El campo de la bioinformática en términos sencillos
La bioinformática es la aplicación de técnicas de programación informática y análisis estadístico a los datos biológicos, como los procedentes de la secuenciación de genes o la comparación de estructuras de proteínas.
El objetivo de esta ciencia es, mediante el uso de algoritmos -y muchos datos-, extraer conclusiones significativas y predictivas sobre los procesos biológicos.
Es el uso de las tecnologías de la información en biología y medicina. Implica el almacenamiento, la recuperación, la gestión, el análisis y la interpretación de grandes volúmenes de datos.
Se ha convertido en una disciplina científica central que utiliza métodos de muchos campos diferentes dentro de la informática, las matemáticas y la ingeniería.
Utiliza métodos computacionales para buscar en grandes bases de datos que contienen información sobre secuencias de ADN.
Esto puede ayudar a los científicos a resolver problemas como la búsqueda de curas para enfermedades genéticas.
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Objetivos de la Bioinformática
El objetivo es desarrollar herramientas y programas informáticos para mejorar la comprensión de los procesos biológicos a nivel molecular.
El objetivo es aplicar métodos computacionales para ayudar a resolver problemas relacionados con los datos de la biología, como la variación genética y el plegamiento de las proteínas.
El principal objetivo es desarrollar nuevas técnicas, programas informáticos, algoritmos y bases de datos.
Algunos objetivos mas:
1. Analizar, almacenar y predecir la función y la estructura del genoma.
2. Estudiar la evolución de los genomas.
3. Identificar y analizar los patrones moleculares y sus funciones en células y tejidos.
4. Desarrollar una gran base de datos que contenga información sobre la variación genética y la mutación en enfermedades como la diabetes, el cáncer, etc.
5. Desarrollar y mejorar los métodos de almacenamiento, recuperación, organización y análisis de datos biológicos
6. Crear y avanzar en las bases de datos de información biológica
7. Desarrollar herramientas de software para la gestión y el análisis de datos biológicos
8. Elaborar nuevos algoritmos para analizar problemas biológicos
9. Implementar lo anterior en sistemas informáticos para resolver problemas biológicos.
Aplicaciones de la Bioinformática
Puede utilizarse en una amplia gama de disciplinas biológicas, como la genética, la genómica, la biología molecular, la biología de sistemas y la biofísica.
Es la aplicación de la tecnología informática a la gestión de la información biológica.
Los ordenadores se utilizan para recopilar, almacenar, analizar e integrar información biológica y genética que luego puede aplicarse al descubrimiento y desarrollo de fármacos basados en los genes.
Los biólogos la utilizan para comprender la función y la estructura de los genes, las proteínas y otras moléculas de importancia biológica.
Se trata de un campo interdisciplinar que desarrolla métodos y herramientas informáticas para comprender los datos biológicos.
Como campo científico interdisciplinar, la bioinformática combina la informática, la estadística, las matemáticas y la ingeniería para analizar e interpretar los datos biológicos.
La bioinformática se ha utilizado para el análisis in silico de consultas biológicas mediante técnicas matemáticas y estadísticas.
Los usos más comunes de la bioinformática incluyen la identificación de genes candidatos y polimorfismos de un solo nucleótido (SNP).
A menudo, esta identificación se realiza con el objetivo de comprender mejor la base genética de las enfermedades, las adaptaciones únicas, las propiedades deseables (especialmente en las especies agrícolas) o las diferencias entre poblaciones.
De manera menos formal, la bioinformática también trata de comprender los principios de organización dentro de las secuencias de ácidos nucleicos y proteínas, lo que se denomina proteómica.
La bioinformática se ha convertido en una parte importante de muchas áreas de la biología.
Historia de la bioinformática
El término bioinformática fue utilizado por primera vez por Paulien Hogeweg en 1978.
La primera conferencia internacional sobre bioinformática (Biological Data Analysis – the first International Conference on Bioinformatics) se celebró en Cambridge, Reino Unido, en 1979.
En 1987, Isaac S. Kohane, Timothy V. Grotewold y David Botstein organizaron la Primera Conferencia Internacional sobre Sistemas Inteligentes para la Biología Molecular en Menlo Park, California.
Fue la primera en utilizar el término «bioinformática» para englobar la informática y los métodos computacionales aplicados a los problemas biológicos.
La historia de la bioinformática comenzó en torno a la década de 1950, cuando los biólogos empezaron a comprender que el ADN está formado por cuatro bases (adenina, guanina, citosina y timina).
En 1953 Francis Crick y James D Watson publicaron un artículo sobre la estructura del ADN (ácido desoxirribonucleico).
En la década de 1960, Marshall Nirenberg descubrió que los codones son combinaciones de tres bases de ARNm que corresponden a un aminoácido concreto.
En la década de 1970, Leonard Adleman desarrolló un algoritmo denominado «algoritmo de Adleman» que se basaba en las enzimas de restricción. El algoritmo explicaba cómo ensamblar trozos de ADN en una secuencia completa.
Tipos de bioinformática
Existen varios tipos de bioinformática, y los diferentes tipos de bioinformática son los siguientes
Bioinformática tradicional: incluye el análisis de secuencias, la creación y gestión de bases de datos, la extracción de datos y la bioestadística.
Bioinformática estructural: Se trata de calcular la estructura de una proteína u otras biomoléculas a partir de su secuencia.
Es el estudio de las estructuras de las proteínas y los ácidos nucleicos.
Bioinformática funcional: se utiliza para determinar las funciones de los genes, las células y los tejidos.
Para ello, se analizan las secuencias del genoma para determinar su función y sus relaciones evolutivas.
Los datos de expresión génica se utilizan para estudiar el patrón de expresión de un gen en diferentes tejidos.
La expresión de las proteínas se estudia tanto a partir de las secuencias del genoma como de las proteínas.
Bioinformática comparativa y evolutiva: utiliza análisis informáticos para investigar la evolución de los organismos a lo largo del tiempo.
El objetivo es predecir los rasgos que pueden haber estado presentes en los ancestros comunes de múltiples especies.
Bioinformática clínica: La bioinformática clínica se centra en el desarrollo de métodos para almacenar, recuperar y analizar datos médicos y biológicos en un entorno clínico.
Farmacogenómica: es el estudio de cómo los diferentes fármacos afectan a los diferentes genes y su papel en la progresión de la enfermedad o la respuesta al tratamiento.
Quimioinformática: es el uso de técnicas informáticas y de información aplicadas a una serie de problemas en el campo de la química.
Investigación bioinformática
El campo de la bioinformática se ha disparado en la última década, ya que la investigación biológica y biomédica se ha transformado gracias a las técnicas experimentales de alto rendimiento que generan enormes cantidades de datos.
Estos datos se analizan computacionalmente para hacer descubrimientos que de otro modo serían inviables.
La bioinformática es ahora un componente crítico de prácticamente toda la investigación biológica y biomédica, y la demanda de conocimientos bioinformáticos supera con creces la oferta de profesionales capacitados.
La investigación bioinformática es la aplicación de métodos computacionales para analizar e interpretar datos biológicos.
Se ha convertido en una parte importante de muchas áreas de la biología, como la genómica, la proteómica, la genética, la evolución y la biología de sistemas.
Los investigadores utilizan la bioinformática para conocer las funciones moleculares y celulares, las interacciones moleculares y las vías biológicas.
Con la aparición de los «grandes datos» en biología, este campo está cobrando importancia como herramienta para hacer nuevos descubrimientos en la investigación de las ciencias de la vida.
El estudio de la Bioinformática busca dilucidar importantes fenómenos biológicos.
La bioinformática es la aplicación de la informática, la estadística y las matemáticas a los datos biológicos.
Los bioinformáticos utilizan herramientas TIC, como bases de datos y programas informáticos en Internet, para gestionar, analizar y comprender la información que encuentran.
La bioinformática puede utilizarse para comparar los genomas de diferentes especies y predecir cómo van a interactuar con su entorno.
Por ejemplo, los bioinformáticos pueden identificar los genes que causan enfermedades o que son responsables de un determinado rasgo.
La bioinformática es importante porque nos ayuda a comprender mejor nuestro mundo.
Los conocimientos obtenidos con las tecnologías bioinformáticas se utilizan en muchos ámbitos de la vida cotidiana: en la atención sanitaria, la agricultura, la ciencia de los alimentos e incluso la medicina forense.
Sin la bioinformática no conoceríamos enfermedades tan importantes como el cáncer, el VIH/SIDA o la malaria.
Conclusión: La bioinformática es la aplicación de técnicas de programación informática y análisis estadístico a los datos biológicos.
La bioinformática puede utilizarse en el campo para encontrar curas de enfermedades, comprender mejor el ADN humano y puede conducir a una comprensión más profunda de los orígenes de la vida.
Aunque la bioinformática es un campo relativamente nuevo, ya ha podido contribuir a la comprensión humana de la genética y al desarrollo de medicamentos.
Con la continua innovación en este campo y la generación de muchos más datos procedentes de la investigación biológica, podemos esperar contribuciones aún mayores de este campo en los próximos años.
