Биоинформа́тика — междисциплинарная область, объединяющая общую биологию, молекулярную биологию, кибернетику, генетику, химию, компьютерные науки, математику и статистику. Крупномасштабные биологические проблемы, требующие анализа больших объемов данных, решаются биоинформатикой с вычислительной точки зрения[1]. Биоинформатика главным образом включает в себя изучение и разработку компьютерных методов и направлена на получение, анализ, хранение, организацию и визуализацию биологических данных[2].
В похожем контексте часто упоминается термин вычислительная биология. Эта область акцентирует свое внимание на разработке алгоритмов и математическом моделировании социальных, поведенческих и биологических систем. Биоинформатику считают областью внутри вычислительной биологии, которая главным образом сфокусирована на статистической обработке биологических данных[2]. Различия в подходе с разных сторон: биоинформатики — это биологи, специализирующиеся на использовании вычислительных систем и инструментов для решения биологических задач, а вычислительные биологи — это специалисты по компьютерным наукам, математики, статистики и инженеры, разрабатывающие инструменты для таких расчётов[2].
Биоинформатика в широком смысле подразумевает работу с любыми видами биологических данных, включая исследование электронных микрофотографий, поиск ключевых слов в биологической литературе и так далее[3]. Если рассматривать биоинформатику как набор подходов и методов для работы с данными, то в зависимости от типов технических задач она включает в себя[4]:
Однако, биоинформатические методы анализа также неразрывно связаны со многими научными областями, которые подразумевает поиск ответов на конкретные биологические вопросы. В таком случае основные направления можно выделить на основании исследуемых объектов:
Для каждого из перечисленных разделов можно выделить свои стандартные типы данных, способы их обработки, биоинформатические алгоритмы и базы данных.
В биоинформатике используются методы прикладной математики, статистики и информатики. Биоинформатика используется в биохимии, биофизике, экологии и в других областях. Наиболее часто используемыми инструментами и технологиями в этой области являются языки программирования Python, R, Java, C#, C++; язык разметки — XML; язык структурированных запросов к базам данных — SQL; программно-аппаратная архитектура параллельных вычислений — CUDA; пакет прикладных программ для решения задач технических вычислений и одноимённый язык программирования, используемый в этом пакете — MATLAB, и электронные таблицы.