১১.১ বায়’লজিত প্ৰ’গ্ৰেমিং

হাতেৰে গণনা কৰা যুগৰ পৰা আমি বৰ্তমান বৃহৎ পৰিমাণৰ (অৰ্থাৎ, উচ্চ-থ্ৰপুট) তথ্য সৃষ্টি, স্বয়ংক্ৰিয় বিশ্লেষণ আৰু ভৱিষ্যদ্বাণীৰ পৰ্যায়ত উপনীত হৈছোঁ। কেইদশকমান আগলৈকে অকল্পনীয় আছিল, এনে বৃহৎ তথ্য সৃষ্টিৰ বাবে প্ৰযুক্তিগত উন্নয়নে এক বৰদান হিচাপে প্ৰমাণিত হৈছে যিয়ে অধিক কঠিন প্ৰশ্নসমূহৰ মোকাবিলা কৰে। অৱশ্যে, বিপুল তথ্যৰ আগমণে তথ্য সংৰক্ষণ, দৃশ্যায়ন, স্থানান্তৰ, বিশ্লেষণ আৰু ব্যাখ্যাৰ ক্ষেত্ৰতো বিপুল প্ৰত্যাহ্বানৰ সৃষ্টি কৰিছে। এদশক আগতে যি কামটো বিশাল যেন লাগিছিল সেয়া এতিয়া তুচ্ছ যেন লাগে।

কৃত্ৰিম বুদ্ধিমত্তা আৰু মেচিন লাৰ্নিং কৌশলসমূহৰ উত্থানে প্ৰায় প্ৰতিটো ক্ষেত্ৰতে গৱেষণাৰ প্ৰথা সলনি কৰিছে। ইয়াৰ পৰাই স্পষ্ট হৈ পৰিছে যে, ভৱিষ্যতত, বিজ্ঞানৰ শীৰ্ষত কাম কৰা তৰুণ জীৱপ্ৰযুক্তিৰ ছাত্ৰ-ছাত্ৰীসকলৰ বাবে মৌলিক প্ৰ’গ্ৰেমিং জ্ঞান আৰু ৰসায়ন আৰু পৰিসংখ্যামূলক পদ্ধতিৰ সৈতে সাৱলীলতাৰ প্ৰয়োজন হ’ব পাৰে।

এই অধ্যায়ৰ উদ্দেশ্য হৈছে প্ৰ’গ্ৰেমিং ভাষাসমূহৰ এক সম্পূৰ্ণ বিৱৰণ দিয়া নহয়, বৰঞ্চ জীৱবিজ্ঞানীসকলৰ বাবে প্ৰাসংগিক কিছুমান আটাইতকৈ জনপ্ৰিয় উচ্চ স্তৰৰ ভাষাৰ এক মৃদু আভাস দিয়া।

যদিও উপলব্ধ সকলো অপাৰেটিং চিষ্টেম (OS) প্লেটফৰ্মৰ বায়’ইনফৰ্মেটিকছ ছফ্টৱেৰ বিকশিত কৰা হৈছে, সফল এপ্লিকেচনৰ বেছিভাগেই লিনাক্স প্লেটফৰ্মত বিকশিত হৈছে। বায়’ইনফৰ্মেটিকছৰ আৰম্ভণিৰে পৰা, ক্ৰম-ভিত্তিক বৃহৎ তথ্য পৰিচালনাৰ কেন্দ্ৰত সদায়েই PERL আছিল। আজিকালি এই প্লেটফৰ্মসমূহ উন্নত কাৰ্যক্ষমতাৰ ভাষাৰে সমৃদ্ধ কৰা হৈছে, সাধাৰণতে পাইথন আৰু $R$-এ জীৱবৈজ্ঞানিক সমস্যা সমাধানৰ বাবে পৰিসংখ্যামূলক পেকেজৰ শক্তিশালী সুবিধা প্ৰদান কৰে। একেদৰে, ষ্টেণ্ডেলন, ৱেব চাৰ্ভাৰ আৰু ক্লাউড কম্পিউটিংত বৃহৎ তথ্য সংহতি পৰিচালনাৰ বাবে দৃশ্যায়ন আৰু বিশ্লেষণ মডিউলৰে পাইথন মডিউলসমূহ অবিৰতভাৱে সমৃদ্ধ কৰি থকা হৈছে। ইয়াৰ বাহিৰেও, MATLAB-এ বায়’ইনফৰ্মেটিকছ তথ্য বিশ্লেষণৰ বাবে অতি ভাল প্লেটফৰ্ম অন্তৰ্ভুক্ত কৰে। বায়’ইনফৰ্মেটিকছৰ ক্ষেত্ৰত সক্ৰিয়, আটাইতকৈ উন্নত ভাষাসমূহৰ ভিতৰত কেইটামানৰ বিৱৰণ তলত দিয়া হৈছে:

পাইথন: ই হৈছে গুইডো ভেন ৰছামে (১৯৯১) সৃষ্টি কৰা এক উচ্চ স্তৰৰ প্ৰ’গ্ৰেমিং সাধাৰণ উদ্দেশ্যৰ ভাষা। ই হৈছে এটা অবজেক্ট অৰিয়েণ্টেড প্ৰ’গ্ৰেমিং আন্তঃক্ৰিয়াশীল ভাষা যি ইউনিক্স, মেক আৰু ৱিন্ডজত চলিব পাৰে। পাইথন বায়’ইনফৰ্মেটিকছ সম্প্ৰদায়ৰ ভিতৰত বহুলভাৱে জনপ্ৰিয় কাৰণ: (i) ব্যৱহৃত প্ৰসংগসমূহৰ স্পষ্ট অৰ্থ আৰু বিবৃতিসমূহৰ গঠন (ii) ইয়াৰ অভিব্যক্তিমূলকতা আৰু অবজেক্ট-অৰিয়েণ্টেড প্ৰ’গ্ৰেমিংৰ সৈতে মিল, আৰু (iii) লাইব্ৰেৰী আৰু তৃতীয় পক্ষৰ টুলকিটসমূহৰ উপলব্ধতা। পাইথন ক্ৰম আৰু গঠন বিশ্লেষণ, ফাইল’জেনেটিকছ আদিৰ বাবে সফলভাৱে ব্যৱহাৰ কৰা হৈছে।

$\mathbf{R}$ : নামটো $\mathrm{R}$ ইয়াৰ উদ্ভাৱক ৰবাৰ্ট জেন্টলমেন আৰু ৰবাৰ্ট ইহাকাৰ পৰা আহৰণ কৰা হৈছে, যিসকলে ভাষাটো বিকশিত কৰিছিল। $\mathrm{R}$ ভাষাই জীৱবৈজ্ঞানিক তথ্যৰ উচ্চ পৰিমাণৰ বিশ্লেষণ, দৃশ্যায়ন আৰু ছিমুলেচনৰ বাবে আদৰ্শ হোৱা এক দ্ৰুত আৰু নিৰ্ভৰযোগ্য কাৰ্যাত্মক প্ৰ’গ্ৰেমিং ভাষা হিচাপে ব্যাপক গ্ৰহণযোগ্যতা লাভ কৰিছে। ছফ্টৱেৰটো বিনামূলীয়া আৰু মুক্ত উৎসৰ। $\mathrm{R}$ ভাষাটো জিন’ম ক্ৰম আৰু জৈৱ-আণৱিক পথৱলীৰ বিশ্লেষণৰ বাবে ব্যৱহাৰ কৰা হৈছে।

তথ্য বিশ্লেষণৰ পৰা চিষ্টেম ডিজাইনলৈ গতি কৰোঁতে, নতুন প্ৰ’গ্ৰেমিং ভাষাৰ উদ্ভৱ হৈছে। তাৰ ভিতৰত আছে- GEC (Genetic Engineering of living Cells), মাইক্ৰছফ্টে বিকশিত কৰা এক নিয়ম-ভিত্তিক ভাষা আৰু কেৰা, কেৰালা বিশ্ববিদ্যালয়ৰ ড॰ উমেশ পি-য়ে বিকশিত কৰা এক অবজেক্ট অৰিয়েণ্টেড জ্ঞান-ভিত্তিক প্ৰ’গ্ৰেমিং ভাষা। কেৰা (কেৰালাৰ চমু ৰূপ, অৰ্থত নৰিয়াল গছ) জিন’ম, প্ৰটিন আৰু কোষৰ তথ্য ধৰি ৰাখে, ছমহিতা নামৰ এটা ব্যৱহাৰকাৰী-সম্পাদিত জৈৱিক লাইব্ৰেৰী ব্যৱহাৰ কৰি।

১১.২ চিস্টেমছ বায়’লজি

১১.২.১ পৰিচয়

আপুনি জানেই, প্ৰকৃতিৰ ৰহস্য বুজিবলৈ বিজ্ঞানীসকলে প্ৰাচীন কালৰে পৰা পৰীক্ষা-নিৰীক্ষা কৰি আহিছে। এই পৰীক্ষাসমূহৰ ফলাফল সাহিত্যত তথ্যৰ ৰূপত লিপিবদ্ধ কৰা হয়। সৰু সৰু তথ্যৰ পৰা আৰম্ভ কৰি বৃহৎ তথ্যলৈ, দশকজোৰা পৰীক্ষামূলক প্ৰচেষ্টাৰ পৰা তথ্য সংগ্ৰহ কৰি থকা হৈছে। বৰ্তমান, জীৱবিজ্ঞানৰ এক বৃহৎ পৰিমাণৰ তথ্য ডিজিটেল ফৰ্মেটত উৎপন্ন কৰি ডাটাবেছ নামৰ বিভিন্ন ধৰণৰ ভঁৰালত সংৰক্ষণ কৰা হৈছে। এই ডিজিটেল তথ্যসমূহ হৈছে সম্পদ যিয়ে গৱেষকসকলৰ বাবে এনে গণনামূলক মডেল বিকশিত কৰাৰ ভেটি গঢ়ি তোলে যিয়ে আমাৰ জটিল জৈৱিক চিষ্টেমসমূহৰ দৰে কাম কৰিব পাৰে, অৰ্থাৎ যিবোৰ আমি প্ৰকৃত ইন-ভিট্ৰো/ইন-ভিভো পৰীক্ষা বা প্ৰকৃত জীৱনত পৰ্যবেক্ষণ কৰোঁ। এনে ধাৰণাসমূহৰ কাৰ্যকৰীকৰণ জটিল জৈৱিক চিষ্টেমৰ অনুকৰণ কৰিবলৈ গাণিতিক আৰু গণনামূলক মডেলৰ সৈতে কৰা হৈছে। এই মডেলসমূহক চিষ্টেম মডেল বোলা হয়। সেয়েহে, আপুনি চিস্টেমছ বায়’লজিক চিষ্টেম মডেলসমূহৰ প্ৰতিনিধিত্ব হিচাপে কল্পনা কৰিব পাৰে। আজিকালি চিস্টেমছ বায়’লজি শক্তিশালী প্ৰয়োগৰ সৈতে গভীৰ গৱেষণাৰ এক ক্ষেত্ৰ হৈ পৰিছে। এইদৰে ই হৈছে এক আন্তঃশাখামূলক অধ্যয়নৰ ক্ষেত্ৰ যিয়ে জৈৱিক চিষ্টেমৰ ভিতৰত জটিল জৈৱিক আন্তঃক্ৰিয়ালৈ লক্ষ্য ৰাখে (চিত্ৰ ১১.১)। চিস্টেমছ বায়’লজিৰ ধাৰণাটো বিশেষকৈ গত দুটা দশকৰ পৰা বিভিন্ন জৈৱিক প্ৰসংগত গ্ৰহণ কৰা হৈছে। মানৱ জিন’ম প্ৰজেক্ট হৈছে চিস্টেমছ বায়’লজিৰ চিন্তাৰ আটাইতকৈ গৌৰৱময় বীজবোপনসমূহৰ ভিতৰত এটা, যিয়ে আজিৰ চিস্টেমছ বায়’লজিৰ ৰূপৰ নতুন পথ মুকলি কৰিছিল। বৰ্তমান, চিস্টেমছ বায়’লজি মডেলসমূহে কোষ, কলা আৰু জীৱৰ উদ্ভৱশীল কাৰ্যাত্মক ধৰ্মসমূহ আৱিষ্কাৰৰ বাবে তাত্ত্বিক বিৱৰণ প্ৰদান কৰিব পাৰে, যিবোৰ কেৱল পৰীক্ষাৰ জৰিয়তেহে সম্ভৱ আছিল। আটাইতকৈ কাৰ্যকৰী চিষ্টেম মডেলৰ উদাহৰণ হৈছে বিপাকীয় বা সংকেত প্ৰেৰণ নেটৱৰ্ক। জৈৱিক চিষ্টেমসমূহৰ ক্ৰিয়াৰ কৌশলৰ মৌলিক বুজাবুজিৰ লগতে, চিস্টেমছ বায়’লজিক শক্তিশালী প্ৰয়োগযোগ্যতাৰ বাবে তীব্ৰভাৱে ব্যৱহাৰ কৰা হৈছে, উদাহৰণস্বৰূপে, স্বাস্থ্য আৰু ৰোগৰ ক্ষেত্ৰত জৈৱিক নেটৱৰ্কৰ পৰা আধুনিক চিকিৎসালৈ।

১১.২.২ ঐতিহাসিক দৃষ্টিভংগী

চিস্টেমছ বায়’লজিৰ উদ্ভৱৰ আগতে, জৈৱিক বিজ্ঞানত গৱেষণাৰ দৃশ্যপট (উদাহৰণস্বৰূপে, ১৯০০ - ১৯৭০) শৰীৰবিজ্ঞান, জনসংখ্যা গতিবিদ্যা, এনজাইম গতিবিদ্যা, নিয়ন্ত্ৰণ তত্ত্ব, চাইবাৰনেটিকছ আদি গৱেষণাৰ খণ্ডিত উপাদান হিচাপে বিচৰণ কৰি আছিল। চিস্টেমছ বায়’লজিক শাৰীৰিক বিৱৰণৰ পৰা বিকশিত হোৱা বুলি চিহ্নিত কৰা হৈছে, যেতিয়া ১৯৫২ চনত এলান লয়েড হজকিন আৰু এণ্ড্ৰিউ ফিল্ডিং হাক্সলিয়ে (ন’বেল বঁটা বিজয়ী) এটা স্নায়ৱিক কোষৰ এক্সন বৰাবৰ কৰ্মসম্ভাৱনা প্ৰসাৰণৰ বাবে এটা গাণিতিক মডেল বৰ্ণনা কৰিছিল। তত্ত্বৰ অধিক বিকশিত কাৰ্যকৰীকৰণ ১৯৬০ চনত উদ্ভৱ হৈছিল যেতিয়া হৃদযন্ত্ৰৰ পেছমেকাৰৰ প্ৰথম কম্পিউটাৰ মডেল ডেনিছ ন’বলে বিকশিত কৰিছিল [PMID 13729365]। চিস্টেমছ বায়’লজি আনুষ্ঠানিকভাৱে চিষ্টেমছ তত্ত্ববিদ মিহাজল’ মেছাৰ’ভিচে ১৯৬৬ চনত ক্লিভলেণ্ড, অহাই’ৰ কেছ ইনষ্টিটিউট অৱ টেকন’লজিত “চিষ্টেমছ থিয়ৰী এণ্ড বায়’লজি” শীৰ্ষকত আৰম্ভ কৰিছিল। ১৯৬৮ চনত, লুডৱিগ ভন বাৰ্টালানফিয়ে চিস্টেমছ বায়’লজিৰ প্ৰথম তত্ত্ব প্ৰকাশ কৰিছিল, যাক এই শাখাৰ পূৰ্বসূৰী বুলি গণ্য কৰা হয়। ১৯৬০ৰ দশকৰ পৰা ১৯৭০ৰ দশকৰ সময়ছোৱা আছিল জটিল আণৱিক চিষ্টেমৰ বহুমুখী দিশৰ বিকাশৰ দশক, যেনে মেটাবলিক কণ্ট্ৰ’ল এনালাইছিছ আৰু বায়’কেমিকেল চিষ্টেমছ থিয়ৰী। ইয়াৰ উপৰিও, আণৱিক জীৱবিজ্ঞানৰ সৈতে চিষ্টেমছ থিয়ৰীৰ সন্দেহবাদিতাক তাত্ত্বিক জীৱবিজ্ঞানৰ বিকাশে ভাঙিছিল, য’ত জৈৱিক প্ৰক্ৰিয়াসমূহৰ পৰিমাণগত মডেলিং অন্তৰ্ভুক্ত আছিল। ১৯৯০ৰ দশকৰ পৰা, কাৰ্যাত্মক জিন’মিকছে উচ্চ-গুণগত মানৰ জৈৱিক তথ্যৰ বৃহৎ পৰিমাণ উৎপন্ন কৰি আছে, যিয়ে অধিক বাস্তৱিক মডেলৰ বিকাশত সহায় কৰি আছে। চিস্টেমছ বায়’লজিৰ ক্ষেত্ৰত এই বিকাশসমূহৰ ধাৰাবাহিকতাত, নেচনেল চাইন্স ফাউণ্ডেশনে (NSF) সমগ্ৰ কোষটো গাণিতিকভাৱে মডেল কৰাৰ এক প্ৰত্যাহ্বান আগবঢ়াইছিল। এই দিশত, ২০০৩ চনত, মেছাছুচেটছ ইনষ্টিটিউট অৱ টেকন’লজিয়ে চাইট’সল্ভৰ সৈতে অংশীদাৰীত্বত এই প্ৰত্যাহ্বানৰ সমাধানৰ সন্ধান আৰম্ভ কৰিছিল। অন্ততঃ, ২০১২ চনত জিনীয় মিউটেচনৰ প্ৰতি সঁহাৰিত কোষৰ জীয়াই থকাৰ ক্ষমতা ভৱিষ্যদ্বাণী কৰিবলৈ মাইক’প্লাজমা জেনিটেলিয়ামৰ (কোষ-বেৰহীন বেক্টেৰিয়া) সমগ্ৰ কোষ মডেল নিউয়ৰ্কৰ মাউণ্ট চিনাই স্কুল অৱ মেডিচিনে বিকশিত কৰিছিল। বৰ্তমান, ‘ফিজিঅ’ম’ নামৰ এটা ডাঙৰ চিস্টেমছ বায়’লজি প্ৰজেক্ট চলি আছে (http:/physiomeproject.org/)। এই প্ৰজেক্টৰ লক্ষ্য হৈছে শাৰীৰিক কাৰ্য বুজিবলৈ এক বহু-স্তৰীয় মডেলিং ফ্ৰেমৱৰ্ক বিকশিত কৰা যিয়ে মডেলসমূহক এক শ্ৰেণীবদ্ধ ধৰণে সংযুক্ত আৰু লিংক কৰিবলৈ অনুমতি দিয়ে। উদাহৰণস্বৰূপে, হৃদযন্ত্ৰৰ ইলেক্ট্ৰমেকানিকেল মডেলসমূহ, আয়ন চেনেল, মায়’ফিলামেণ্ট মেকানিকছ আৰু উপ-কোষীয় স্তৰত সংকেত প্ৰেৰণ পথৰ মডেলৰ সৈতে সংযুক্ত কৰিবলগীয়া হয় আৰু তাৰ পিছত এই প্ৰক্ৰিয়াসমূহক কলাৰ মেকানিকছ, তৰংগ-সন্মুখ প্ৰসাৰণ আৰু কৰ’নাৰী ৰক্ত প্ৰবাহৰ মডেলৰ সৈতে লিংক কৰিবলগীয়া হয়- যিবোৰৰ প্ৰতিটো সম্ভৱতঃ গৱেষকৰ বিভিন্ন গোটৰ দ্বাৰা বিকশিত হৈছিল।

১১.২.৩ চিস্টেমছ বায়’লজিৰ পিছৰ মূল বিষয়বস্তু

জীৱবিজ্ঞানৰ বিভিন্ন শাখা আৱৰি কৰিবলৈ, চিস্টেমছ বায়’লজিক বিভিন্ন দৃষ্টিকোণৰ পৰা পৰ্যবেক্ষণ কৰা হৈছে। সংক্ষিপ্তকৰণবাদীয়ে এটা চিষ্টেমৰ উপাদান আৰু আন্তঃক্ৰিয়া চিনাক্তকৰণত কাম কৰিছিল

চিত্ৰ ১১.১: চিস্টেমছ বায়’লজিক এক আন্তঃশাখামূলক অধ্যয়নৰ ক্ষেত্ৰ হিচাপে চিত্ৰণ যিয়ে জৈৱিক চিষ্টেমৰ ভিতৰত জটিল জৈৱিক আন্তঃক্ৰিয়ালৈ লক্ষ্য ৰাখে

কিন্তু চিষ্টেমৰ বহুত্ববাদ বৰ্ণনা কৰিবলৈ কোনো প্ৰত্যয়জনক পদ্ধতি বিকশিত কৰিব পৰা নগ’ল। বহুত্ববাদক একে সময়তে একাধিক উপাদানৰ পৰিমাণগত জোখৰ জৰিয়তে অধিক ভালদৰে পৰ্যবেক্ষণ কৰিব পাৰি আৰু এইটো কেৱল কঠোৰ তথ্য সংহতিযুক্ত গাণিতিক মডেলৰ দ্বাৰাহে সম্ভৱ। এইদৰে ক’ব পাৰি যে চিস্টেমছ বায়’লজি হৈছে বিভিন্ন উপাদান একেলগে সংহত কৰি চিষ্টেম পৰ্যবেক্ষণ কৰা (চিত্ৰ ১১.১)। চিস্টেমছ বায়’লজিৰ মূল বিষয়বস্তুৰ কেন্দ্ৰত সকলো পৃথক উপাদান একেলগে আৱৰি কৰা হৈছে: ‘অবজেক্ট নেটৱৰ্ক মেপিং আৰু ইয়াৰ আন্তঃনিৰ্ভৰশীল গতিশীল ঘটনা-গতিবিদ্যাৰ সৈতে আংশিক ডিফাৰেন্সিয়েল সমীকৰণৰ সংহতি’।

১১.২.৪ চিস্টেমছ বায়’লজি পৰীক্ষাৰ প্ৰট’কল

এটা মানক চিস্টেমছ বায়’লজি পৰীক্ষা কৰিবলৈ, চিত্ৰ ১১.২-ত দেখুওৱাৰ দৰে পৃথক পদক্ষেপসমূহ অনুসৰণ কৰা হয়।

সমগ্ৰ প্ৰট’কলত মূলতঃ সমস্যাৰ সংজ্ঞা, পৰীক্ষাৰ ডিজাইন, তথ্য উৎপন্ন কৰিবলৈ পৰীক্ষাসমূহ কাৰ্যকৰী কৰা, ফলিত তথ্য সংগ্ৰহ আৰু উপযুক্ত ফাইল ফৰ্মেটত সজোৱা আৰু তাৰ পিছত নেটৱৰ্ক অনুমানৰ বিকাশ অন্তৰ্ভুক্ত কৰা হয়। ইয়াৰ পিছত এই নেটৱৰ্ক ইণ্টাৰফেচ স্থানান্তৰ কৰা হয় যিটো সঠিক হোৱাৰ লগতে কৌশল-ভিত্তিক হ’ব লাগে যাতে মডেলটো সেইমতে বিকশিত কৰিব পাৰি। ইয়াৰ পিছত মডেল-ভিত্তিক ছিমুলেচন ফলাফল আৰু পৰীক্ষামূলক তথ্যৰ মাজৰ অসামঞ্জস্যতাৰ বিশ্লেষণ কৰা হয় আৰু সেইমতে পৰ্যবেক্ষণ কৰা অসামঞ্জস্যতাৰ সৈতে সম্পৰ্ক ৰাখি পৰিকল্পনাটো মডেল কৰা হয়। অন্ততঃ, ছিমুলেচন পুনৰাবৃত্তি কৰা হয় আৰু বাৰে বাৰে পৰীক্ষা কৰা হয়, আৰু নতুন পৰিকল্পনাসমূহ মডেলত অন্তৰ্ভুক্ত কৰা হয়।

এইদৰে, চিস্টেমছ বায়’লজিৰ বাবে গণনাৰ কাৰ্য-প্ৰবাহ (চিত্ৰ ১১.২-ত দেখুওৱাৰ দৰে) তথ্য-পৰিচালনা, নেটৱৰ্ক বিকাশ পৰামিতিৰ অপ্টিমাইজেচন, কাৰ্যক্ষমতা বিশ্লেষণ আৰু মূল্যায়নৰ প্ৰয়োজন।

চিত্ৰ ১১.২: চিস্টেমছ বায়’লজি পৰীক্ষা কাৰ্যকৰী কৰাৰ কাৰ্য-প্ৰবাহ

চিস্টেমছ বায়’লজিৰ বাবে গঠনমূলক তথ্য সংগ্ৰহৰ বাবে তথ্য পৰিচালনাৰ মানদণ্ড সংজ্ঞায়িত কৰা হৈছে। সেইমতে, তথ্য পৰিচালনাৰ বাবে তিনিটা মৌলিক দিশ বিবেচনা কৰা হয় যিবোৰ তলত বৰ্ণনা কৰা হৈছে-

(i) ন্যূনতম তথ্য

ন্যূনতম তথ্যই বিভিন্ন পৰীক্ষা যেনে মাইক্ৰ’এৰে, প্ৰটিঅ’মিক, জৈৱিক আৰু জৈৱ-চিকিৎসামূলক অনুসন্ধানৰ পৰা প্ৰয়োজনীয় সহায়ক তথ্যৰ এক সংহতি প্ৰতিনিধিত্ব কৰে। সংগ্ৰহ কৰা এই তথ্যসমূহৰ বিষয়ে মেটাডাটাৰ অন্তৰ্ভুক্তি যত্ন লোৱাৰ এক গুৰুত্বপূৰ্ণ বিষয়।

(ii) ফাইল ফৰ্মেট

ন্যূনতম তথ্যৰ বাবে সংগ্ৰহ কৰা তথ্যসমূহ নিৰ্দিষ্ট ফাইল ফৰ্মেটত সংৰক্ষণ কৰা হয়। এই ফৰ্মেটসমূহ সাধাৰণতে এক্সটেন্সিবল

মাৰ্কআপ লেংগুৱেজ (XML) ভিত্তিক, যাৰ কম্পিউটাৰৰ দ্বাৰা স্বয়ংক্ৰিয়ভাৱে প্ৰক্ৰিয়া কৰাৰ সুবিধা আছে।

(iii) অণ্ট’লজি

অণ্ট’লজিয়ে তথ্যৰ এক অৰ্থপূৰ্ণ টীকা সংজ্ঞায়িত কৰে, যিয়ে বিভিন্ন প্ৰসংগৰ মাজৰ শ্ৰেণীবদ্ধ সম্পৰ্ক প্ৰতিনিধিত্ব কৰে। কেইটামান গুৰুত্বপূৰ্ণ উদাহৰণ হৈছে, জিন অণ্ট’লজি (GO) আৰু চিস্টেমছ বায়’লজি অণ্ট’লজি (SBO)।

বৰ্তমানৰ তথ্য-পৰিচালনা চিষ্টেমসমূহত স্প্ৰেডশ্বিট, ৱেব-ভিত্তিক ইলেক্ট্ৰনিক লেব নোটবুক (ELN), আৰু লেবৰেটৰী ইনফৰ্মেচন মেনেজমেণ্ট চিষ্টেম (LIMS) অন্তৰ্ভুক্ত কৰা হৈছে। তথ্য-পৰিচালনা চিষ্টেমসমূহক এনেদৰে কাষ্টমাইজ কৰা হৈছে যে সেয়া বিভিন্ন বিশ্লেষণ সঁজুলি আৰু গণনামূলক কাৰ্য-প্ৰবাহৰ সৈতে প্ৰৱেশযোগ্য আৰু সংহত কৰিব পাৰি। কনষ্টানজ ইনফৰ্মেচন মাইনাৰ (KNIME), caGrid23, Taverna24, Bio-STEER25 আৰু Galaxy26-ৰ দৰে চিষ্টেমসমূহে বিশেষীকৃত কাৰ্য-প্ৰবাহৰ নিৰ্মাণ, কাৰ্যকৰীকৰণ আৰু ভাগ-বতৰা কৰাৰ অনুমতি দিয়ে। এই কাৰ্য-প্ৰবাহসমূহে তথ্য বিনিময়, তথ্য সংহতি আৰু আন্তঃ-সঁজুলি যোগাযোগ সক্ষম কৰি গণনামূলক পাইপলাইন প্ৰদান কৰে। তথ্য পৰিচালনা, নেটৱৰ্ক অনুমান, কিউৰেচন, ছিমুলেচন, মডেল বিশ্লেষণ, আণৱিক আন্তঃক্ৰিয়া, আৰু শাৰীৰিক মডেলিং সঁজুলিৰ এখন তালিকা তালিকা ১১.১-ত দিয়া হৈছে।

তালিকা ১১.১ ছফ্টৱেৰ, সঁজুলি আৰু তথ্য সম্পদৰ এক সম্পদ মেট্ৰিক্স

এই চিষ্টেমছ মডেলিং সঁজুলিসমূহত আংশিক ডিফাৰেন্সিয়েল সমীকৰণ (PDEs)ৰ সংহতি অন্তৰ্ভুক্ত কৰা হয় যিয়ে স্থান-কালগত চিষ্টেম প্ৰতিনিধিত্ব কৰে। PDEs-সমূহ ফাইনাইট এলিমেণ্ট মেথড (FEM)ৰ দ্বাৰা সমাধান কৰা হয়, যি PDEs-ৰ বাবে আনুমানিক সমাধানৰ এক সংখ্যাগত কৌশল। PDEs-সমূক ANSYS, FreeFEM++, OpenFEM আৰু MATLAB-ৰ দ্বাৰা সমাধান কৰিব পাৰি।

চিষ্টেমছ মডেলিংৰ বাবে ব্যৱহাৰ কৰা কেইবাটাও সঁজুলি আছে। এইবোৰৰ ভিতৰত আছে: JSim, OpenCell আৰু Flexible Large-scale Agent-based Modelling Environment (FLAME) আদি। আন বহুতো ছিমুলেচন সঁজুলি বিকশিত হৈ আছে যিয়ে ছিমুলেচনৰ অধিক বাস্তৱ জীৱনৰ দিশসমূহ স্পৰ্শ কৰে।

১১.২.৫ মডেল-বিশ্লেষণ পদ্ধতি

জটিল জৈৱিক মডেলসমূহৰ আচৰণ বিশ্লেষণ কৰিবলৈ কেইবাটাও গাণিতিক কৌশল বিকশিত কৰা হৈছে। মডেল বিশ্লেষণৰ বাবে কিছুমান মৌলিক নীতি তলত প্ৰদান কৰা হৈছে-

(i) সংবেদনশীলতা বিশ্লেষণ

সংবেদনশীলতা বিশ্লেষণে বিভিন্ন বিচ্যুতিৰ বিৰুদ্ধে চিষ্টেমৰ স্থিৰতা আৰু নিয়ন্ত্ৰণযোগ্যতাৰ বিষয়ে বৰ্ণনা কৰে। সংবেদনশীলতা বিশ্লেষণৰ বাবে কিছুমান গুৰুত্বপূৰ্ণ সঁজুলি হৈছে: SBML-SAT, MATLAB SimBiology, ByoDyn আৰু SensSB।

(ii) বাইফাৰকেচন আৰু ফেজ-স্পেচ বিশ্লেষণ

বাইফাৰকেচন আৰু ফেজ-স্পেচ বিশ্লেষণ চিষ্টেম মডেল বিশ্লেষণ কৰিবলৈ কৰা হয় সম্ভাব্য স্থিৰতাৰ লগতে গতিশীল প্ৰৱণতা আৱিষ্কাৰ কৰিবলৈ। কিছুমান গুৰুত্বপূৰ্ণ সঁজুলি হৈছে: AUTO, XPPAut, BUNKI আৰু ManLab।

(iii) বিপাকীয় নিয়ন্ত্ৰণ বিশ্লেষণ

বিপাকীয় নিয়ন্ত্ৰণ বিশ্লেষণ (MCA) এটা বিপাকীয় নেটৱৰ্কৰ (স্থিৰ অৱস্থাত) ধৰ্মসমূহ আৰু উপাদান বিক্ৰিয়াৰ মাজৰ সম্পৰ্ক বুজিবলৈ কৰা হয়। MetNetMaker ইয়াৰ বাবে এটা সঁজুলি।

সাৰাংশ

• জীৱবিজ্ঞানীসকলে প্ৰতিদিনে উৎপন্ন কৰা তথ্যৰ পৰিমাণ বৃদ্ধিৰ লগে লগে, পৰিকল্পনা সৃষ্টি কৰিবলৈ আৰু অন্বেষণ কৰিবলৈ জটিল তথ্য সংহতিৰ সৈতে দক্ষতাৰে মোকাবিলা কৰাটো অধিক গুৰুত্বপূৰ্ণ হৈ পৰিছে। প্ৰ’গ্ৰেমিং ভাষাই বিজ্ঞানীসকলৰ বাবে জৈৱিক তথ্য প্ৰৱেশ, ফিল্টাৰ কৰা আৰু নিয়ন্ত্ৰণ কৰা সহজ কৰি তোলে।
• আটাইতকৈ উন্নত প্ৰ’গ্ৰেমিং ভাষাসমূহৰ ভিতৰত আছে পাইথন আৰু R। পাইথন ইউনিক্স, মেক আৰু ৱিন্ডজত চলিব পাৰে, আৰু ক্ৰম আৰু গঠন তথ্য সংহতিৰ দৃশ্যায়ন আৰু বিশ্লেষণৰ বাবে ব্যৱহাৰ কৰা হয়। $R$ ভাষাই পৰিসংখ্যামূলক সঁজুলিৰ সুবিধা প্ৰদান কৰে, আৰু উচ্চ পৰিমাণৰ বিশ্লেষণ আৰু দৃশ্যায়নৰ বাবে উপযুক্ত।
• চিস্টেমছ বায়’লজিয়ে জটিল জৈৱিক তথ্য সংহতি বিশ্লেষণ কৰিবলৈ গণনামূলক পদ্ধতি ব্যৱহাৰ কৰে। চিষ্টেম মডেলৰ উদাহৰণ হৈছে বিপাকীয় আৰু সংকেত প্ৰেৰণ নেটৱৰ্ক।
• তথ্য পৰিচালনা, নেটৱৰ্ক বিকাশ পৰামিতিৰ অপ্টিমাইজেচন, কাৰ্যক্ষমতা বিশ্লেষণ আৰু মূল্যায়ন হৈছে চিস্টেমছ বায়’লজিৰ বাবে গণনাৰ কিছুমান গুৰুত্বপূৰ্ণ প্ৰয়োজনীয়তা। চিস্টেমছ বায়’লজিত তথ্য পৰিচালনাৰ তিনিটা দিশ আছে, অৰ্থাৎ ন্যূনতম তথ্য, ফাইল ফৰ্মেট আৰু অণ্ট’লজি।

অনুশীলনী

১. কিয় প্ৰ’গ্ৰেমিং ভাষাসমূহ জীৱবিজ্ঞানীসকলৰ বাবে এক বৰদান?

২. চিস্টেমছ বায়’লজিৰ বাবে তথ্য পৰিচালনাৰ বিভিন্ন দিশবোৰৰ নাম লিখা।

৩. ভুল বিবৃতিটো বাছনি কৰা

(ক) পাইথন এটা প্ৰ’গ্ৰেমিং ভাষা।

(খ) তথ্য সংহতি পৰিচালনাৰ বাবে জীৱবিজ্ঞানীসকলৰ পৰিসংখ্যামূলক সঁজুলিৰ জ্ঞানৰ প্ৰয়োজন নাই।

(গ) বেছিভাগ এপ্লিকেচন লিনাক্স প্লেটফৰ্মত বিকশিত কৰা হৈছে।

(ঘ) পাইথনে তৃতীয় পক্ষৰ টুলকিট প্ৰদান কৰে।

৪. চিস্টেমছ বায়’লজি হৈছে

(ক) সকলো জীৱিত জীৱৰ পদ্ধতিগত অধ্যয়ন।

(খ) সকলো জৈৱ-ৰাসায়নিক আৰু সংকেত প্ৰেৰণ পথৰ সম্পূৰ্ণ অধ্যয়ন।

(গ) গণনামূলক আৰু পৰীক্ষামূলক পদ্ধতিৰ জৰিয়তে জৈৱিক চিষ্টেমসমূহৰ বিশদ অধ্যয়ন।

(ঘ) এনজাইমৰ গতিবিদ্যাৰ অধ্যয়ন।

৫. তলৰ কোনটো তথ্য পৰিচালনা চিষ্টেমত অন্তৰ্ভ