El papel de la bioinformática en la investigación biológica.
La información biológica se refiere a toda la información contenida en los organismos vivos, como la información genómica, proteínas, ácidos nucleicos, azúcares y otras macromoléculas biológicas.
La información biológica juega un papel importante en la supervivencia y reproducción de los organismos. La información biológica cubre una amplia gama. Además del material genético, los impulsos nerviosos y las hormonas, los sonidos, los olores, los colores y los comportamientos de los organismos contienen información. Esta información tiene un impacto en los individuos y grupos de organismos y es inseparable de su supervivencia y evolución. La característica de la información biológica es que produce enormes efectos biológicos con muy poco consumo de energía y material.
La información biológica generalmente se puede dividir en información genética, información neurológica y sensorial e información química. Aunque los portadores de información genética y de información neurosensorial son sustancias químicas, la información química generalmente se refiere a la información transportada y transmitida por sustancias químicas distintas de las dos sustancias anteriores. A esta categoría pertenecen las hormonas de los organismos superiores y las feromonas de los insectos.
La información genética se refiere a la información que un organismo pasa de sus padres a su descendencia con el fin de copiar algo idéntico a él mismo, o la información que se pasa de una célula a otra cada vez que cada célula se divide, es decir es, base La secuencia de pares de bases (o la secuencia de desoxinucleótidos en una molécula de ADN). La información genética se almacena en forma de código en las moléculas de ADN y se transmite a las generaciones futuras mediante la replicación del ADN. Durante el crecimiento y desarrollo de la descendencia, la información genética se transcribe del ADN al ARN y luego se traduce en proteínas específicas para realizar diversas funciones vitales. Históricamente, fue la investigación de G.J. Mendel (1866) la que formó por primera vez este concepto, es decir, los factores correspondientes a varios rasgos biológicos (ahora llamados genes) contienen la información correspondiente (más tarde G.Beadle et al. (1941) iniciaron el estudio. de la bioquímica genética y trazó este esquema:
En cuanto a las propiedades químicas de los genes, según los experimentos de transformación realizados por O.T. Avery et al (1944) utilizando el ADN del fago E. coli y A. The. Los experimentos de expresión de caracteres realizados por Hershey y M. Chase (1952) han aclarado que el ADN es el portador de información genética. Con el desarrollo de investigaciones adicionales sobre la estructura del ADN, se ha ido perdiendo el concepto de que la información que poseen los genes puede representar la disposición de las bases del ADN. Al extraer información, la disposición de bases del ADN se transcribe primero en la disposición de bases del ARN y luego se sintetizan proteínas en función de esta disposición. El portador de información genética de algunos virus es el ARN en lugar de la información genética. la información genética correspondiente a la proteína incluye toda la información necesaria para leer información, controlar su expresión y realizar copias de la misma estructura que ella misma.
La información nerviosa y sensorial es transportada y transmitida mediante impulsos eléctricos y neurotransmisores. Recibir información del entorno interno y externo, procesarla y regular y controlar las funciones de varias partes del cuerpo son transportados y transmitidos por impulsos eléctricos y neurotransmisores en el sistema nervioso. La información del entorno interno y externo se procesa y analiza para controlar y regular las funciones de varias partes del cuerpo y responder adecuadamente al entorno. Por lo tanto, la información neuronal juega un papel vital en la supervivencia y la vida normal de los organismos.
La información química es información transmitida a través de medios químicos además de las dos sustancias anteriores, razón por la cual diversas funciones de los organismos pueden llevarse a cabo de manera ordenada y pueden responder al medio ambiente de manera oportuna. es un sistema de información en los organismos vivos que se transmite a través de varias moléculas de información química.
La información biológica juega un papel importante en la investigación biológica. Sin embargo, una vez que se descubren los recursos de información biológica originales, los científicos de la vida se enfrentan al problema. Enfrentando desafíos serios: ¿Qué información está contenida en cientos de millones de secuencias ACGT? ¿Cómo esta información en el genoma controla el desarrollo de los organismos? ¿Cómo evoluciona el genoma en sí? Luego, hemos entrado en la era posgenómica centrada en la bioinformática. Los nuevos proyectos de innovación de fármacos combinados con la bioinformática son una aplicación típica de esta etapa.
Por tanto, la bioinformática es una aplicación importante de la información biológica en la investigación biológica.
La bioinformática es una ciencia que utiliza las computadoras como herramientas para almacenar, recuperar y analizar información biológica en la investigación de las ciencias de la vida. El objeto de investigación de la bioinformática es la información biológica. Su foco de investigación se refleja principalmente en la genómica y la proteómica. En concreto, se trata de analizar la información biológica estructural y funcional expresada en la secuencia de secuencias de ácidos nucleicos y proteínas.
En concreto, la bioinformática, como disciplina emergente, se basa en el análisis de la información de la secuencia del ADN genómico, tras obtener la información de la región codificante de la proteína, simula y predice la estructura espacial de la misma. Diseñar el fármaco deseado en función de la función de una proteína específica. La informática del genoma, la simulación de la estructura espacial de las proteínas y el diseño de fármacos constituyen tres componentes importantes de la bioinformática. Desde el contenido específico de la investigación en bioinformática, la bioinformática debe incluir estas tres partes principales: (1) investigación sobre nuevos algoritmos y métodos estadísticos; (2) análisis e interpretación de diversos datos (3) desarrollo y utilización eficaz de nuevas herramientas para la gestión de datos; .
Como arma poderosa en la investigación del genoma, la bioinformática se utiliza ampliamente para acelerar el proceso de encontrar nuevos genes con el fin de registrar primero nuevos genes "útiles". En esta competencia mundial, cómo combinar la situación objetiva del nivel de investigación científica de mi país y los campos ventajosos e invertir una inversión limitada en él para obtener la mayor investigación científica y beneficios comerciales posibles es un nuevo tema inevitable para los científicos y los departamentos de toma de decisiones de nuestro país. .
Las principales líneas de investigación de la bioinformática: genómica-proteómica-biología de sistemas-genómica comparada. Con el avance histórico de los proyectos de secuenciación del genoma biológico, incluido el Proyecto Genoma Humano, los datos biológicos resultantes, incluidos el nacimiento y la muerte de organismos, están creciendo a un ritmo sin precedentes y actualmente se duplican cada 14 meses. Al mismo tiempo, con la popularidad de Internet, han proliferado cientos de bases de datos biológicas. Pero esto es sólo la adquisición de información biológica original y es la etapa inicial del desarrollo de la industria de la bioinformación. La mayoría de las empresas de bioinformática en esta etapa se ganan la vida vendiendo bases de datos biológicas. Celera, famosa por su secuenciación del genoma humano, es un exitoso representante de esta etapa.
En resumen, la investigación de la información biológica juega un papel importante en el vigoroso desarrollo de la biología.