Composta de uma mistura de códigos genéticos e computacionais, a bioinformática se consolidou como uma área que une as ciências biológicas e a ciência da computação. Progressivamente ela vem sendo cada vez mais divulgada, se tornando uma tendência frequente entre os pesquisadores.
Mas como essa união surgiu? Quais foram os seus primeiros passos? Se você busca as respostas para essas perguntas ou quer entender melhor sobre essa área da ciência, continue ligado nesse texto.
O que é a Bioinformática?
Podemos definir a bioinformática como uma ciência que utiliza algoritmos e programas computacionais para estudar e entender informações e processos biológicos. Esses programas são desenvolvidos com vários objetivos, alguns exemplos são:
- Analisar e quantificar os dados biológicos de sequenciamento e experimentos em bancadas que utilizam biomoléculas;
- Simplificar e integrar esses dados;
- Armazenar esses dados em bancos de dados biológicos.
A bioinformática atua unindo conceitos da biologia, da computação e da estatística para entender os genes, as biomoléculas, suas funções e até mesmo sua evolução ao longo dos anos. Seu desenvolvimento como ciência se iniciou com as proteínas até chegar aos estudos com a molécula de DNA, que permitiu maiores avanços na biologia molecular.
Proteínas – O Ponto de Partida
Isso mesmo que você acabou de ler, a análise de dados biológicos em bioinformática não se iniciou com o foco no DNA, como é muito comum associar hoje em dia. Ela começou com a análise de sequências de aminoácidos no início dos anos 50.
Um dos pontos altos que estimulou o início da bioinformática foi o estudo de proteínas através do método de degradação de Edman, que foi o primeiro método de sequenciamento proteico a ser produzido.
Pouco tempo depois, Watson e Crick descobriram a estrutura da molécula de DNA em 1953 com base nos estudos de Rosalind Franklin, o que motivou a mudança de foco dos estudos dos pesquisadores.
Avanços da biologia molecular
Com o foco dos pesquisadores na molécula de DNA, novos avanços na biologia molecular foram surgindo ao longo do tempo.
Em 1976 surgiu o primeiro método de sequenciamento de DNA, o método Maxam-Gilbert. No entanto, por causa dos seus grandes riscos à saúde humana, uma vez que ele fazia uso de produtos químicos perigosos, esse método foi descartado.
Pouco tempo depois, surgiu o sequenciamento de Sanger que consistia no uso de uma fita de DNA molde para que o sequenciamento fosse realizado. Ele ficou conhecido como método de terminação de cadeia e foi automatizado, sendo utilizado até hoje por parte dos pesquisadores.
Além do método de Sanger, com o passar do tempo mais tecnologias foram sendo desenvolvidas como por exemplo o Illumina que é a plataforma de sequenciamento mais utilizado no mundo inteiro.
Hoje existem tecnologias avançadas de sequenciamento, dentre elas se destaca o Sequenciamento de Nova Geração (NGS) que permite o sequenciamento de DNA em larga escala, revolucionando os estudos e a análise do DNA.
O Casamento: Biologia molecular e Computação
Um dos primeiros cientistas a unir a biologia molecular e a ciência da computação foi a americana Margaret Dayhoff. Sua contribuição para a bioinformática foi tão grande que muitos a consideram a “mãe da bioinformática”.
Dayhoff entendeu a ordem dos aminoácidos que formavam algumas proteínas e criou o Atlas of Protein, sendo este considerado um dos primeiros bancos de dados biológicos a ser publicado. Além disso, ela criou a representação dos códigos dos aminoácidos por uma letra, que ainda é utilizado nos dias de hoje.
Posteriormente, mais cientistas entenderam como unificar a computação a biologia para solucionar problemas biológicos. Somado a isto, os computadores se tornaram mais rápidos e mais compactos, além de serem mais fáceis de utilizar e munidos de ferramentas computacionais que se demonstraram úteis para o estudo da bioinformática.
Aplicações da bioinformática
A essa altura você já entendeu o que é a bioinformática e como ela se desenvolveu como a ciência que é hoje. Mas quais são suas principais aplicações? Bem, para isso precisaremos voltar para a década de 1990 pois essa época foi um marco importante para a história dessa área.
Na década de 1990, cientistas norte-americanos e de vários outros países iniciaram um projeto audacioso que tinha como objetivo mapear todo o genoma humano. Esse projeto, conhecido como Projeto Genoma Humano (PGH), buscava a melhoria de processos terapêuticos acessíveis à população e foi oficialmente concluído em 2022.
Porém, com a evolução do projeto, descobriu-se uma pilha enorme de dados biológicos que precisavam ser minerados. Simultaneamente as técnicas de sequenciamento evoluíram bastante, o que contribuiu e vem contribuindo para uma quantidade ainda maior desses dados, criando uma espécie de “Big data biológico”.
Mas, como minerar e analisar essa pilha de informações? É aí que entra a bioinformática.
Com a bioinformática é possível analisar esses dados, entender as informações geradas por eles, organizar e armazenar esses dados oriundos de experimentos com DNA, RNA, proteínas para que possam ser consultados.
A bioinformática pode ajudar a classificar os seres vivos, inferir o papel de genes, auxiliar no desenvolvimento de novas vacinas e medicamentos através do estudo tridimensional de proteínas e buscar compreender as relações evolutivas que estão presentes nos organismos.
Por conta da sua grande aplicabilidade, ela consegue atuar em diferentes áreas como a medicina, agricultura, biotecnologia, ciências forenses dentre outras.
Hoje por conta de sua grande aplicabilidade a bioinformática se tornou uma ciência fundamental para a análise de dados biológicos e estudos de seres vivos. Com ela os pesquisadores podem entender um pouco mais sobre processos biológicos, o que ajudam a combater, diagnosticar e prevenir doenças de forma mais rápida.
Além disso, o estudo da bioinformática pode ser eficaz para produzir novos tratamentos para doenças raras ou que ainda não têm cura, contribuindo para uma significativa melhora na qualidade de vida de muitas pessoas.
Cite este artigo:
OLIVEIRA, J. N. C. Bioinformática: a origem e evolução da análise de dados biológicos. Revista Blog do Profissão Biotec. V. 11, 2024. Disponível em: <https://profissaobiotec.com.br/bioinformatica-origem-evolucao-analise-dados-biologicos>. Acesso em: dd/mm/aaaa.
Referências
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