Bioinformática

Bioinformática

- O que é?

Consiste na criação, desenvolvimento e operação de banco de dados e outras ferramentas usadas para coletar, interpretar e organizar informações. Através de métodos computacionais e do uso de algoritmos matemáticos, é feito o reconhecimento de padrões e a retirada de informações de sequências que seriam impossíveis de serem analisadas pelo olho humano.

-Objetivos da bioinformática

        Fornecer a integração eficiente entre todas as etapas do processamento de dados necessárias para um projeto de pesquisa, por meio de uma conexão robusta entre as ferramentas para armazenamento, recuperação e análise de dados. O armazenamento de informações em um banco de dados permite que pesquisadores de todo o mundo compartilhem informações, sendo o GenBank um dos mais conhecidos e completos. Buscando tratar os dados, é necessário desenvolver softwares para, por exemplo: identificar genes, prever a configuração tridimensional de proteínas, identificar inibidores de enzimas, organizar e relacionar informação biológica, simular células, agrupar proteínas homólogas, montar árvores filogenéticas, comparar múltiplas comunidades microbianas por construção de bibliotecas genômicas, analisar experimentos de expressão gênica entre outras inúmeras aplicações. Outro papel importante é o de ajudar pesquisadores e companhias farmacêuticas a realizarem estudos detalhados nas estruturas das proteínas, afim de facilitar o desenvolvimento de novas drogas

- História

O termo bioinformática foi originalmente usado por Paulien Hogeweg e Ben Hesper no começo dos anos 1970 para definir o estudo de processos informáticos nos sistemas bióticos. Sendo a bioinformática uma ciência interdisciplinar que envolve matemática, computação e biologia molecular.  Além do mais, é uma ciência multidisciplinar que surgiu da necessidade de se compreender as funções biológicas, mais especificamente os genes, sendo assim, ela reconhece padrões que provavelmente seriam impossíveis de serem analisados sem tal ajuda.

Em 1977, o sequenciamento do DNA e software para análise do mesmo já existiam, no entanto, dependiam de computadores mainframe que normalmente utilizavam a linguagem computacional FORTRAN. No começo dos anos 80, esta tecnologia começou a ganhar espaço na área da biologia, mas foi limitada pela capacidade computacional das máquinas da época e pela disponibilidade de dados. Entretanto nos anos 90, os avanços na tecnologia de sequenciamento de DNA (sequenciadores automáticos) e proteínas (espectrometria de massas), dados com marcadores moleculares e mapas genéticos, mostraram um grande problema na organização e armazenamento destes dados. Na mesma época, o poder computacional do PC também aumentou rapidamente deixando cada laboratório com a capacidade de analisar muito mais dados em muito menos tempo do que antes. Hoje, temos programas de bioinformática que usam banco de dados internos e outros que fazem intercâmbio com bancos de dados externos, mas todos com a capacidade de organizar e armazenar dezenas de gigabytes de dados.

 “Foi com o nascimento da genômica de larga escala que se notou a necessidade da criação de programas específicos e sofisticados para lidar com uma série de problemas que estavam aparecendo”, declara João Carlos Setubal, professor do Departamento de Bioquímica do Instituto de Química da USP (IQ).

“Hoje em dia, uma máquina sequenciadora é capaz de gerar uma quantidade de dados que, em uma semana, é maior do que a que fora gerada em toda a história do sequenciamento de DNA nos últimos 25 anos”, explica Setubal.

- O que um bioinformata deve saber?

Um bioinformata, além de dominar conhecimentos específicos da Biologia, como a Biologia Molecular, deve ser capaz de desenvolver programas e também utilizar aqueles que não foram feitos por ele. A linguagem de programação amplamente adotada por esses profissionais é a PERL (Practical Extract and Report Language).

- Por que a bioinformática é fundamental para o nosso futuro

Vêm ocorrendo um grande avanço na dependência de métodos computacionais para tratar de dados, principalmente dentro da biologia, graças às técnicas de sequenciamento do DNA. Ou seja, começou a surgir uma tecnologia em biologia que produz uma quantidade enorme de dados muito maior do que os seres humanos conseguem tratar.