Βιοπληροφορική: Η ψηφιακή μορφή της βιολογίας

Η Βιοπληροφορική είναι η επιστήμη που συνδυάζει την βιολογία με την τεχνολογία της πληροφορικής. Ξεκίνησε ως βοηθητική επιστήμη πριν από 10 περίπου χρόνια με στόχο την αποθήκευση μεγάλου αριθμού βιολογικών πληροφοριών στις λεγόμενες «βάσεις δεδομένων». Κάθε βάση δεδομένων αποτελείται από αρχεία που βρίσκονται αποθηκευμένα σε έναν υπερ-υπολογιστή και περιέχουν συγκεκριμένες και ομαδοποιημένες πληροφορίες. Για παράδειγμα, κάθε αρχείο μιας βάσης δεδομένων για πρωτεΐνες περιέχει, μεταξύ άλλων, το επιστημονικό όνομα κάθε πρωτεΐνης, την χημική της σύσταση καθώς και το όνομα του οργανισμού από τον οποίο προέρχεται. Με την ευρεία χρήση του Ίντερνετ, οι ερευνητές έχουν πλέον άμεση πρόσβαση στις βάσεις δεδομένων και μπορούν ν’αντλήσουν σε μερικά δευτερόλεπτα πολύτιμες πληροφορίες για το επιστημονικό τους αντικείμενο αλλά και να υποβάλλουν καινούργια ή αναθεωρημένα δεδομένα.
Η βιοπληροφορική έχει αλλάξει την επιστήμη της βιολογίας, ώστε σχεδόν κάθε βιολογική έρευνα να ξεκινά με ανάλυση δεδομένων από το Ίντερνετ. Μια από τις πιο συχνές εφαρμογές της είναι η σύγκριση πρωτεϊνών διαφορετικών οργανισμών, με την βοήθεια των βάσεων δεδομένων και την χρήση κατάλληλων λογισμικών προγραμμάτων. Το ενδιαφέρον έγκειται στο ότι όσο πιο πολύ μοιάζουν δομικά δυο πρωτεΐνες που ανήκουν σε δυο διαφορετικούς οργανισμούς, τόσο πιο πολύ θα μοιάζουν και οι βιολογικές τους λειτουργίες. Επίσης, με τους «γενετικούς χάρτες», κάτι ανάλογο με τους οδικούς χάρτες μιας χώρας, μπορεί κάποιος να εντοπίσει ταχύτατα την θέση ενός γονιδίου ανάμεσα στα χιλιάδες άλλα γονίδια ενός οργανισμού, πράγμα που παλιότερα απαιτούσε μήνες ή ακόμα και χρόνια εργαστηριακής έρευνας. Ο λόγος που κάνει τις πληροφορίες αυτές σημαντικές είναι ότι πολλές ασθένειες στον άνθρωπο και σε άλλους οργανισμούς ξεκινούν από ένα ελαττωματικό γονίδιο που παράγει μια δυσλειτουργική πρωτεΐνη, η οποία προκαλεί τελικά την ασθένεια. Βρίσκοντας λοιπόν «ομόλογα» (παρόμοια) γονίδια ή «ομόλογες» πρωτεΐνες ανάμεσα στον άνθρωπο και στο ποντίκι, τον μύκητα ή την μύγα, η εργαστηριακή έρευνα μπορεί να εστιαστεί στους κατώτερους αυτούς οργανισμούς, στους οποίους θα απομονωθεί και θα μελετηθεί το συγκεκριμένο γονίδιο ή η πρωτεΐνη. Τα συμπεράσματα που θα βγουν θα ισχύουν σε μεγάλο βαθμό και για τον ανθρώπινο οργανισμό.
Η βιοπληροφορική, χάρη στην πρόοδο της βιολογίας αλλά και της τεχνολογίας έχει εξελιχθεί τα τελευταία χρόνια και έχει ανεξαρτητοποιηθεί ως επιστήμη. Πέρα από την μελέτη μεμονωμένων γονιδίων και πρωτεϊνών, παρέχει πλέον την δυνατότητα να μελετώνται ταυτόχρονα χιλιάδες γονίδια και πρωτεΐνες και να μπορεί κάποιος να συγκρίνει στην οθόνη του υπολογιστή τις διαφορές ανάμεσα σε ένα φυσιολογικό κύτταρο και το αντίστοιχο παθολογικό. Τα λογισμικά προγράμματα που πουλούν σήμερα οι εν λόγω εταιρίες αναφέρονται σε πολύ ειδικές βιολογικές αναλύσεις ή έχουν σημαντικές ιατρικές εφαρμογές. Παράλληλα, έχει δοθεί ιδιαίτερη έμφαση στην ανακάλυψη φαρμάκων έτσι ώστε τα νέα φάρμακα να σχεδιάζονται πλέον εξολοκλήρου στον υπολογιστή και στην συνέχεια δοκιμάζονται εργαστηριακά. Η βιοπληροφορική δίνει σήμερα την δυνατότητα για την γενετική ανάλυση οποιουδήποτε ατόμου, ανοίγοντας έτσι τον δρόμο στην φαρμακογενομική, την επιστήμη δηλαδή που έχει σκοπό τον σχεδιασμό και την παρασκευή φαρμάκων με βάση την ιδιαίτερη γονιδιακή σύσταση του κάθε ανθρώπου. Απώτερος σκοπός της βιοπληροφορικής είναι η προσομοίωση ενός κυτταρικού μοντέλου στον υπολογιστή, δηλαδή η απεικόνιση των βιοχημικών αλληλεπιδράσεων, έτσι ώστε δηλώνοντας ποια πρωτεΐνη δυσλειτουργεί, θα βλέπει κανείς τις μοριακές αλλαγές που αυτή επιφέρει. Αυτό πιστεύεται ότι θα φέρει επανάσταση στη κατανόηση των μεταβολικών διεργασιών στο κύτταρο και της ανάπτυξης των ασθενειών στον οργανισμό.
Ήδη στο εξωτερικό επενδύονται όλο και περισσότερα χρήματα στον τομέα της βιοπληροφορικής και πιστεύεται ότι οι επενδύσεις δεν θα μειωθούν ακόμα και μέσα σε ένα κακό κλίμα της αγοράς υψηλής τεχνολογίας. Αυτό απορρέει από το γεγονός ότι η βιοπληροφορική είναι ακόμα μια σχετικά νέα επιστήμη και υπάρχει έλλειψη καταρτισμένων ατόμων για την κάλυψη των απαιτούμενων θέσεων. Επιπλέον, εταιρίες και ακαδημαϊκά ιδρύματα συνειδητοποιούν όλο και περισσότερο την ανάγκη της βιοπληροφορικής και προσφέρουν συνεχώς νέες θέσεις εργασίας.
Ο Ιωάννης Παπαποστόλου
Βιογραφικό
Δημοσιεύσεις
Επικαιρότητα
Επικοινωνία
Σύνδεσμοι
Αρχική σελίδα
Copyright 2006 r a i d o s interractive
Διαβάστε περισσότερα άρθρα