Bioinformática
¿Qué es la bioinformática y cuál es su impacto sobre la salud?
La bioinformática está ayudando a derrotar al virus SARS-CoV-2, responsable de la COVID-19. Para entender cómo conviene conocer un poco mejor esta disciplina, que se encarga de procesar datos del campo de la biología aplicando la informática. Dicho de otra forma, igual que los lingüistas estudian los patrones del lenguaje para preservarlo, los bioinformáticos estudian los patrones de las secuencias de ADN y de las proteínas para proteger nuestra salud.
Se calcula que en 2020 se crearon 1,7 megabytes de datos por segundo y por persona en el mundo, y su procesamiento fue posible gracias a técnicas como el big data. Aunque pueda parecer increíble, la cantidad de información contenida en los organismos vivos no anda muy lejos. El ADN de una persona contiene unos 750 megabytes de información, algo menos de un gigabyte, y para procesar toda esa información biológica son necesarios ordenadores y algoritmos muy potentes. Aquí es donde entra en escena la bioinformática.
La bioinformática, por ejemplo, ha sido crucial en la lucha contra el virus SARS-CoV-2, causante de la COVID-19. En concreto, el análisis por ordenador ha permitido descifrar la estructura molecular de las proteínas del virus como nunca antes hubiera sido posible, permitiendo el desarrollo de vacunas efectivas en un tiempo récord que han servido para frenar su expansión.
QUÉ ESTUDIA LA BIOINFORMÁTICA
La bioinformática, según el National Human Genome Research Institute (NHGRI), es una subdisciplina de la biología y de la informática que se ocupa de la adquisición, el almacenamiento, el análisis y la difusión de datos biológicos, en su mayoría secuencias de ADN y aminoácidos. Por ejemplo, para estudiar cómo se alteran las actividades normales de las células durante una enfermedad es necesario combinar datos de multitud de compuestos e interpretar los cambios. Esto atañe especialmente a las proteínas, las bases de la vida.
En sus inicios el término bioinformática no tenía el mismo significado, ya que se aplicaba al estudio de los procesos biológicos de forma teórica. Sin embargo, los avances en informática y procesamiento de datos permitieron secuenciar cada vez más proteínas de forma automática, hasta culminar con un hito: la secuenciación del genoma humano en 2004.
OBJETIVOS DE LA BIOINFORMÁTICA
En la actualidad, la parte más importante de la bioinformática es el análisis e interpretación de los datos de las moléculas biológicas, un proceso que se denomina biología computacional. Se podría decir, de hecho, que la bioinformática se encarga de la parte lingüística de la genética. Los objetivos fundamentales son identificar genes y proteínas, determinar sus funciones, establecer relaciones evolutivas y predecir su conformación.
La bioinformática utiliza técnicas informáticas que se aplican en otros campos, como la inteligencia artificial, y que incluyen el reconocimiento de patrones, los algoritmos de aprendizaje automático y la visualización de datos. También es la base actual de la biotecnología y gracias a ella será posible desarrollar fármacos más eficaces, tratamientos genéticos e incluso avanzar en la lucha contra el cambio climático, lo que convierte a los bioinformáticos en un perfil digital de futuro.
QUÉ HACE UN BIOINFORMÁTICO
Los científicos que se dedican a la bioinformática deben analizar grandes cantidades de datos a nivel molecular y genómico. Como parte de su trabajo, deben desarrollar los programas informáticos necesarios para obtener esos datos y crear nuevos algoritmos para interpretarlos y adaptarlos a las necesidades del proyecto con el que trabajan. También crean visualizaciones gráficas de esos datos y sus resultados.
En junio de 2021, un equipo de bioinformáticos presentó los resultados que, a través de una inteligencia artificial, les habían permitido predecir las estructuras de casi todas las proteínas fabricadas por el cuerpo humano, más de 350.000. Este avance es uno de los más importantes de los últimos años y ha permitido dar un salto enorme en el conocimiento del organismo y el desarrollo de nuevos fármacos para tratar enfermedades.
APLICACIONES DE LA BIOINFORMÁTICA
La bioinformática es un campo multidisciplinar y transversal a muchas ciencias de la vida, por lo que las aplicaciones son numerosas. A continuación, repasamos algunas de ellas:
Medicina
Ha permitido avances en la medicina personalizada, adaptando los tratamientos a la genética de cada persona.
Farmacología
Ha tenido un papel fundamental en la investigación farmacéutica, especialmente contra enfermedades infecciosas, y el desarrollo de vacunas.
Genética
Se aplica a la terapia génica, especialmente en enfermedades provocadas por genes individuales que han sido afectados o heredados. A su vez, la comparación de datos genómicos permite ampliar el conocimiento sobre la historia evolutiva de la vida en la Tierra.
Agricultura
Mediante el uso de la proteómica, la metabolómica y la genética, permite desarrollar cultivos fuertes, más resistentes a la sequía y a las plagas de insectos.
Ganadería
Se emplea para secuenciar el genoma de los animales de granja, prevenir sus enfermedades y proporcionarles una mayor resistencia y calidad de vida.
Residuos
Permite identificar y evaluar la secuenciación del ADN de bacterias y microbios para utilizarlos en la limpieza de aguas residuales, la eliminación de residuos radiactivos o el reciclaje de plásticos.