Biología Computacional

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/
[email protected]
12