應用至結構預測中，便可以通過使用計算機數據挖掘技術，對構成蛋白質的不同種類的按計算進行編碼，然后任意選擇一個奇數長度窗口，構建起模型，從而實現有效預測，為相關研究工作提供便利。除此之外，利用數據挖掘技術還可以實現微陣列數據分析、蛋白質同源等多方面的研究，其研究領域、研究方向被進一步拓展，對于生物信息學的發展具有促進作用。

2.3 結構模擬

通過應用計算機科學，不僅可以實現對理論知識方面的預測，同時還可以實現對設備的控制與優化，數據挖掘的應用更是為結構預測提供了便利。在此基礎上，計算機科學還可以實現結構模擬。計算機的應用，可以運用各種建模軟件針對特定內容進行3D建模，這就在一定程度上有效減少了結構模型的搭建時間與成本，并且可以在軟件窗口直接輸入相關的數據信息，讓計算機進行結果演算，為結構假設的檢驗工作提供了便利[4]。在計算機3D建模的輔助下，可以實現基因、蛋白質的建模，而其結構也會更加清晰的展現出來，加快了生物信息學的研究進程。

3 結束語

綜上所述，生物信息學在實際發展的過程中應用了計算機技術、網絡技術、生物學、統計學等多門學科的相關知識，需要借助計算機與網絡技術強大的信息計算、統一、處理能力，若是缺乏計算機的有效支撐，則其發展、研究速度將會嚴重降低。計算機科學的應用，使得生物信息學的研究實現了預見性，同時還可以實現對各種設備的有效控制，節約了大量的人力與物力，并且可以通過數據挖掘的方式來進一步加強數據整理，從而簡化了生物信息學研究的工作量，加快了研究進度，為其今后的進一步發展奠定良好基礎。