Diferencia entre revisiones de «Bioinformática»

| título = A general method applicable to the search for similarities in the amino acid sequence of two proteins | año = 1970 | publicación = Journal of Molecular Biology | volumen = 48 | número = 63}}</ref> se establece el Brookhaven [[Protein Data Bank]] ([[1971]]),<ref name="DataBank">{{cita publicación | autor = Bernstein, F. C., et al. | título = The Protein Data Bank. A Computer-Based Archival File for Macromolecular Structures | año = 1977 | publicación = European Journal of Biochemistry | volumen = 80 | número = 2 | url = http://www3.interscience.wiley.com/cgi-bin/fulltext/119625488/PDFSTART}}</ref> se crea la primera [[molécula]] de [[ADN recombinante]] ([[Paul Berg]], [[1972]]),<ref name="Berg">{{cita publicación | autor = Berg, P., et al. | título = Biochemical Method for Inserting New Genetic Information into DNA of Simian Virus 40: Circular SV40 DNA Molecules Containing Lambda Phage Genes and the Galactose Operon of Escherichia coli | año = 1972 | publicación = Proceedings of the National Academy of Sciences | volumen = 69 | número = 10 | url = http://profiles.nlm.nih.gov/CD/B/B/K/H/_/cdbbkh.pdf}}</ref> [[Edwin Southern|E. M. Southern]] desarrolla la técnica [[Southern Blot]] de localización de secuencias específicas de ADN ([[1976]]),<ref name="Southern">{{cita publicación | autor = Southern, E. M. | título = Detection of specific sequences among DNA fragments separated by gel electrophoresis | año = 1975 | publicación = Journal of Molecular Biology | volumen = 98 | número = 3 | url = http://www.ncbi.nlm.nih.gov/sites/entrez?db=pubmed&uid=1195397&cmd=showdetailview&indexed=google}}</ref> comienza la [[secuenciación de ADN]] y el desarrollo de software para analizarlo (F. Sanger, software de R. Staden, [[1977]]),<ref name="Sanger 1977">{{cita publicación | autor = Sanger, F., et al. | título = DNA sequencing with chain-terminating inhibitors | año = 1977 | publicación = Proceedings of National Academy of Sciences | volumen = 74 | número = 12 | url = http://www.pubmedcentral.nih.gov/picrender.fcgi?artid=431765&blobtype=pdf}}</ref><ref name="Staden 1977">{{cita publicación | autor = Staden, R. | título = Sequence data handling by computer | año = 1977 | publicación = Nucleic Acids Research | volumen = 4 | número = 11 | id = Págs. 4037-4051 | url = http://www.pubmedcentral.nih.gov/picrender.fcgi?artid=343220&blobtype=pdf }}</ref> y se publica en [[1978]] la primera secuencia de [[gen]]es completa de un [[Serorganismo]], vivoel [[Bacteriófago|fago]] [[Phi-X174|Φ-X174]] (5.386 pares de [[Base nitrogenada|bases]] que [[Dogma central de la biología molecular|codifican]] 9 proteínas).<ref name="x174">{{cita publicación | autor = Sanger, F., et al. | título = The nucleotide sequence of bacteriophage φX174 | año = 1978 | publicación = Journal of Molecular Biology | volumen = 125 | número = 2 | url = http://www.sciencedirect.com/science?_ob=ArticleURL&_udi=B6WK7-4DN8TH5-1P&_user=10&_rdoc=1&_fmt=&_orig=search&_sort=d&view=c&_version=1&_urlVersion=0&_userid=10&md5=195c4fc16da9805b7c00c474856acd02}}</ref> En ámbitos tecnológicos vinculados, en estos años se asiste al nacimiento del [[correo electrónico]] ([[Ray Tomlinson]], [[Bolt, Beranek y Newman|BBN]], [[1971]]),<ref name="Tomlinson">{{cita web |url = http://openmap.bbn.com/~tomlinso/ray/firstemailframe.html |título = The First Network Email |fechaacceso = 6 septiembre |añoacceso = 2008 |autor = Tomlinson, R. |editorial = BBN Technologies |idioma = inglés}}</ref> al desarrollo de [[Ethernet]] (protocolo de comunicaciones que facilitará la interconexión de ordenadores, principalmente en [[Red de área local|redes de ámbito local]]) por [[Robert Metcalfe]] ([[1973]]),<ref name="Metcalfe">{{cita publicación | autor = Alfred, R. | título = May 22, 1973: Enter Ethernet | año = 2008 | publicación = WIRED | url = http://www.wired.com/science/discoveries/news/2008/05/dayintech_0522#}}</ref> y al desarrollo del protocolo [[TCP]] (''Transmission Control Protocol'', protocolo de control de transmisión) por [[Vinton Cerf]] y [[Robert Kahn]] ([[1974]]), uno de los protocolos básicos para Internet.<ref name="TCP">{{cita web |url = http://www.isoc.org/internet/history/brief.shtml |título = A Brief History of the Internet |fechaacceso = 6 septiembre |añoacceso = 2008 |autor = Cerf, V., Kahn, R., et al. |año = 2003 |editorial = Internet Society |idioma = inglés}}</ref>

* Científicos: tras la secuenciación del fago [[Phi-X174|Φ-X174]] a finales de la década de los 70, en [[1982]] F. Sanger consigue la secuenciación del [[genoma]] del [[fago λ]] (fago ''lambda'') utilizando una nueva técnica, la secuenciación ''shotgun'' (secuenciación ''por perdigonada''), desarrollada por él mismo;<ref name="FagoLambda">{{cita publicación | autor = Sanger, F., et al. | título = Nucleotide sequence of bacteriophage λ DNA | año = 1982 | publicación = Journal of Molecular Biology | volumen = 162 | número = 4 | url = http://www.sciencedirect.com/science?_ob=ArticleURL&_udi=B6WK7-4DMP5V3-2F&_user=10&_rdoc=1&_fmt=&_orig=search&_sort=d&view=c&_version=1&_urlVersion=0&_userid=10&md5=ea6417774604fbbbdabfd64882a1d52c}}</ref> también entre 1981 y 1982 [[Kurt Wüthrich|K. Wüthrich]] publica el método de utilización de la [[RMN]] (Resonancia Magnética Nuclear) para determinar [[Estructura de las proteínas|estructuras de proteínas]];<ref name="Wüthrich">{{cita publicación | autor = Wüthrich, K., et al. | título = Sequential Resonance Assignments as a Basis for Determination of Spatial Protein Structures by High Resolution Proton Nuclear Magnetic Resonance | año = 1982 | publicación = Journal of Molecular Biology | número = 155 | url = http://www.mol.biol.ethz.ch/groups/wider_group/publications/WIDERjmolbiol155.311.pdf}}</ref> [[Ford Doolittle]] trabaja con el concepto de [[motivo de secuencia]] (''similitudes supervivientes'', según las denomina en el resumen de su artículo) en [[1981]];<ref name="Doolittle 1981">{{cita publicación | autor = Doolittle, R. F. | título = Similar amino acid sequences: chance or common ancestry? | año = 1981 | publicación = Science | volumen = 214 | número = 4517 | url = http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/7280687?dopt=Abstract&holding=npg}}</ref> el descubrimiento en [[1983]] de la [[Reacción en cadena de la polimerasa|PCR]] (''Polymerase Chain Reaction'', reacción en cadena de la polimerasa) lleva a la multiplicación de muestras de ADN, lo que permitirá su análisis;<ref name="PCR">{{cita publicación | autor = Bartlett, J. M. S., Stirling, D. | título = A Short History of the Polymerase Chain Reaction | año = 2003 | publicación = Methods in Molecular Biology | volumen = 226 | url = http://www.springerprotocols.com/Abstract/doi/10.1385/1-59259-384-4:3#}}</ref> en [[1987]], D. T. Burke et al. describen el uso de [[Cromosoma artificial de levadura|cromosomas artificiales de levadura]] (YAC, ''Yeast Artificial Chromosome''),<ref name="Burke">{{cita publicación | autor = Burke, D. T., el al. | título = Cloning of Large Segments of Exogenous DNA into Yeast by Means of Artificial Chromosome Vectors | año = 1987 | publicación = Science | volumen = 236 | número = 4803 | url = http://www.sciencemag.org/feature/data/genomes/236-4803-806.pdf}}</ref> y Kulesh et al. sientan las bases de los [[Chip de ADN|chips de ADN]].<ref name="Kulesh">{{cita publicación | autor = Kulesh, D. A., et al. | título = Identification of interferon-modulated proliferation-related cDNA sequences | año = 1987

* Científicos: en [[1991]] comienza la secuenciación con [[Marcador de secuencia expresada|EST]] (''Expressed Sequence Tags'', marcaje de secuencias expresadas);<ref name="EST">{{cita publicación | autor = Adams, M. D., et al. | título = Complementary DNA sequencing: expressed sequence tags and human genome project | año = 1991 | publicación = Science | volumen = 252 | número = 5013 | url = http://www.ncbi.nlm.nih.gov/sites/entrez?Db=pubmed&Cmd=ShowDetailView&TermToSearch=2047873&ordinalpos=1&itool=EntrezSystem2.PEntrez.Pubmed.Pubmed_ResultsPanel.Pubmed_RVDocSum }}</ref> al año siguiente es publicado el mapa de [[ligamiento]] genético (en baja resolución) del genoma humano completo;<ref name="LinkageMap">{{cita publicación | autor = Weissenbach, J., et al. | título = A second-generation linkage map of the human genome | año = 1992 | publicación = Nature | volumen = 359 | número = 6398 | url = http://www.nature.com/nature/journal/v359/n6398/abs/359794a0.html}}</ref> en [[1995]] se consigue secuenciar completamente los primeros genomas de [[bacteria]]s (''[[Haemophilus influenzae]]'', ''[[Mycoplasma genitalium]]'', de 1,8 millones de pares de bases -Mbps- y 0,58 Mbps, respectivamente);<ref name="Fleischmann">{{cita publicación |autor=Fleischmann, R. D., et al. | título = Whole-genome random sequencing and assembly of Haemophilus influenzae Rd. | año = 1995 | publicación = Science | volumen = 269 | número = 5223 | url = http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/7542800?dopt=Abstract}}</ref><ref name="Fraser">{{cita publicación | autor = Fraser, C. M., et al. | título = The Minimal Gene Complement of ''Mycoplasma genitalium'' | año = 1995 | publicación = Science | volumen = 270 | número = 5235 | url = http://www.sciencemag.org/cgi/content/abstract/270/5235/397}}</ref> en [[1996]], y en diferentes pasos (por cromosoma), se hace lo propio con el primer genoma [[Eukaryota|eucariota]], el de la levadura (''[[Saccharomyces cerevisiae]]'', con 12 Mbps),<ref name="Yeast">{{cita web |url = http://www.genome.gov/10000510 |título = International Team Completes DNA Sequence of Yeast |fechaacceso = 9 septiembre |añoacceso = 2008 |autor = National Human Genome Research Institute - NIH |año = 1996 |editorial = |idioma = inglés}}</ref> así como en [[1997]] con el genoma de ''[[Escherichia coli]]'' (4,7 Mbps),<ref name="Blattner">{{cita publicación | autor = Blattner, F. R. | título = The complete genome sequence of Escherichia coli K-12 | año = 1997 | publicación = Science | volumen = 277 | número = 5331 | url = http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/9278503 }}</ref> en [[1998]] con el primer genoma de un organismo multicelular (97 Mbp del ''[[Caenorhabditis elegans]]''),<ref name="C.elegans">{{cita publicación | autor = C. elegans Sequencing Consortium | título = Genome sequence of the nematode C. elegans: a platform for investigating biology | año = 1998 | publicación = Science | volumen = 282 | número = 5396 | url = http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/9851916}}</ref> para terminar la década con el primer [[cromosoma]] humano (el 22) completamente secuenciado en [[1999]] (33,4 Mbps).<ref name="Dunham">{{cita publicación | autor = Dunham, I., et al. | título = The DNA sequence of human chromosome 22 | año = 1999 | publicación = Nature | volumen = 402 | número = 402 | id = ISSN 0028-0836, págs. 489-495 | url = http://www.nature.com/nature/journal/v402/n6761/abs/402489a0.html}}</ref>

Con la creciente cantidad de datos, desde hace mucho se ha vuelto poco práctico analizar secuencias de [[ADN]] manualmente. Hoy se usan programas de [[computadora]] para estudiar el [[genoma]] de miles de [[Ser vivo|organismosorganismo]]s, conteniendo miles de millones de [[nucleótido]]s. Estos programas pueden compensar [[Mutación|mutaciones]] (con [[Base nitrogenada|bases]] intercambiadas, borradas o insertadas) en la secuencia de ADN, para identificar secuencias que están relacionadas, pero que no son idénticas.<ref name="Doolittle 1981" /> Una variante de este [[alineamiento de secuencias]] se usa en el proceso de [[secuenciación]].

La [[expresión génica]] de muchos genes puede determinarse por la medición de niveles de [[ARNm|mRNA]] mediante múltiples técnicas, incluyendo [[microarray]]s de ADN, secuenciación de [[Expressed sequence tag|EST]] ( [[Expressed sequence tag|Expressed Sequence Tag]]), [[Análisis en Serie de la Expresión Génica|análisis en serie de la expresión génica]] (''Serial Analysis of Gene Expression'' - SAGE), [[MPSS]] ([[Massively Parallel Signature Sequencing]]), o diversas aplicaciones de [[hibridación in situ]]. Todas estas técnicas son extremadamente propensas al [[Ruido (comunicación)|ruido]] y/o sujetas a sesgos en la medición biológica, y una de las principales áreas de investigación en la biología computacional trata del desarrollo de herramientas estadísticas para separar la [[Señal (comunicación)|señal]] del ruido en los estudios de expresión génica con alto volumen de procesamiento.<ref name="Wirta 2006">{{cita web | url = http://www.diva-portal.org/diva/getDocument?urn_nbn_se_kth_diva-4115-3__fulltext.pdf |título = Mining the transcriptome – methods and applications |fechaacceso = 18 septiembre |añoacceso = 2008 |autor = Wirta, V. |año = 2006 |formato = pdf |editorial = Royal Institute of Technology, School of Biotechnology (Estocolmo) |idioma = inglés}}</ref> Estos estudios se usan a menudo para determinar los genes implicados en un desorden: podrían, por ejemplo, compararse datos de [[microarray]]s de [[célula]]s [[epitelial]]es [[Cáncer|cancerosascancer]]osas con datos de células no cancerosas para determinar las [[Transcripción genética|transcripciones]] que son activadas o reprimidas en una población particular de células cancerosas.<ref name="Buhler 2002">{{cita web |url = http://www.cs.wustl.edu/~jbuhler/research/array/ |título = Anatomy of a Comparative Gene Expression Study |fechaacceso = 18 septiembre |añoacceso = 2008 |autor = Buhler, J. |año = 2002 |editorial = Washington University in St. Louis - Dpt. of Computer Science & Engineering |idioma = inglés}}</ref>

Una de las ideas clave en bioinformática es la noción de [[Homología (biología)|homología]]. En la rama genómica de la bioinformática, se usa la homología para predecir la función de un gen: si la secuencia de gen ''A'', cuya función es conocida, es homóloga a la secuencia de gen ''B'', cuya función es desconocida, puede inferirse que B podría compartir la función de A.<ref name="Pellegrini 1999">{{cita publicación | autor = Pellegrini, M., et al. | título = Assigning protein functions by comparative genome analysis: Protein phylogenetic profiles | año = 1999 | publicación = Proceedings of the National Academy of Sciences (EE.UU.) | volumen = 96 | número = 8 | id = 4285-4288 | url = http://www.pnas.org/content/96/8/4285.full.pdf+html}}</ref> En la rama estructural de la bioinformática, la homología se usa para determinar qué partes de una proteína son importantes en la formación de la estructura y en la interacción con otras proteínas. En la técnica denominada [[modelado por homología]], esta información se usa para predecir la estructura de una proteína una vez conocida la estructura de una proteína homóloga.<ref name="Martí_Renom 2000">{{cita publicación | autor = Martí-Renom, M. A., et al. | título = Comparative Protein Structure Modeling of Genes and Genomes | año = 2000 | publicación = Annual Review of Biophysics and Biomolecular Structure | volumen = 29 | id = Págs. 291-325 | url = http://www.cs.tau.ac.il/~wolfson/bioinfosem05/papers/homology_mod/Sali_annurev.biophys00.pdf}}</ref> Esta es, actualmente, la única vía para [[Predicción de estructura de proteínas|predecir estructuras de proteínas]] de una manera fiable.

Para [[Alineamiento múltiple de secuencias|alineamientos múltiples de secuencias]], el clásico [[ClustalW]],<ref name="Thompson" /> actualmente en su versión 2, es el software de referencia. Puede trabajarse con una implementación del mismo en el [[Instituto Europeo de Bioinformática|EBI]] (Instituto Europeo de Bioinformática).<ref name="EBI ClustalW">{{cita web |url = http://www.ebi.ac.uk/Tools/clustalw2/index.html |título = EMBL-EBI: ClustalW2 |fechaacceso = 14 septiembre |añoacceso = 2008 |autor = Instituto Europeo de Bioinformática - EBI |año = 2008 |idioma = inglés}}</ref>