Bioinformatika
Bioinformatika (engleski: bioinformatics ili computational biology) je nauka koja se bavi informatičkim osnovama kao i pohranjivanjem, organizacijom i analizom bioloških podataka. Na početku su ti podaci dolazili mahom iz genetike ali se u međuvremenu bioinformatika upotrebljava i u farmaciji, za proračun prognoze proteinskih struktura i interakcije. Simulacija i proračun bioloških eksperimenata i podataka se naziva i in siliko proračun (in silico).
Bioinformatika i DNK sekvence
Prvi bioinformatički programi su bili razvijeni za DNK sekvencijalnu analizu. Tu se radi prvenstveno o brzom pronalaženju ponovljenih dijelova (šablona) u veoma dugim DNK sekvencama i rješavanje problema preklapanja i pozicioniranja dvije ili više sekvenci da bi se dobila njihova najveća podudarnost. Primjenu u toj oblasti su našli algoritmi dinamičnog i metodološkog programiranja. Kod bioloških hipoteza se rijetko traže tačne podudarnosti kratkih sekvencijalnih dijelova i to najčešće za odvojene "signale" kao startna i završna sekvenca genetskog koda.
Pored tih, razvijena su i rješenja za pronalaženje gena u nepoznatim DNK sekvencama (prognoza gena, engleski: gene finding ili gene prediction). Taj tip problema pronalaženja šablona se rješava različitim metodama i algoritmima: statističkom sekvencijalnom analizom, markov-lancima, vještačkim neuronalnim mrežama, itd.
Bioinformatika i proteini
Napretkom u istraživanju i dostignućima iz oblasti funkcionalne analize genoma (na primjer, crva caenorhabditis elegans), težište rada u bioinformatici se prebacuje na hipoteze proteomike, kao na primjer, problem razlaganja i prognoza strukture proteina, odnosno pitanje sekundarne i tercijarne strukture kod određenih sekvenci aminokiselina. Pitanje interakcije proteina sa različitim ligandima (nukleinskim kiselinama, drugim proteinima ili manjim molekulima) je veoma važno, zato što iz odgovora na to pitanje proizilaze zaključci i važne informacije za medicinu i farmaciju; na primjer, kakav uticaj ima mutacijom izmijenjeni protein na tjelesne funkcije ili koji preparati, kako djeluju na različitim proteinima.
Filogenija
Na osnovu DNK, kao i sekvenci aminokiselina mogu se konstruisati filogenetske strukture, koje predstavnjaju evolucijski razvoj današnjih živih bića od velikim dijelom nepoznatih i zbog toga hipotetičnih predaka.
Pohranjivanje podataka
Nemali dio posla jednog bioinformatičara se sastoji, pored matematičkih analiza, i iz konsolidovanja i pohranjivanja podataka u indiciranim i povezanim biološkim bazama podataka. Zbunjujuća raznolikost DNK (npr. gen bank) i proteinskih baza podataka (npr. svis port) širom svijeta, je do sada prouzrokovala redudantno (isti sadržaj na više mjesta) i samim tim greškama sklono pohranjivanje podataka.