miércoles, 13 de marzo de 2013
sábado, 2 de marzo de 2013
Bioinformática como una ciencia de la computación
Lo interesante para los Ingenieros de sistemas, es que tenemos un gran campo de acción, que en Colombia no ha sido muy explorado, a pesar de que las necesidades por parte de los científicos en el área de la biología y la medicina, que requieren desde hace muchos años, como apoyo a sus investigaciones, el uso de la Informática y las Ciencias de la computación como parte fundamental para lograr avances de impacto social.
Es también importante reconocer que estos grandes avances se deben a que en la actualidad se cuenta con el hardware que permite realizar los cálculos de millones de datos de información. Y que sólo hace algunos pocos años se realizaban procesos de días y semanas para poder determinar que el proceso no era exitoso y volver a repetirlo. Sin embargo si comparamos esto con esperar años para conocer el resultado de una investigación, es una maravilla que además mejora con la constante evolución de las herramientas tecnológicas.
Bioinformática como una ciencia biológica
Es discutible si la bioinformática y la disciplina de la biología computacional, está definida, literalmente, como: "la biología que involucra a la computación", y si son iguales o distintos. Para algunos, tanto la bioinformática y biología computacional se define como el uso de computadoras para el procesamiento de la información de origen biológica, ya sea el análisis de las secuencias de ADN o radiografías de mama. Por lo tanto, hay otros campos, por ejemplo, imágenes médicas/análisis de imágenes, que pueden ser considerados como parte de la bioinformática. Esta sería la definición más amplia del término. Pero en la práctica, la definición utilizada por la mayoría de la gente es aún más estrecha, bioinformática para ellos es sinónimo de la biología molecular computacional: el uso de computadoras para caracterizar los componentes moleculares de los seres vivos.
Biología evolutiva computacional
La Biología evolutiva es el estudio del origen ancestral de las especies, así como de su cambio a través del tiempo. La informática ha apoyado a los biólogos evolutivos en diferentes campos clave. Ha permitido a los investigadores:
- Seguir la evolución de un alto número de organismos midiendo cambios en su ADN, en lugar de hacerlo exclusivamente mediante su taxonomía física u observaciones fisiológicas.
- Más recientemente, comparar genomas completos, lo que permite el estudio de eventos evolutivos más complejos, tales como la duplicación de genes, la transferencia horizontal de genes, o la predicción de factores significativos en la especiación bacteriana.
- Construir modelos computacionales complejos de poblaciones para predecir el resultado del sistema a través del tiempo.
- Seguir y compartir información sobre un amplio y creciente número de especies y organismos.
Los esfuerzos futuros se centrarán en reconstruir el cada vez más complejo árbol filogenético de la vida. El área de investigación de las ciencias de la computación denominada computación evolutiva se confunde ocasionalmente con la Biología evolutiva computacional, pero ambas áreas no guardan relación. Dicho campo se centra en el desarrollo de algoritmos genéticos y otras estrategias de resolución de problemas con una marcada inspiración evolutiva y genética.
Conceptos y alcance
Como se ha avanzado en la introducción, los términos bioinformática, biología computacional y biocomputación son utilizados a menudo como sinónimos, apareciendo con frecuencia en la literatura básica de forma indiferenciada en sus usos comunes. Sin embargo, hay conformadas áreas de aplicación propias de cada término. El NIH (National Institutes of Health, Institutos Nacionales de la Salud de los Estados Unidos), por ejemplo, aún reconociendo previamente que ninguna definición podría eliminar completamente el solapamiento entre actividades de las diferentes técnicas, define explícitamente los términos bioinformática y biología computacional:
- Bioinformática es la investigación, desarrollo o aplicación de herramientas computacionales y aproximaciones para la expansión del uso de datos biológicos, médicos, conductuales o de salud, incluyendo aquellas herramientas que sirvan para adquirir, almacenar, organizar, analizar o visualizar tales datos.
- Biología computacional sería el desarrollo y aplicación de métodos teóricos y de análisis de datos, modelado matemático y técnicas de simulación computacional al estudio de sistemas biológicos, conductuales y sociales.
BioInformatica
La bioinformática, según una de sus definiciones más sencillas, es la aplicación de tecnología de computadores a la gestión y análisis de datos biológicos. Los términos bioinformática, biología computacional y, en ocasiones, biocomputación, utilizados en muchas situaciones como sinónimos, hacen referencia a campos de estudios interdisciplinares muy vinculados que requieren el uso o el desarrollo de diferentes técnicas estudiadas universitariamente en la Ingeniería Informática como ciencia aplicada de la disciplina informática. Entre estas pueden destarcarse las siguientes:matemática aplicada, estadística, ciencias de la computación, inteligencia artificial, química y bioquímica con las que el Ingeniero Informático soluciona problemas al analizar datos, o simular sistemas o mecanismos, todos ellos de índole biológica, y usualmente (pero no de forma exclusiva) en el nivel molecular.11 El núcleo principal de estas técnicas se encuentra en la utilización de recursos computacionales para solucionar o investigar problemas sobre escalas de tal magnitud que sobrepasan el discernimiento humano. La investigación en biología computacional se solapa a menudo con labiología de sistemas.
Los principales esfuerzos de investigación en estos campos incluyen el alineamiento de secuencias, la predicción de genes, montaje del genoma, alineamiento estructural de proteínas, predicción de estructura de proteínas, predicción de la expresión génica, interacciones proteína-proteína, y modelado de la evolución.
Una constante en proyectos de bioinformática y biología computacional es el uso de herramientas matemáticas para extraer información útil de datos producidos por técnicas biológicas de alta productividad, como la secuenciación del genoma. En particular, el montaje o ensamblado de secuencias genómicas de alta calidad desde fragmentos obtenidos tras la secuenciación del ADN a gran escala es un área de alto interés.Otros objetivos incluyen el estudio de la regulación genética para interpretar perfiles de expresión génica utilizando datos de chips de ADN o espectrometría de masas
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