A genômica é um ramo da genética que estuda mudanças em grande escala nos genomas dos organismos. A genômica e seu subcampo da transcriptômica, que estuda as mudanças genéticas no RNA que são transcritas do DNA, estudam muitos genes uma vez. A genômica também pode envolver a leitura e o alinhamento de sequências muito longas de DNA ou RNA. Analisar e interpretar dados tão complexos e de grande escala requer a ajuda de computadores. A mente humana, soberba como é, é incapaz de lidar com tanta informação. A bioinformática é um campo híbrido que reúne o conhecimento da biologia e o conhecimento da ciência da informação, que é um sub-campo da ciência da computação.
Genomas contêm muita informação
Genomas de organismos são muito grandes. Estima-se que o genoma humano tenha três bilhões de pares de bases que contêm cerca de 25.000 genes. Para comparação, estima-se que a mosca da fruta tenha 165 bilhões de pares de bases que contêm 13.000 genes. Além disso, um subcampo de genômica chamado estudos de transcriptômica que genes, entre as dezenas de milhares em um organismo, são ligados ou desligados em um determinado momento, através de vários pontos de tempo e várias condições experimentais em cada ponto de tempo. Em outras palavras, os dados “ômicos” contêm vastas quantidades de informações que a mente humana não consegue apreender sem a ajuda de métodos computacionais em bioinformática.
Dados Biológicos -
A bioinformática é importante para a pesquisa genética porque genética dados tem um contexto. O contexto é biologia. As formas de vida têm certas regras de comportamento. O mesmo se aplica aos tecidos e células, genes e proteínas. Eles interagem de certas maneiras e se regulam de certas maneiras. Os dados complexos e de grande escala que são gerados na genômica não fazem sentido sem o conhecimento contextual de como as formas de vida funcionam. Os dados gerados pela genômica podem ser analisados pelos mesmos métodos usados por engenheiros e físicos que estudam mercados financeiros e fibra ótica, mas analisar os dados de uma maneira que faça sentido requer conhecimento da biologia. Assim, a bioinformática tornou-se um inestimável campo híbrido de conhecimento. O processamento de números é uma maneira de dizer que se está fazendo cálculos. A bioinformática é capaz de processar dezenas de milhares de números em poucos minutos, dependendo de quão rápido o computador pode processar informações. A pesquisa da Omics usa computadores para executar algoritmos - cálculos matemáticos - em grande escala, a fim de encontrar padrões em grandes conjuntos de dados. Algoritmos comuns incluem funções como agrupamento hierárquico (consulte a referência 3) e análise de componentes principais. Ambas são técnicas para encontrar relacionamentos entre amostras que possuem muitos fatores. Isso é semelhante para determinar se certas etnias são mais comuns entre duas seções em uma lista telefônica: sobrenomes que começam com um A versus sobrenomes que começam com um B. Biologia de Sistemas Bioinformática tornou possível estudar como um sistema que tem milhares de partes móveis se comporta ao nível de todas as partes movendo-se ao mesmo tempo. É como ver um bando de pássaros voando em uníssono ou um cardume de peixes nadando em uníssono. Anteriormente, os geneticistas estudavam apenas um gene por vez. Embora essa abordagem ainda tenha uma quantidade incrível de mérito e continue a fazê-lo, a bioinformática permitiu que novas descobertas fossem feitas. A biologia de sistemas é uma abordagem ao estudo de um sistema biológico pela quantificação de múltiplas partes móveis, como o estudo da velocidade coletiva de diferentes bolsões de pássaros que voam como um grande e desordenado rebanho.
