Elenco dei metodi di ricerca in biologia - List of research methods in biology
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| Biologia |
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Questo elenco di metodi di ricerca in biologia è un indice di articoli sulle metodologie di ricerca utilizzate in vari rami della biologia .
Progettazione e analisi della ricerca
Disegni di ricerca
| Progetto di ricerca | Utilità | Analisi del potenziale |
|---|---|---|
| Progettazione tra gruppi | Esperimento che prevede due o più gruppi di soggetti, ciascuno testato contemporaneamente da un diverso fattore di test | Test t di Student , Analisi della varianza , Mann–Whitney U test |
| Progettazione misure ripetute | Un disegno di ricerca che coinvolge più misure della stessa variabile prese sugli stessi soggetti o su soggetti abbinati in condizioni diverse o su due o più periodi di tempo. | Test t accoppiato , test dei ranghi con segno di Wilcoxon |
Grafici e diagrammi
| Analisi | Utilità | Ramo |
|---|---|---|
| Curve dose-risposta | Grafico che mostra l'entità della risposta di un organismo , in funzione dell'esposizione (o delle dosi ) a uno stimolo o fattore di stress (solitamente una sostanza chimica ) dopo un certo tempo di esposizione | Fisiologia |
| Elettroencefalogramma | Grafico che mostra le fluttuazioni di tensione derivanti dalla corrente ionica all'interno dei neuroni del cervello | Neuroscienza |
| Elettrocardiogramma | Grafico della tensione in funzione del tempo dell'attività elettrica del cuore mediante elettrodi posti sulla pelle | Fisiologia |
| Trama di Manhattan | Utilizzato per visualizzare dati con un numero elevato di punti dati, molti di ampiezza diversa da zero e con una distribuzione di valori di ampiezza maggiore. Il grafico è comunemente usato negli studi di associazione genome-wide (GWAS) per visualizzare SNP significativi . | Genetica |
| Grafico genealogico | Utilizzato per mostrare la presenza di fenotipi di un particolare gene o organismo e dei suoi antenati da una generazione all'altra, più comunemente umani , cani da esposizione e cavalli da corsa | Genetica |
| albero filogenetico | Usato per mostrare le relazioni evolutive tra varie specie biologiche o altre entità basate su somiglianze e differenze nelle loro caratteristiche fisiche o genetiche | Sistematica , Biologia evoluzionistica |
| Piramide della popolazione | Utilizzato per illustrare la distribuzione di una popolazione (tipicamente quella di un paese o di una regione del mondo) per fasce di età e sesso; forma tipicamente la forma di una piramide quando la popolazione sta crescendo | Ecologia della popolazione |
| Punnet quadrato | Utilizzato per prevedere i genotipi di un particolare esperimento incrociato o di allevamento | Genetica |
analisi statistiche
| Analisi | Utilità | Tipo |
|---|---|---|
| Analisi della varianza | Una raccolta di modelli statistici e le relative procedure di stima (come la "variazione" tra e tra gruppi) utilizzati per analizzare le differenze tra medie | Modello statistico |
| Test del chi quadrato | Un test di ipotesi statistica che è valido da eseguire quando la statistica test è chi-quadro distribuito sotto l' ipotesi nulla , specificamente test chi-quadro di Pearson e sue varianti | Test di ipotesi statistica |
| Mann–Whitney U test | Un test di ipotesi statistica dell'ipotesi nulla che, per i valori X e Y selezionati casualmente da due popolazioni, la probabilità che X sia maggiore di Y è uguale alla probabilità che Y sia maggiore di X | Statistiche non parametriche |
| T-test dello studente | Qualsiasi test di ipotesi statistica in cui la statistica test segue una di Student t -distribuzione sotto l' ipotesi nulla | Statistiche parametriche |
Tecniche di laboratorio
| Metodo | Utilità | Rami |
|---|---|---|
| Elettroforesi su gel di agarosio | Utilizzato per separare una popolazione mista di macromolecole come DNA o proteine in una matrice di agarosio , uno dei due componenti principali dell'agar | Biochimica , Biologia molecolare , Genetica |
| Modello animale | Utilizzato per la ricerca di malattie e disturbi negli esseri umani. Alcuni animali possono avere tratti simili all'uomo, come i topi , mentre altri possono avere tratti ideali per la ricerca, come l' assone gigante del calamaro | Biochimica , Neuroscienze , Fisiologia |
| Ablazione biologica | Utilizzato per rimuovere una struttura o funzionalità biologica | Genetica , Fisiologia |
| Imaging del calcio | Utilizzato per misurare otticamente lo stato degli ioni calcio (Ca 2+ ) in una cellula , tessuto o mezzo isolato | Fisiologia |
| Isolamento cellulare | Processo di separazione di singole cellule viventi da un blocco solido di tessuto o sospensione cellulare | Biologia cellulare |
| Centrifugazione | Uso della forza centrifuga per separare le particelle da una soluzione in base alla loro dimensione, forma, densità, viscosità media e velocità del rotore | Biologia cellulare , Biochimica |
| Modifica del gene CRISPR | Utilizzato per modificare i genomi degli organismi viventi sulla base di una versione semplificata del sistema di difesa antivirale batterico CRISPR - Cas9 | Biologia molecolare |
| sequenziatore di DNA | Utilizzato per automatizzare il processo di sequenziamento del DNA | Genetica , Biologia molecolare |
| Saggio di immunoassorbimento enzimatico (ELISA) | Utilizzato per rilevare la presenza di un ligando (generalmente una proteina) in un campione liquido utilizzando anticorpi diretti contro la proteina da misurare | Biochimica , Biologia molecolare |
| Gene knockout | Usato per rendere inoperativo uno dei geni di un organismo ("eliminato" dall'organismo) | Biologia molecolare , Genetica |
| immunocolorazione | Utilizzo di un metodo basato su anticorpi per rilevare una proteina specifica in un campione | Biologia molecolare , Biochimica |
| Registrazione intracellulare | Utilizzato per misurare la tensione attraverso una membrana cellulare | Neuroscienze , Elettrofisiologia |
| Microarray | Analisi (test) di grandi quantità di materiale biologico utilizzando metodi di elaborazione e rilevamento miniaturizzati, multiplexati e paralleli di screening ad alto rendimento | Genetica , Biologia molecolare |
| Array di microelettrodi | Dispositivi che contengono più microelettrodi (da decine a migliaia) attraverso i quali vengono ottenuti o consegnati segnali neurali , che servono essenzialmente come interfacce neurali che collegano i neuroni ai circuiti elettronici | Neuroscienza |
| Microscopio | Utilizzato per esaminare oggetti troppo piccoli per essere visti ad occhio nudo | Biologia cellulare |
| Clonazione molecolare | Utilizzato per assemblare molecole di DNA ricombinante e per dirigere la loro replicazione all'interno degli organismi ospiti . | Biologia molecolare |
| macchia settentrionale | Utilizzato per studiare l'espressione genica rilevando l' RNA (o l' mRNA isolato ) in un campione. | Biologia molecolare |
| Optogenetica | Usa la luce per controllare i neuroni che sono stati geneticamente modificati per esprimere canali ionici sensibili alla luce | Neuroscienza |
| Oscilloscopio | Utilizzato per visualizzare graficamente tensioni di segnale variabili , solitamente come un grafico bidimensionale calibrato di uno o più segnali in funzione del tempo | Neuroscienze , Fisiologia |
| Cromatografia su carta | Utilizzato per separare sostanze chimiche o sostanze colorate. | Biologia molecolare |
| Morsetti | Utilizzato per studiare le correnti ioniche in singole cellule viventi isolate, sezioni di tessuto o chiazze di membrana cellulare | Elettrofisiologia , Neuroscienze |
| Reazione a catena della polimerasi (PCR) | Utilizzato per creare rapidamente da milioni a miliardi di copie (copie complete o copie parziali) di uno specifico campione di DNA, consentendo agli scienziati di prelevare un campione molto piccolo di DNA e amplificarlo (o parte di esso) a una quantità sufficiente per studiarlo in dettaglio | Genetica , Biologia molecolare |
| Trasferimento nucleare di cellule somatiche | Utilizzato per creare un embrione vitale da una cellula corporea e da una cellula uovo | Biologia dello sviluppo |
| macchia del sud | Utilizzato per rilevare sequenze di DNA specifiche nei campioni di DNA | Biologia molecolare |
| Prova croce | Utilizzato per determinare se un individuo è omozigote o eterozigote dominante | Genetica |
| Morsetto di tensione | Utilizzato per misurare le correnti ioniche attraverso le membrane delle cellule eccitabili, come i neuroni , mantenendo la tensione di membrana a un livello prestabilito. | Fisiologia , Neuroscienze |
| macchia occidentale | Usata tecnica analitica in biologia molecolare e immunogenetics per rilevare specifiche proteine in un campione di tessuto omogenato o estratto | Biologia molecolare |
| Cristallografia a raggi X | Utilizzato per determinare la struttura atomica e molecolare di un cristallo , in cui la struttura cristallina provoca un reparto di incidenti raggi X a diffrangere in molte direzioni specifiche | Biologia strutturale |
Tecniche di campo
| Metodo | Utilità | Rami |
|---|---|---|
| Campionamento a distanza | Utilizzato per stimare la densità e/o l' abbondanza delle popolazioni | Ecologia |
| Segna e riprendi | Utilizzato per stimare le dimensioni di una popolazione animale in cui non è pratico contare ogni individuo. | Ecologia |
Strumenti di calcolo
Modelli matematici
| Modello | Utilità | Rami |
|---|---|---|
| Integra e spara esponenziale | Descrive modelli di neuroni spike non lineari compatti e computazionalmente efficienti con una o due variabili | Neuroscienza |
| Modello FitzHugh-Nagumo | Descrive un prototipo di un sistema eccitabile (ad es. un neurone ) | Neuroscienza |
| Principio di Hardy-Weinberg | Stati che le frequenze alleliche e genotipiche in una popolazione rimarranno costanti di generazione in generazione in assenza di altre influenze evolutive | Genetica , Biologia evoluzionistica |
| Modello Hodgkin-Huxley | Descrive come vengono avviati e propagati i potenziali d'azione nei neuroni | Neuroscienza |
| Modello di siti infiniti | Consente il calcolo dell'eterozigosi , o diversità genetica , in una popolazione finita e la stima delle distanze genetiche tra popolazioni di interesse | Biologia evolutiva |
| Crescita logistica | Descrive la crescita di una popolazione come esponenziale, seguita da una diminuzione della crescita e vincolata da una capacità di carico dovuta alle pressioni ambientali. | Ecologia |
| Equazioni di Lotka-Volterra | Descrivere le dinamiche dei sistemi biologici in cui interagiscono due specie, una come predatore e l'altra come preda | Ecologia |
| processo Moran | Processo stocastico che descrive popolazioni finite | Genetica |
| Rapporto specie-area | descrive la relazione tra l'area di un habitat , o di parte di un habitat, e il numero di specie rinvenute all'interno di tale area | Ecologia |
Algoritmi
| Algoritmo | Utilità | Rami |
|---|---|---|
| Algoritmo evolutivo | Utilizza meccanismi ispirati all'evoluzione biologica . Le soluzioni candidate al problema di ottimizzazione svolgono il ruolo degli individui in una popolazione e la funzione di fitness determina la qualità delle soluzioni. | Neuroscienza |