Biología Computacional “Desencriptando el secreto de la vida” Grupo de Bioinformática ¿quiénes somos? ?Lic. Irene Loiseau ?Dr. Igor Zwir ?Lic. Rocío C. Romero Zaliz ?Lic. Cristian S. Rocha ?Lic. Marcelo Viegas ?Lic. Damián D’onia ?Viviana Cotik ?Patricio Traverso ?Eliana Pardieux 1 Bioinformática Definición ?Bioinformática ?Biocomputación ?Biomatemática ?Dos disciplinas: Herramientas de informática para el uso en biología y medicina ?Computación ?Biología Introducción Reseña histórica ?Fines de los ’60, principio de los ’70 ?Secuenciamiento de varios pequeños genomas ?Saccharomyces cerevisiae ?E. Coli ?Proyecto “Genoma Humano” 2 Introducción ¿por qué la necesidad de la computación? Bioinformática Aplicaciones Estudio de los genes y su función Estudio del metabolismo Herramientas para comparación de secuencias 3 Bioinformática Objetivos Nuevo conocimiento biológico Ingeniería genética Desarrollo de drogas Algunos Problemas Ejemplo 1 ?Predicción de estructuras ?Datos de entrada ?Secuencia de aminoácidos ?Ambiente en donde se encuentra 4 Predicción de estructuras ?Salida Predicción de estructuras 5 Predicción de estructuras ¿para qué? ? La estructura de una proteína es un factor esencial para la entender su participación en la biología del organismo ? Dos proteínas con estructura similar suelen tener funciones asociadas ? Teniendo una base de datos de estructuras de proteínas conocidas (PFAM) es posible identificar una nueva proteína y comprender su utilidad en los circuitos genéticos Predicción de estructuras ? Conocimientos necesarios ?Biológicos ?Químicos y físicos ?Computacionales ?Matemáticos 6 Predicción de estructuras ? Desde el punto de vista computacional: ?Problema difícil (NP Hard) ?Arrastre de error estructura primaria ? estructura secundaria ? ? estructura terciaria ? estructura cuaternaria Algunos Problemas Ejemplo 2 ?Búsqueda de similaridad de secuencias ?Datos de entrada ?Una secuencia de ADN o aminoácidos ?Una base de datos de ADN o aminoácidos 7 Búsqueda en BD ?Salida ?Un listado de secuencias similares ?Un puntaje dado a cada par de secuencias ?Un valor estadístico aproximado de la importancia de esa asociación de dos secuencias Búsqueda en BD ?Algoritmos exactos ?Solución exacta ?Muy lento ?Algoritmos aproximados (heurísticas) ?Solución aproximada ?Rápido 8 Búsqueda en BD ?¿Por qué el algoritmo exacto no es utilizado? ?Las bases de datos son ENORMES ?Cantidad de secuencias en el orden de los millones Búsqueda en BD ?¿Qué significa aproximado? ?Se pueden perder las soluciones exactas y mantener soluciones bastante aproximadas ?La velocidad es esencial para ser accesible al usuario final 9 Búsqueda en BD ?¿Como se resuelve? ?Buscando un subconjunto, los más prometedores ?Buscar solamente a partir de allí eliminando el resto del espacio de búsqueda ?Los resultados son aceptables y muy utilizados Conclusiones ¿qué es un bioinformático? ? Conocimiento que cruza la línea entre ambas disciplinas ? Traductor entre científicos de las distintas disciplinas ? Amplios conocimientos de computación 10 Grupo de Bioinformática Proyectos ? Reconocimiento de promotores y genes ? Búsqueda de patrones en secuencias de ADN ? Circuitos genéticos ? Ensamblado de secuencias ? Estudio de microarrays Conclusiones el futuro... ? Muchos problemas abiertos ? Ciencia joven ? Colaboración con laboratorios ? Necesidad de “bioinformáticos” – entrenamiento ? Mantenerse al día con la ciencia 11 Grupo de Bioinformática Información http://www.machi.exp.dc.uba.ar/ rromero@dc.uba.ar 12