genomicglossarie
A descoberta do código genético e do fluxo da informação biológica dos ácidos nucléicos para as proteínas e, consequentemente, os seus metabólitos, constituem os principais objetivos de estudo de uma nova ciência, a Biologia Molecular. O surgimento de métodos de sequenciamento automático da molécula de DNA, na segunda metade da década de 90, deu origem a uma explosão na quantidade de sequências a serem armazenadas, exigindo recursos computacionais cada vez mais eficientes. Desde então, mais de 18 bilhões dessas sequências já foram produzidas e estão disponíveis nos bancos de dados públicos. Além do armazenamento, ocorria paralelamente a necessidade de análise desses dados, o que tornava indispensável a utilização de plataformas computacionais eficientes para a interpretação dos resultados obtidos nos sequenciamentos. Assim nasceu a bioinformática. Essa nova ciência envolve a união de diversas linhas de conhecimento como a engenharia de softwares, a matemática, a estatística, a ciência da computação e a biologia molecular.
genebio
Os primeiros projetos na área foram compostos por profissionais de diferentes ramos da biologia e informática, objetivando criar uma equipe multidisciplinar. No entanto, percebia-se uma certa dificuldade de comunicação entre os biólogos e profissionais da computação. Enquanto um procurava uma solução que levasse em conta as incertezas e erros de todos os eventos envolvendo a vida, o outro procurava uma solução eficiente e pontual para um problema definido levando em consideração a disponibilidade de recursos computacionais existentes.
Neste contexto, surgiu a necessidade de um profissional com domínio da linguagem de programação e visão transdisciplinar das inúmeras variáveis decorrentes dos sistemas biológicos. Assim, foi criado “um perfil” que entendesse bem de ambas as áreas e fizesse a ponte entre elas: o Bioinformata. Esse profissional deve ter conhecimento suficiente para saber quais são os problemas biológicos reais e quais as opções viáveis usando uma abordagem computacional dos problemas em questão. Dado o sucesso e a importância que alcançaram os projetos Genoma e seus desmembramentos, o bioinformata tem sido um profissional requisitado e raro no mercado [1] [2].
Bancos de dados públicos em bioinformática
O investimento contínuo na construção de bancos de dados públicos é um dos grandes motivos do sucesso dos projetos genoma e, em especial, do Projeto Genoma Humano. Devido à magnitude do conjunto de dados produzidos, torna-se fundamental a organização de toda essa informação, de maneira a permitir o acesso online. Desafio este, empregado ao profissional em bioinformática (bioinformata). Os bancos de dados envolvem sequências de nucleotídeos, de aminoácidos ou estruturas de proteínas e mais recentemente vias bioquímicas. Podem ser classificados como bancos estruturais ou funcionais. Os bancos estruturais mantêm dados relativos a estruturas de moleculares. Embora a sequência de nucleotídeos, a sequência de aminoácidos e a estrutura de proteínas sejam formas diferentes de representar o produto de um dado gene, esses aspectos apresentam informações diferentes e são tratados por projetos diferentes, que resultam em bancos específicos.
di.univr
Os principais bancos de dados de dinucleotídeos são o GenBank, o European Bioinformatics Institute (EBI) e o DNA Data Bank of Japan (DDBJ). Os três bancos são membros do International Nucleotide Sequence Data base Colaboration (INSDC) e cada um desses centros possibilita a submissão individual de sequências de DNA. Eles trocam informações entre si diariamente, de modo que todos os três possuem informações atualizadas de todas as sequências de DNA depositadas em todo o mundo.
Os bancos de dados de aminoácidos são derivados dos bancos de dados dos dinucleotídeos, ou seja, foram formados usando as informações depositadas nos bancos de sequências primárias, como o Protein Information Resource (PIR) ou o SWISS-PROT. Este, por exemplo, é um banco de dados em que as informações sobre sequências de proteínas foram anotadas e associadas a informações de genes conhecidos.
Já os bancos de dados funcionais como o Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes (KEGG) disponibilizam mapas metabólicos de organismos com genoma completamente, ou parcialmente, sequenciados.
As ômicas um desafio para o bioinformata do futuro
Antes da bioinformática, os principais meios de fazer experimentação em biologia eram utilizando um organismo vivo (também chamado in vivo) ou em um sistema artificial (chamado in vitro), seguindo essa analogia podemos dizer que a bioinformática é de fato um sistema biológico in silico. Os bioinformatas vieram para facilitar o uso de computadores no sentido de organizar e analisar integradamente uma montanha de dados complexos e variados dos primeiros projetos de genoma, no entanto, com o aumento das sequências genômicas, constatou-se que somente elas não supririam as necessidades de compreensão dos sistemas biológicos.
O atual desafio dos bioinformatas é decifrar a linguagem das Ômicas, uma nova área que integra diferentes informações obtidas a partir do genoma, deixando de olhar um gene ou metabólito de forma isolada e passando a entender a sua interação com o meio onde está inserido. Em outras palavras, as Ômicas contribuem no entendimento da informação biológica útil para cada gene, e sua relação sistêmica. Essa abordagem permite uma melhor interpretação da funcionalidade dos tecidos, células ou compartimentos celulares em determinadas condições fisiológicas (por exemplo, uma doença, uma situação de estresse ou ainda sobre a administração de uma droga), permitindo uma melhor compreensão à resposta a essa condição, sendo alvos de estudo: a ativação ou repressão de determinados genes, a indução de mudanças na estrutura de determinada proteína ou mesmo o desenho de uma droga (molécula) específica. Genômica, Transcriptômica, Proteômica, Metabolômica podem ser consideradas por alguns autores como ciências próprias, mas o entendimento de suas relações permite vislumbrar os sistemas biológicos como realmente são [3].
Biotecnologia
Todas variáveis aqui apresentadas são pertinentes ao campo de estudo da Biotecnologia (e por conseguinte do biotecnologista-bioinformata). Neste caso, é importante ressaltar que muitos estudos que visam o desenvolvimento de drogas podem passar inicialmente por estudos computacionais para que, quando os resultados forem positivos, estas drogas serem testadas em bancada, com objetivo de validar os dados computacionais. Posteriormente são feitos estudos clínicos autenticando de forma efetiva uma nova droga. Cabe ao bioinformata as aplicações da programação computacional e algoritmos aos eventos de interesse comercial e de pesquisa em sistemas biológicos, ao mesmo tempo que também são atribuições deste profissional o alinhamento e agrupamento de sequências, a anotação de genes e genomas, análise da expressão gênica, modelagem molecular, aplicação dos métodos em filogenética molecular, dentre muitos outros.
unemat.br
Bibliografia :
- James Watson : DNA o segredo da vida. Ed. Companhia das letras. Ano 2005. 280p.
- Baxevanis AD, Ouellette BFF. Bioinformatics: A practical guide to the analysis of genes and proteins. Ed. Wiley-interscience. ANO. 2001. 470p.
- Greenbaum D, Luscombe NM, Jansen R, Qian J, Gerstein M: Interrelating different types of genomic data, from proteome to secretome:’oming in on function. Genome Rese- arch. 2001: 1463-8.
