A bioinformática é uma área de pesquisa que une disciplinas, desde a ciência computacional até as ciências biológicas. Ou seja, ela relaciona biologia e informática, especificamente na área de genética ou biologia molecular e genômica. Isso envolve a tecnologia que usa computadores para o arquivamento, recuperação, manipulação, análise e distribuição de informação relacionada a algumas macromoléculas, como DNA, RNA, proteínas e metabólitos. Diante de todas essas funções atribuídas a essas técnicas computacionais, por que precisamos usar a bioinformática?
Por que a bioinformática é essencial?
Como demonstrado pelo projeto de sequenciamento do genoma humano, cada indivíduo possui mais de três bilhões de informações de sequências. Como lidamos com essa longa sequência de nucleotídeos? Essa extensão só pode ser compreendida devido ao uso de técnicas computacionais. Sem usar computadores, nunca saberíamos quais regiões do DNA são exons, isto é, realmente codificam proteínas. Dessa maneira, devido aos computadores, podemos guardar conhecimento acumulado, possibilitando aos cientistas ter acesso fácil aos dados biológicos. Esses arquivos são armazenados em bancos de dados.
É importante ressaltar que dados biológicos estão sendo produzidos em uma velocidade intensa. Para contextualizar, há um banco de dados disponível virtualmente, chamado Genbank, que contém um repositório de sequências de ácido nucléico. Nesse repositório, havia 11.546.000 entradas em abril de 2001. No entanto, em média, esse banco de dados está dobrando de tamanho a cada 15 meses.
Além disso, desde a publicação do genoma H. influenzae, quase 300 organismos tiveram seu genoma sequenciado, variando de 250 genes a mais de 100.000. Some a esse panorama os inúmeros projetos que pesquisam a expressão dos genes, determinam as respectivas estruturas codificadas por esses genes e especificam como esses elementos interagem entre si, e podemos imaginar a enorme quantidade de informações que são fornecidas a partir desses estudos!
Com o crescimento inimaginável de dados, os computadores se tornaram indispensáveis para a pesquisa biológica. Essa abordagem é necessária, levando em conta que os computadores podem lidar com grandes quantidades de dados e verificar a complexidade da natureza.
Programas e bancos de dados que auxiliam a decodificar dados genômicos complexos
Diversas ferramentas bioinformáticas desempenham um papel de decodificar sequências de biomoléculas. Exemplificando, existe o algoritmo BLAST, Basic Local Alignment Search Tool, que permite a comparação de sequências para identificar semelhanças entre elas, enquanto o GATK, Genome Analysis Toolkit, possibilita a identificação de variações genéticas. Plataformas como o Bioconductor oferecem soluções correlacionadas para análise genômica. Já ferramentas como o Nextflow ajudam a orquestrar sequências de programas (isto é, pipelines) para processamento de grandes volumes de informações.
A Protos Biotec Jr. fornece o serviço de bioinformática , estabelecendo gerenciamento de dados biológicos para pesquisadores e empresas. Interessado(a)? Contate-nos!
Referências
BAXEVANIS, Andreas; VADER, Gary; WISHART, David. Bioinformatics: A Practical Guide to the Analysis of Genes and Proteins. 4. ed. Estados Unidos: Wiley, 2025.
DI TOMMASO, Paolo; CHATZOU, Maria; FLODEN, Evan W; et al. Nextflow enables reproducible computational workflows. Nature Biotechnology, v. 35, n. 4, p. 316–319, 2017.
LANGMEAD, Ben ; SALZBERG, Steven L. Fast gapped-read alignment with Bowtie 2. Nature Methods, v. 9, n. 4, p. 357–359, 2012. Disponível em: <https://www.nature.com/articles/nmeth.1923>.
XIONG, Jin, Essential Bioinformatics, 1. ed. Cambridge: Cambridge University Press, 2006.