Bioinformática

Aunque parezca increíble de creer, dos de las disciplinas de mayor relevancia en la actualidad, la biología y la computación, logran unirse para poder así darle forma a una rama científica bastante innovadora, la bioinformática, una unión que ha traído una serie de beneficios de suma importancia para ambas ciencias. En los últimos años ha logrado tener una mayor relevancia gracias a su capacidad de poder elaborar diferentes tipos de herramientas informáticas y computacionales.

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Biogeografía

¿Qué es la bioinformática?

La bioinformática es una rama que pertenece al campo de las ciencias computacionales y que se encarga de analizar las diferentes secuencias que tienen las moléculas biológicas principalmente el ADN, el ARN y las proteínas parar la secuencia de los genes entre los organismos.

Definición

La bioinformática es una ciencia emergente y además interdisciplinaria que se encarga de aplicar la informática a la recopilación de datos, al almacenamiento, organización, manipulación, análisis, presentación y a la distribución de los datos biológicos y médicos relacionados con las proteínas, al ADN y el ARN. Puede también ser definida como el resultado de la unión de la biología con la tecnología de la información. Una nueva disciplina que se basa en el uso de métodos computacionales con el objetivo de poder encontrar respuestas ante las diferentes cuestiones relacionadas con la biología.

Características de la bioinformática

Las principales características de la bioinformática se mencionan a continuación:

• La principal herramienta de la bioinformática son los ordenadores o computadoras personales.
• Funciona de la mano con otras ciencias como la biología, computación y tecnologías de la información.
• Se enfoca principalmente en el desarrollo de diferentes tipos de herramientas que mejoran la gestión de los datos.
• Es una ciencia muy precisa y eficiente.
• Analiza, organiza y distribuye toda la información biológica necesaria ante las preguntas de la biología.
• Es considerada como un tipo de investigación multidisciplinaria.

Qué estudia

La bioinformática es una ciencia que se encarga de estudiar cuál es la mejor manera para poder organizar y distribuir toda la información biológica. Analiza cuáles son los mejores mecanismos para lograr detectar y tratar las enfermedades involucrando la solución ante los posibles problemas por medio del uso de herramientas de sistemas y computación. Estudia todo lo relacionado con la recolección, con la organización, el almacenamiento y la recuperación de la información que se encuentra ubicada en una base de datos.

Historia

La historia de la bioinformática surgió a inicios de los años 60 cuando se crearon diferentes métodos computacionales con el principal objetivo de poder analizar la secuencia que existía en las proteínas. Poco a poco fue desarrollándose más de la mano con la biología molecular y con el descubrimiento del ADN. Fue L. Pauling por medio de su teoría relacionada con la evolución molecular y Margaret Dayhoff, pionera de la informática, que se logró iniciar con el proceso de la bioinformática.

Otro de los procesos importantes que formó parte de la historia de la bioinformática fue el desarrollo estadístico con matrices de sustitución PAM, el cual posteriormente sería el precursor más importante de las bases de proteínas que existen en la actualidad. El ARPA (Advanced Research Projects Agency o Agencia de Proyectos de Investigación Avanzados) así como los protocolos de computación sobre paquetes de datos.

Fue en el año 1970 cuando se logra publicar el algoritmo de Needleman-Wunsch para el alineamiento de las secuencias y se desarrolla una técnica de blot de localización sobre las secuencias de ADN específicas, es de esta manera como inicia el desarrollo de un software que tuviera la capacidad de analizarlo.

En los años 90 también surgieron una serie de acontecimientos importantes que le dieron mayor importancia a la bioinformática, se inició con la secuenciación del marcaje de secuencias expresadas y se publicó el mapa de ligamiento genético perteneciente al genoma humano de forma completa. En el año 1995, se logra obtener una secuencia completa sobre los primeros genomas relacionados con las bacterias bien 1996 con el primer genoma eucariota.

A inicios del siglo XXI, muchos proyectos relacionados con secuenciación de genomas en distintos organismos fueron publicados. En el año 2003, se fundó el Instituto Nacional de Bioinformática en España y en el año 2004, la FDA autorizó finalmente el uso de un chip de ADN por primera vez en la historia. Posteriormente, en el año 2005, el proyecto HapMap logró ser completado catalogando diferentes variaciones genéticas presentes en el ser humano.

En la actualidad, el término ha logrado tomar una especial relevancia gracias a las tecnologías que van surgiendo las cuales le permiten tener un elevado nivel de rendimiento y por el descubrimiento de la secuenciación del genoma humano, el cual hizo posible que se encontrara la secuencia de los genes de muchos organismos que hasta el momento eran desconocidos.

Objetivos

Los principales objetivos de la bioinformática se mencionan a continuación:

• Organización de los datos en una base de datos para poder permitirle a los investigadores, tener un acceso rápido y confiable a la información que existe conforme ésta va siendo analizada y estudiada.
• Desarrollar diferentes tipos de herramientas y de recursos que pueden ayudar a realizar un mejor análisis de datos.
• Crear y permitir un mejor análisis de los datos así como de la interpretación de los mismos.
• Almacenar toda la información recopilada que resulta de los diferentes resultados experimentales.
• El desarrollo de varios tipos de algoritmos que hagan posible establecer relaciones entre los datos.

Para qué sirve la bioinformática

La bioinformática es una ciencia que sirve para poder localizar, almacenar, estudiar, analizar y posteriormente diseminar toda la información de tipo biológica que haya sido encontrado y que corresponde principalmente a las secuencias que existen entre el ADN y los aminoácidos. Son programas informáticos que tienen una gran cantidad de diferentes aplicaciones que pueden ayudar a determinar diferentes funciones relacionadas con las proteínas y los genes además de poder establecer relaciones de la evolución ir a predecir la manera en la que las proteínas podrían llegar a conformarse de forma tridimensional.

Importancia

La bioinformática es una ciencia considerada sumamente importante sobre todo en la época actual pues gracias a los avances tecnológicos es posible documentar y salvaguardar una serie de datos experimentales relacionados con otras áreas del genoma. Gracias a la bioinformática, los científicos en la actualidad cuentan con una gran herramienta para poder realizar lo que se conoce con el nombre de experimentos in silico, los cuales les ayudan a diseñar nuevos experimentos para mejorar y avanzar en diferentes tipos de investigaciones.

Libros

Algunos ejemplos de libros en donde se puede obtener información con respecto a la bioinformática se mencionan a continuación:

• Bioinformática. Simulación, vida artificial e inteligencia artificial de Rafael Lahoz-Beltrá.
• Bioinformática: el ADN a un solo clic de David Roldán Martínez.
• La inteligencia artificial en la medicina del tercer milenio. De la predicción al diagnóstico.
• Herramientas de Bioinformática en la web. Descripciones y aplicaciones.

Representantes

Entre sus principales representantes se mencionan los siguientes:

• Pauling
• Margaret Dayhoff
• M. Southern
• Ray Tomilson
• Paul Berg
• Tim Berners-Lee

Ejemplos

Un ejemplo de cómo funciona la bioinformática y de la relevancia que tiene este tipo de ciencia se ha visto en la actualidad pon el brote infeccioso del SARS-CoV-2. Gracias a la bioinformática se logró identificar el fantoche no causante que produjo el brote infeccioso de la enfermedad.