Artículo:Paradigma

El paradigma entre las ciencias biológicas en las ciencias de la computación
Por: Juan Carlos Villalobos Arrieta
"La Biología debe ser considerada una
conocerían como las leyes de herencia de
Ciencia de la Información, y esto significa
Medell. También hubieron otros hombres
un cambio de paradigma."
que
Leroy Hood.
observaron
naturaleza,
Creador
secuenciadotes
grandes descubrimientos, por ejemplo,
automáticos en los 80. Universidad de
Louis Pasteur que descubrió la acción de
Washington.
las bacterias o por otro lado Charles
los
estudiaron
e
la
Promotor del Proyecto Genoma Humano.
de
la
directamente
hicieron
Darwin escribió su libro sobre la evolución
Hace apenas 8 000 años en las riveras
de las especies.
del río Nilo, uno de nuestros antepasados
tuvo una idea brillante que significó el
Pero que tienen todos ellos en común?
cambio de la forma de vida de todos sus
Bueno a todos los une su observación de
descendientes.
Este individuo decidió
la naturaleza y su deseo de aprender de
dejar de recolectar y casar sus alimentos,
ella, por lo tanto todos son de una u otra
que de cualquier manera ya escaseaban
manera
por aquellos días debido al gran número
biológicas actuales.
precursores
de
las
ciencias
de sus contemporáneos; y cultivó algunos
De esta manera se cree que
Y ahora que hemos llegado hasta este
surgió la agricultura y fue la primera
punto, tenemos la duda, de cuál es el
expresión del hombre por simular la
paradigma descrito en el título de este
acción de la naturaleza y cambiar su
artículo. Para responder a esto debemos
entorno.
remontarnos a la década de los 70 y 80.
granos.
Por esas fechas los biólogos realizaban
Varios cientos de siglos más tarde en un
intrincados experimentos siguiendo al pie
monasterio, un hombre llamado Gregorio
de la letra el famoso método científico y
Mendell
a
realizaban algunos cálculos matemáticos
experimentar con una especie de frijoles,
utilizando unas rusticas computadoras de
luego de muchas noches y días de
circuitos integrados.
observación y análisis, llegó a una serie
computación,
de conclusiones que en el futuro se
relativamente joven, daba sus primeras
dedicó
toda
su
vida
que
Por otro lado la
era
una
ciencia
incursiones en campos cada vez más
creaban armazones metálicas, plásticas o
complejos, demostrando así su gran
de otros materiales fusionados con partes
potencial. Sin embargo dado el costo y la
de computadoras tratando de crear un
dificultad de manejo de los poderosos
robot cuyo funcionamiento simulara a los
mainframe, que eran las computadoras
organismos biológicos. Esto es lo que se
más apropiadas para los trabajos de alta
conoce como robótica, que dicho sea de
complejidad;
paso a lo largo de todos estos años no ha
su uso no era muy
logrado su objetivo de “crear el hombre
extendido.
bicentenario”.
Con la llegada de las microcomputadoras,
que contaban entre sus características el
Sin embargo todo lo anterior no describe
aumento de sus capacidades de memoria
el verdadero paradigma, sino que más
y procesamiento de datos, la disminución
bien son antecedentes del mismo, que se
de su tamaño, la reducción de sus precios
da realmente hasta hace unos pocos años
y su facilidad para manejarlas.
Muy
cuando se inicia con el Proyecto del
muchas personas, compañías e
Genoma Humano a finales de la década
instituciones adquirieron estos equipos.
de los 90. Y es que como se describió
No tardó alguien al que se le ocurrió
arriba, en la primera etapa del trabajo
utilizarla
más
conjunto de la informática y la biología, las
especializados y fue así como surgieron
computadoras eran lo que los científicos
los programas de computadoras para
consideran “tontos útiles” ya que les
cada una de las necesidades de los
permitían realizar procesos complejos de
científicos; lo que vino a facilitar bastante
una manera más rápida.
su trabajo y les permitió dedicar sus
razón del comentario realizado por Leroy
esfuerzos en otras áreas de interés.
Hood al inicio de este articulo, se debe al
pronto
con
fines
un
poco
gran
Hollywood
lleno
la
cabeza
de
las
volumen
por
viajes espaciales y en fin un sin número
estimaciones:
de
científicos
exageradas.
visionarios
un
poco
De esta manera mientras
Hollywood ganaba grandes sumas de
dinero
con
sus
películas,
algunos
científicos y otros no tan científicos
datos
que
son
generados por la investigación genética,
personas con ciencia ficción de robots,
de fantasías que no era más que las ideas
de
La principal
ejemplo
veamos
algunas
A. Hay 24 pares de cromosomas; el
cromosomas
recibe
menor tiene unos 50 millones de
genoma.
La
relación
pares de secciones, el
(portador
de
mayor unos
la
el
nombre
entre
el
información)
de
ADN
y
las
250 millones.
proteínas (resultado de su expresión) se
B. Si se reunieran, los datos del
lleva a cabo, mediante una molécula
genoma ocuparían 1000 libros de 200
intermedia
páginas.
ribonucleico). El ADN se transcribe a ARN
C. La diversidad genética humana:
y éste es traducido en una proteína en
5.000 millones de personas que se
otro
diferencian en un 0,1% de su material
ribosoma. Las proteínas se constituyen
genético. Esto genera un catálogo de
como
diferencias en secuencias teórico de
combinaciones
5000 billones de registros.
codificados en los genes y son las
denominada
orgánulo
ARN
celular
polímeros
denominado
formados
de
(ácido
20
por
aminoácidos
moléculas que realizan la mayoría de las
Aquí únicamente se está tomando en
tareas
cuenta los datos sobre los cromosomas,
estructural, actúan como catalizadores de
también se deben tener en cuenta las
las
proteínas,
la
capturan y almacenan otras moléculas,
información genética de otros seres vivos.
comunican la célula con el exterior y
Por lo anterior verdaderamente la biología
llevan a cabo la replicación de las
está convirtiéndose en un ciencia de la
moléculas de ADN permitiendo así que la
información.
información
los
aminoácidos
y
Todo esto que hemos descrito es tan solo
en
las
células,
reacciones
tienen
químicas,
se
conserve
papel
transportan,
de
una
generación a otra.
la punta del iceberg y antes de ahondar
Veamos ahora las tres grandes áreas en
más en este tema, debemos considerar el
las que podemos agrupar todas los
ADN (ácido desoxirribonucleico) como el
investigaciones y proyectos científicos
escalón fundamental que sirve de base
que implica a la biología y la informática:
para el resto de reilaciones moleculares.
El ADN es una molécula que porta
Bioinformática (Informática aplicada a
información agrupada en genes que son
la biología molecular y la genética):
secuencias de nucleótidos de longitud
investigación
variable que sirven para la producción de
infraestructura
proteínas. El conjunto de todo este
información
material
requiere la biología molecular y la
genético
presente
en
los
y
y
desarrollo
y
de
la
sistemas
de
comunicaciones
que
genética (Redes y bases de datos para
biochip, desarrollado por el Instituto
el genoma, microarrays,...)
para la Salud Carlos III en España.
Biología
Una
Molecular
Computacional
vez
que
tenemos
claro
estos
(Informática y matemáticas aplicadas a
conceptos, nos damos cuenta que para la
la biología): computación que se aplica
biología esto es un paradigma; ahora, si
al
lo vemos desde el punto de vista de la
entendimiento
biológicas
de
básicas,
cuestiones
en
el
nivel
informática el panorama resulta aún más
molecular, mediante la modelización y
complicado. Teniendo en cuenta que la
simulación.
Tecnología de la Información es reciente y
aun peor no tiene bases sólidas y
Biocomputación (Biología aplicada a la
formales que la sustenten como ciencia, y
computación): desarrollo y utilización
si
de sistemas computacionales basados
investigación biológica podría transformar
en modelos y materiales biológicos.
drásticamente el concepto actual de
(biosensores, computación basada en
informática,
ADN, redes de neuronas, algoritmos
interrogante:
genéticos).
preparada para absorber a la biología o
Existen
una
gran
cantidad
de
investigaciones de este tipo por ejemplo
podemos mencionar: El proyecto de
Nano-partículas
que serán cápsulas
inyectadas
torrente
al
sanguíneo
capaces de eliminar o restaurar células
deterioradas con aplicaciones médicas
y para eliminar el efecto producido por
las radiaciones de los fotones en los
viajes espaciales,
este proyecto es
más
además
bien
agregamos
que
la
entonces llegamos a la
Está
la
ocurrirá
lo
informática
contrario?
Personalmente creo que ninguno de estos
dos casos se llegará a dar, por un lado la
biología comprende campos más allá de
generar datos sobres seres vivos y la
informática por otro lado se ocupa de
gestionar otros tipos de
además
de
la
información
producida
por
las
investigaciones científicas.
Si creo que este paradigma entre la
financiado por la NASA. O el proyecto
ciencias
INFOBIOCHIP que consisten en una
produzca buenos frutos no sólo para el
base de datos sobre reacciones de
conocimiento humano, sino también que
tejidos
resultará en la mejora de cada una de las
vivos
por
medio
de
micro
matrices (microarrays), utilizado por los
biológicas
disciplinas implicadas.
y
la
informática