اهمیت سیستم‌های بیولوژیکی در سال 2022

 مروری بر سیستم‌های بیولوژیکی

انجام فرآیندهای شیمیایی و زیستی، واکنش‌های عناصر اصلی سیستم‌های زنده و درک مفاهیم زندگی موجودات زنده، جرقه‌ای برای کشف و استفاده از سیستم‌های بیولوژیکی شد. اکنون آنچه که مطرح است، چگونگی استفاده از این روش‌ها، برای بررسی عملکرد و زندگی خاص سلول‌ها به عنوان کوچکترین سیستم بیولوژیکی می‌باشد.

علم بیولوژی

علم زیست‌شناسی، انواع و روش زندگی جانداران مختلف از تک‌سلولی تا پرسلولی را بر اساس رفتار و چگونگی آغاز حیات و پیدایش آنها مورد بررسی قرار می‌دهد. پایه این علم شامل سلول، DNA، ژن، ارگانیسم‌ها و … می‌‎باشد. سلول به عنوان واحد اصلی حیات، دربردارنده‌ی اطلاعاتی به نام DNA هستند. که در اثر فرایند تقسیم، این اطلاعات از سلولی به سلول دیگر منتقل می‌شوند. ژن‌ها که بخش کوچکی از DNA هستند نیز به عنوان واحد انتقال وراثت در سلول فعالیت می‌کنند.

راز حیات در سیستم‌های بیولوژیکی

انسان از آغاز حیات به دنبال چگونگی پیدایش خود است. در این راستا پژوهش‌های فراوانی انجام شده است تا به منشا پیدایش و نحوه تکامل انسان دست یابیم. در میان روش‌های کشف شده که ریشه در علوم زیستی دارند، سیستم‌های بیولوژیکی راه حلی اساسی برای پاسخگویی به این سوالات بشر، معرفی کرده است.

سیستم‌های بیولوژیکی که با هدف دستیابی به درک اینتراکشن‌های زیستی و عملکرد ژن به عنوان عامل انتقال صفات از نسلی به نسل دیگر طراحی شده‌اند، مجموعه‌ای از علوم شبیه‎‌سازی، مدل‌سازی و آنالیز فرآیندهای زیستی را که براساس محاسبات انجام می‌گیرد، شامل می‌شوند. با وجود اینکه به کارگیری این سیستم‌‌ها، اطلاعات حیاتی در مورد چگونگی فعالیت سلول‌های زنده را بر اساس رمزهای DNA و ویژگی‌های این مولکول بزرگ در پی داشت، اما بشر هنوز به طور کامل موفق به درک کامل پیدایش و حیات خود نشده است.

ویژگی سیستم‌های بیولوژیکی

آنچه که اساس و پایه سیستم‌های زیست شناسی را تشکیل می‌دهد، جمع‌آوری و ترکیب یافته‌های آزمایشگاهی، پردازش و آنالیزداده‌ها و مدل‌سازی است. هوشمند بودن سیستم‌های بیولوژیکی از ویژگی‌های منحصر به فرد این  علم می‌باشد. چرا که رفتار هوشمندانه این سیستم‌ها، به گونه‌ای در مقابل انواع محرک‌ها انجام می‌پذیرد، که موجب بقای بیشتر آنها می‌شوند. داشتن این خصوصیت ناشی از حافظه اپی ژنتیک می‌باشد که با ذخیره‌سازی هوشیاری در مدارهای ژنتیکی باعث شکل‌گیری رفتار خود مختارانه می‌شود.

توانایی فوق العاده سیستم‌های بیولوژی در انجام محاسباتی نظیر میزان سرعت اینتراکشن‌های زیستی، نشان از استوار بودن علم بیوانفورماتیک بر محاسبه‌گری الگوریتمی است. آنالیز شبکه‌های متفاوت همچون شبکه‌های DNA، آنالیز اینترکشن‌های میان پروتئین‌ها، شبکه‌های سیگنالی و متابولیسمی از دیگر ویژگی‌های بارز سیستم‌های بیولوژی نیز می‎باشند.

کاربردهای سیستم‌های بیولوژیکی

استفاده از سیستم‌های بیولوژیکی در علم دارورسانی و مدل‌سازی تاثیر دارو در انواع سلول‌ها، بخش عمده‌ای از توجه جامعه پزشکی را به خود اختصاص داده است. به طور کلی می‌توان گفت تمام اعضای بدن به عنوان یک سیستم زیستی در حال فعالیت هستند و برای بقای جاندار نقش ایفا می‌کنند. مدلسازی مغز آبی، ساخت کبد مصنوعی، شبیه سازی موجودات چند سلولی از کاربردهای مهم انواع سیستم‌های بیولوژی و زیستی می‌باشد. برای آشنایی با دیگر کاربردهای اینگونه سیستم‌ها می‌توانید از طریق این مقاله اطلاعات جالبی به دست آورید.