Mavzu : Bioinformatika va genomika fanlari haqida tushuncha

63 
ulkan miqdordagi DNK ketma-ketliklari va aminokislotalar ulkan mehnat talab qilgani va 
salmoqli qiymatga ega bo‘lgani bois, ularni izlash, qiyoslash, xaritalash uchun ilmiy tajriba 
uslublarni shunchaki to‘g‘ridan-to‘g‘ri qo‘llab bo‘lmaydi. Birinchi navbatdagi vazifa zamonaviy 
kompyuter texnologiyalariga biopolimerlarni jalb etish va DNK, RNK va oqsillar kabi genetik 
makromolekulalar ketma-ketligini tahlil qiluvchi kompyuter dasturlari va matematik algoritmlar 
yaratishdan iborat. SHaxsiy kompyuterlarda genetik ma’lumotlarni tahlil qilish dasturidan 
foydalanishning qulayligi va ulkan hajmdagi ma’lumotlarga ishlov berish imkoniyati 
bioinformatiklarning tajriba ishida zarur vosita bo‘lib xizmat qiladi. Tirik hujayralarda 
o‘tayotgan barcha molekulyar jarayonlar to‘g‘risidagi bilimlarga to‘la ega bo‘lmaganligimiz 
bois, DNK, RNK va oqsillar ketma-ketligini tahlil qilish uchun matematik uslublar tajribaviy 
uslublarning o‘rnini bosa olmaydi. Biroq kompyuter uslublarida ixtisoslashgan ma’lumotlar 
bazasida to‘plangan DNK ketma-ketliklari to‘g‘risidagi ulkan miqdordagi ilmiy tajriba 
ma’lumotlar genomlar tuzilishi va tadriji haqidagi sifat jihatdan yangi bilimlarni olishning 
imkonini beradi. [Kanehisa and Bork, 2003; Galperin, 2004]Aynan genom ma’lumotlarining
statistik tahlili asosida genetik axborotni tashkil etish to‘g‘risidagi yangi bilimlarga ega bo‘lish 
mazkur ishda tavsiya etilgan kompyuter tadqiqotlarining asosiy maqsadidir. XXI asrning 
boshlarida DNK va oqsillar ketma-ketligining tuzilishi va xossasini o‘rganishga yo‘naltirilgan 
dasturiy mahsulotlarning keng doirasi yaratildi. [Kolchanov, 1988; Wang et al, 1999; Pevzner, 
2000; Momit, 2001; Koonin and Galperin, 2002]Bu dasturlarga joylashtirilgan ko‘plab 
algoritmlar texnikasini biopolimerlar ketma-ketligini qurishda statistik xossalar va 
qonuniyatlarni tadqiq qilish uchun diskret matematikada [Gusfield, 1997] hamda matematik 
statistika va ehtimollar nazariyasida qo‘llash muhim ahamiyat kasb etadi. Ketma-ketliklar 
o‘zgarishining tadrijiy cheklovini hisobga oluvchi matematik baholash yordamida genetik 
ma’lumotlar murakkabligining tahlilini o‘tkazish muhim muammolardan biridir. Eukariot genlari 
ta’sirliligini tartibga soluvchi ketma-ketliklar genomida kompyuter tadqiqotini o‘tkazish va 
izlash muammosi birmuncha muhimdir. Ketma-ketliklarni tartibga soluvchi ma’lumot 
murakkabligining miqdoriy tahlili va ma’lumotiy tashkillashuvini har taraflama tadqiq qilish 
uchun zamonaviy Internetbop kompyuter dasturlarini yaratish zarur.[Durbin et al, 1998; Ewens 
and Grant, 2001] Bugungi kunda birmuncha to‘la bo‘lgan molekulyar-biologik resurslarni 
[GenBank, EMBL], ixtisoslashgan ma’lumotlar bazasini ham e’tiborga olgan holda, gen 
ta’sirliligini [TRRD, TRANSFAC, EPD] tartibga solish bo‘yicha DNK ketma-ketliklari 
to‘g‘risidagi ma’lumotlarga ishlov berish dolzarb bo‘lib qolmoqda.
Tavsiya etilayotgan dissertatsiya ishida genetik ma’lumotlarni statistik tahlilida yangi 
kompyuter uslublarini ishlab chiqish va qo‘llash, genomli DNKlardagi tartibiga solinuvchi 
joylarni va vazifaviy saytlarni oldindan aytish, genomlardagi takrorlanishlarni izlash va ularning 
tuzilmasini tahlil qilish kabi vazifalar qo‘yilgan.

64 
Eukariot genlarni tartiblovchi ketma-ketliklarni aniqlash va uning vazifaviyqisqa mazmuni 
"post­genom" davriga kirgan molekulyar biologiya uchun muhim ahamiyat kasb etadi. Ko‘plab 
tadqiqotchilar nazdida ommaviy sekvenirlash davriga qadar vazifaviy sohasi bir ma’noli bo‘lib, 
o‘ta oddiy tuzilmaga ega bo‘lgan. Aslida esa DNK ketma-ketligi bo‘yicha vazifalarni aniqlash 
muammosi birmuncha murakkab bo‘lib, genetik ma’lumotni kodlashning ma’nodosh 
bo‘lmagani bilan bog‘liqdir.[Frank-Kamenetskiy, 1990; Pevzner, 2000] Tartiblovchi oqsillar 
bilan bog‘liq bo‘lgan DNK maydonlari u qadar ma’nodosh emas. Ularni nukleotid ketma-
ketlikdan izlash birmuncha murakkab vazifa hisoblanadi.
RNK-polimerazalarni bog‘lovchi saytlar, RNK translyasiyasini boshlanish maydonlari, 
splaysing maydonlari va boshqalar murakkab tuzilishga ega bo‘lib, ikkilamchi tuzilmalar 
elementini o‘z ichiga olgan, ko‘pincha o‘zgaruvchan masofada joylashgan bir nechta blokdan 
iborat bo‘ladi.
Ko‘plab holatlar kabi o‘xshash vazifalarni bajaruvchi vazifaviy saytlar birlamchi 
tuzilmasidan to‘la farqlanishi mumkin. Bu nukleotid saytlarga taalluqli bo‘lish bilan bir 
qatorda, oqsillarning faol saytlariga ham tegishlidir.[Valuev et al, 2002].SHu sababli vazifaviy 
signallardagi DNK ketma-ketligining kodlangan tahlili ulkan hajmdagi ma’lumotlarni ishlab 
chiqish bilan bog‘liq bo‘lgan ko‘rinishlarni aniqlash hamda hisoblash mashaqqatlarini engish 
uchun statistik yondashuv va maxsus eng qulay algoritmlarning yanada mukammal uslublarini 
qo‘llashni talab qiladi.Oqsillarni kodlovchi qismlar o‘xshashligini, oqsillar bilan bog‘lanuvchi 
saytlarni, transkripsiya va translyasiya signallarini genomli DNKning vazifaviy xususiyatini 
bashorat qilish masalalari sirasiga kiritish mumkin .[Pevzner, 2000] 
Bu sohadagi taraqqiyot molekulyar-biologiya sohasida to‘plangan bilimlar darajasiga 
bevosita bog‘liqdir. Aniqlashning yanada mukammal uslublariga qaramay, oqsillarni kodlovchi 
genlarni tenglashtirish masalasidan yiroq hatto kompyuterning turli uslublari yordamida 
topilgan inson genomidagi genlar sonini baholash ham sezilarli darajada farq qiladi.Oqsillar 
uchun 20 xildagi aminokislotalar va DNK va RNKlar uchun nukleotid tipidagi alifboga muvofiq 
belgilar ketma-ketligini cheklovchi ko‘rinishdagi tabiiy makromolekulalar tushunchasini genetik 
ma’lumot deb yuritamiz.DNK, RNK molekulalarini va oqsillarni genetik ma’lumot sifatida 
taqdim etish,ularda genetik informatsiya mavjudligi va ularni yozish va saqlashning chiziqli 
usuli kabi birmuncha sodda va birmuncha muhim jihatlarini ifodalaydi. Genomdagi nukleotid 
ketma-ketlikni qisqacha qilib so‘zlar deya ataymiz. Birmuncha keng (va eng oz) tarqalgan
so‘zlarni o‘rganish, genom qismlarini ifodalash, qaytarilishlarni farqlovchi nukleotidlar va 
nukleotid so‘zlarni qo‘llash genetik ma’lumotlar va ularning tadrijiy nazariyasi qismlalarining
fuksional roli to‘g‘risidagi yangi farazlarni ilgari surishga imkon beradi. [Karlin et al, 1983; 
Ratner, 1993; Gelfand, 1993; Karlin and Ladunga, 1994; Kolchanov Lim, 1994; Haring and 

65 
Kypr, 1999; Uotermen, 1999; Abe et al, 2003].Tarixan genetik til to‘g‘risidagi ilk tasavvurlardan 
biri 1970 yillarda V.A.Ratner tomonidan kiritilgan .[Ratner 1970, 1975]. 
Ma’lumotni lingvistik tasavvur qilish va ma’lumotlarni kodlashning matematik
nazariyasi bilan bog‘liq bo‘lgan yondashuv sermahsul bo‘ldi. [Trifonov, 0; Grumbach and Tahi, 
1994; Rivals et al, 1996; Stem et al, 2001; Troyanskaya et al, 2002; n et al, 2003]. Genetik 
ketma-ketliklarning statistik tahlili vazifaviy va tadrijiy darajada tushuntirish zarur bo‘lgan turli 
xildagi takrorlashlar bilan boyitilgan ulkan miqdordagi o‘xshash tasniflarni namoyon qildi. [Sox 
and Mirkin, 1997;vv Toth et al, 2000].Genetik ma’lumotlarni matematik modellar yordamida 
hamda Markov zanjiri nazariyasi apparati yordamida batafsil yoritish uchun maxsus 
yondashuvlar zarur. Bunday modellar gomologiyaning statistik xususiyatini, ma’lumotlarning 
muxtasar axborot tasnifini (entropiyalarni, keragidan ortig‘ini, murakkablikni baholash),
nukleotid “so‘zlar” takrorlanishi to‘qnashuvini bashorat qilishni baholash uchun zarur. 
Ma’lumotning geterogenlik darajasi (almashinuvchi belgilar xilma-xilligi), ma’lumotqismining 
o‘zaro bog‘lanishi va ularning nisbatan joylashuvining eskiligi to‘g‘risida savol tug‘iladi.
SHunday qilib, mazkur ishda o‘rganilayotgan genetik ma’lumotlar murakkabligi 
tahlilining muammosi yuzaga keladi. Genomli DNKning sekvenirlash bo‘yicha tadqiqot ishlari 
jadallik bilan rivojlanib bormoqda. 2004 yilning avgustiga kelib prokariot genomlarining 180 
tasi ma’lum edi. SHu jumladan arxebakteriyalarning 19 genomi va eubakteriyalarning 161 
genomi ma’lumbo‘lib ular; A thaliana o‘simligi, C.elegans nematoda, D.melanogaster hasharoti, 

Download 4.83 Mb.