Problemas de la bioinformática

Entrando en el contexto de lo titulado, según Cohen, en el artículo escrito el año 2004 titulado “Bioinformática: Introducción para científicos computacionales”, los diferentes problemas analizados por la bioinformática pueden ser clasificados dentro de dos categorías: tareas genómicas y tareas proteómicas. El término tareas genómicas es utilizado para denotar el estudio de varios genomas entendidos como entidades que presentan contenidos similares. Por otro lado, el termino tareas proteómicas, hace referencia al estudio de todas las proteínas que surgen a partir de un genoma. Las principales tareas genómicas son las siguientes: (1) Análisis de secuencias genéticas. Según Nash y sus colegas, en el artículo escrito el año 2001 titulado “Comparación de algoritmos para el análisis de secuencias de gran escala”, el alineamiento de secuencias está basado en los principios de similitud y homología. Similitud es una medida cuantitativa entre dos genes que son idénticos en términos de cantidades observables y homología se refiere a como dos secuencias, que pueden ser muy similares o no, comparte un ancestro en común. (2) Alineamiento de secuencia. Un alineamiento es un arreglo de dos o más secuencias que exhiben dónde las secuencias son similares y dónde no lo son. El alineamiento óptimo es aquel que exhibe el mayor número de correspondencias y el menor número de diferencias. Según Smith y Waterman, en el artículo escrito el año 1981 titulado “Identificación de secuencias moleculares comunes”, básicamente existen dos tipos de métodos de alineamiento, alineamiento global y alineamiento local; el primero maximiza el número de coincidencias entre las secuencias a lo largo de la cadena completa, y el segundo selecciona el número más alto de coincidencias en cierta porción de la secuencia. (3) Búsqueda de patrones. En palabras de Gautheret y sus colegas, en el artículo escrito el año 1990 titulado “Búsqueda y alineamiento de patrones con estructura primaria y secundaria del acido ribonucleico”, se buscan patrones nucléicos en una secuencia de ácido nucléico, en un conjunto de secuencias o en una base de datos. Esto es importante para descubrir relaciones evolutivas o patrones entre diferentes formas de vida. (4) Localización de genes e identificación de promotores. Según Ficket, en el artículo escrito el año 1996 titulado “Búsqueda de genes mediante computadora: Estado del arte”, debido a que la secuencia de ácido desoxirribonucleico es demasiado larga, es necesaria la identificación automática de genes de una larga secuencia de ácido desoxirribonucleico. Las células tienen por sí mismas un mecanismo que reconoce el comienzo de un gen, y a este identificador se le conoce como promotor. Los promotores son regiones anteriores a cada gen que indican que enseguida se encontrará uno. Los promotores son los elementos que regulan el inicio de la transcripción.

En cuanto a las tareas proteómicas, en palabras de Salzberg y sus colegas, en el libro escrito el año 1998 titulado “Métodos computacionales en biología molecular”, las proteínas son polipéptidos formados dentro de las células como cadenas de aminoácidos. Existen diferentes tareas relacionadas con el análisis de proteínas; a continuación se mencionan las más importantes. (1) Alineación múltiple de secuencia. Según Baldi y Brunak, en la obra citada anteriormente, las técnicas de alineación múltiple de secuencia de aminoácidos son utilizadas con los siguientes objetivos: (a) encontrar el mayor número de secuencias coincidentes en diferentes secuencias alineadas, (b) ayudar a la predicción de estructuras secundarias y terciarias de nuevas secuencias, y (c) servir como paso preliminar en el análisis de la evolución molecular usando métodos filogenéticos. (2) Búsqueda de motifs. En palabras de Mitra y Ayashi, en el artículo escrito el año 2006 titulado “Bioinformática con computación blanda”, el objetivo de la búsqueda de motifs es encontrar patrones específicos en secuencias de proteínas. Las proteínas son generadas de un conjunto básico de bloques a los que se conocen como dominios. A través de los años, el proceso de evolución ha ido cambiando estos dominios, dando origen a una gran diversidad de secuencias proteínicas, y dado que parten de un conjunto básico, es posible encontrar que proteínas distintas compartan cierta relación local o global. Es por esta situación que la búsqueda de motifs es una técnica que busca en secuencias ciertos dominios que tengan un significado biológico que categorizará a la proteína en cierta familia. (3) Genómica Estructural. Chou y Fasmann, en el artículo escrito el año 1978 titulado “Predicción de la estructura secundaria de las proteínas a partir de su secuencia de aminoácidos”, la genómica estructural se encarga de la predicción de estructuras tridimensionales de proteínas a partir de una secuencia primaria de aminoácidos, siendo ésta una de las tareas más complicadas en bioinformática. El método de similitud puede ser usado para la predicción de estructuras secundarias y terciarias basado en su homología.