Nas últimas décadas, houve uma considerável evolução nas tecnologias para estudo, análise e compreensão de questões pertinentes às ciências biológicas, gerando novas profissões e, é claro, impulsionando as ferramentas para pesquisa em diversos setores relacionados. Um destes setores é a Bioinformática, uma grande ciência multidisciplinar.
A Bioinformática, bem como a Biologia Computacional, são dois grandes campos científicos que estão em avanço cada dia mais, devido ao crescimento de grandes bancos de dados de genes, moléculas e proteínas. Poder compreender melhor a Biologia utilizando técnicas computacionais, como a programação, por exemplo, é fundamental nas pesquisas que buscam descobrir novos medicamentos e tratamentos inovadores para combater várias doenças.
Atualmente, a multidisciplinaridade toma conta de todas as profissões. Aliás, é muito difícil ver um profissional super eficiente que não busca conhecimentos em outras áreas. Portanto, a união de duas grandes áreas como a Biologia e a Informática é capaz de gerar grandes resultados.
Caro leitor, você sabia que as manipulações genéticas presentes nos filmes de ficção científica já são realidade com as grandes aplicações da Bioinformática? Neste artigo, mostraremos o que você precisa saber sobre a Bioinformática, o que seu conceito significa, para que serve essa ciência e como ela vem se desenvolvendo a cada dia. Continue a leitura do conteúdo para conferir!
O que é Bioinformática?
De forma resumida, a Bioinformática é uma área multidisciplinar que desenvolve e implementa diversas tecnologias computacionais, com a finalidade de estudar assuntos e questões biomédicas. Em outras palavras, é a utilização de computadores para amplificar os conhecimentos sobre os blocos da vida, desde os simples átomos formadores dos genes até os seres vivos.
Para que isso seja realizado, é feita uma aproximação holística, segmentada por dados e informações que fazem a análise de todos os sistemas e o genoma, resultando em padrões e buscando novos elementos funcionais.
Os seres vivos são organismos de alta complexidade. Para que você tenha uma dimensão, uma ameba “complexa” pode chegar a ter 670.000.000.000pb (pares de base de nucleotídeos). Sendo assim, a tecnologia na Bioinformática é uma potente ferramenta para fazer o gerenciamento e a análise de Big Data (grande conjunto de dados que dificilmente pode ser analisado por aplicativos tradicionais de processamento) nas Ciências Naturais.
O que queremos dizer é que milhares de dados podem ser gerados, como o genoma da ameba citada anteriormente. No entanto, é a forma como são lidos, interpretados e elucidados que torna a Bioinformática uma ferramenta tão importante.
O que significa o termo Bioinformática?
“Bio” em Bioinformática
Trata-se da questão biológica que toma como base a análise do genoma/DNA (que é transcrito em RNA) e que será, posteriormente, traduzido em proteínas. Consequentemente, conduz ao desenvolvimento de cadeias moleculares, originando as células.
Cada uma dessas categorias tem componentes altamente relevantes dentro do campo da Bioinformática. Para compreender a formação de proteínas, por exemplo, pode-se realizar o alinhamento da sequência de aminoácidos que gerou a sua síntese e depois é possível utilizar um banco de dados para encontrar padrões e similaridades.
Também é possível utilizar a Bioinformática para encontrar encontrar genes de alto grau de similaridade entre espécies distintas e, posteriormente, gerar uma definição mais exata sobre o seu grau de parentesco (taxonomia genômica).
“Informática” em Bioinformática
Consiste na parte computacional, indo de uma gestão de informações básicas com suas respectivas bases de dados, passando pelo processamento das mesmas por meio de algoritmos variados e as comparando com os dados gerados pelos pesquisadores para, finalmente, uma simulação/modelagem de sistemas ser realizada com a finalidade de elucidar melhor o seu funcionamento.
A modelagem em questão é que permite, por exemplo, predizer as possíveis variações de uma determinada proteína para que a sua entrada em uma célula seja melhor compreendida, melhorando a sua eficiência no combate às bactérias.
Como o avanço tecnológico possibilitou o desenvolvimento da área?
A evolução da tecnologia, tanto em hardware e software quanto na facilidade do acesso à internet, foi o principal fator que permitiu o avanço da ciência que une Computação e Biologia e, ainda hoje, está em constante atualização.
A grande demanda de dados disponíveis possibilitou que o armazenamento se tornasse mais universal e organizado, facilitando a troca de informações e agilizando o acesso aos dados.
Nos dias atuais, essas informações estão depositadas em diversos bancos de dados que são estruturados de maneira direcionada à estrutura, funcionalidade e/ou interação entre biomoléculas ou segmentados por uma organização lógica.
Quais são as principais aplicações da bioinformática?
- armazenamento, análise, processamento de sequências biológicas (proteínas em larga escala e DNA/RNA);
- manuseamento e organização de bases de dados biológicas;
- extração de informações para conhecimentos úteis a partir de sequências biológicas, também conhecido Data Mining – identificação de genes – anotação de genomas – previsão da estrutura e da função de biomoléculas, etc;
- modelação de processos metabólicos e regulatórios de tecidos de celulares, de organismos e ao nível celular modelação e simulação de processos biológicos — modelação e simulação de processos biológicos;
- alinhamentos de sequências e estruturas – resolução de problemas complexos de otimização – agrupamento de genes pela sua expressão – inferência de árvores filogenéticas e identificação de padrões.
O que faz um bioinformata?
A tarefa de “domar” a área de Big Data não é simples e pode exigir profissionais de variados setores. Contudo, é importante que esses profissionais tenham conhecimentos tanto nas áreas computacionais quanto nas biológicas.
Sendo assim, um profissional de Bioinformática deve não apenas dominar conhecimentos técnicos computacionais, como o desenvolvimento de sistemas e a utilização de programas que não tenham sido desenvolvidos por ele, como também deve dominar conhecimentos específicos de Ciências Biológicas, como a Biologia Molecular, por exemplo. Destacando que a linguagem de programação amplamente adotada na área é Python.
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