Bioinformatica Blog de Bioinformatica de la Universidad Tecnologica

21Mar/120

AMINOACIDOS Y PROTEINAS

AMINOÁCIDOS Y PROTEÍNAS 

Los aminoácidos son moléculas orgánicas formadas por (C) Carbono, (H) Hidrogeno, (O) Oxigeno y (S) Azufre, los cuales a su vez son la receta para la formación de las proteínas que desempeñan un papel fundamental para la vida.

A continuación se muestran los 20 aminoácidos con sus respectivos nombres oficiales definidos según la IUPAC (International Unión of Pure and Applied Chemistry).

Se conocen cientos de aminoácidos diferentes pero solo 20 forman parte de las proteínas y el código genético humano. Cada uno de ellos tiene una estructura diferente pero en su composición participan un grupo Amino NH2 y otro carboxilo COOH, sujetos a la molécula formando un par de brazos libres.

Cuando un grupo libre de NH2 se une químicamente con un grupo de COOH, forman los conocidos enlaces peptídicos CO-NH. De esta manera un conjunto de aminoácidos se pueden  enlazar a modo de una cadena, dando como resultado la formación de una proteína.

Las proteínas son macromoléculas orgánicas que desempeñan un gran número de funciones en las células de todos los seres vivos.  Están son parte de la estructura básica de los tejidos (piel, uñas, músculos, tendones, etc.) además, desempeñan funciones metabólicas y reguladoras (asimilación de nutrientes, transporte de oxígeno y de grasas en la sangre, etc.).

A continuación se ilustra la formación de una proteína mediante una cadena de aminoácidos conectados por los enlaces peptídicos.

MAVLD = Met-Ala-Val-Leu-Asp = Methionine–Alanine-Valine–Leucine-Aspartic

La secuencia de aminoácidos de una proteína, es bastante importante para determinar su estructura, y es uno de los principales objetivos de la bioinformática y la química teórica, y altamente importante en medicina (en diseño de fármacos) y biotecnología (en diseño de nuevas enzimas).

La predicción y análisis de la estructura de las proteínas es otra importante aplicación de la bioinformática.

Fuente: 

Jean-Michel Claverie PhD, Cedric Notredame PhD, Bioinformatics For Dummies®, 2nd Edition , USA, 2007

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26Jun/112

BIOINFORMATICA

BIOINFORMATICA
¿Qué es y cuál fue su Origen?

 

Bioinformática como una ciencia biológica

Es discutible si la bioinformática y la disciplina de la  biología computacional, está definida, literalmente, como: "la biología que involucra a la computación", y si son iguales o distintos. Para algunos, tanto la bioinformática y biología computacional se define como el uso de computadoras para el procesamiento de la información de origen  biológica, ya sea el análisis de  las secuencias de ADN o radiografías de mama. Por lo tanto, hay otros campos, por ejemplo, imágenes médicas/análisis de imágenes, que pueden ser considerados como parte de la bioinformática. Esta sería la definición más amplia del término. Pero en la práctica, la definición utilizada por la mayoría de la gente es aún más estrecha, bioinformática para ellos es sinónimo de la biología molecular computacional: el uso de computadoras para caracterizar los componentes moleculares de los seres vivos.

Bioinformática como una ciencia de la computación

Para otros, la bioinformática es una contracción gramatical de "la informática biológica" y por lo tanto está en relación con las disciplinas de ciencias de la computación, de la ciencia de la información y/o o tecnología de la información. Esta definición hace hincapié en la información contenida en los datos biológicos, también lo que implica que grandes cantidades de datos, millones de datos,  serían administrados y / o analizados.

Fredj Tekaia en el Instituto Pasteur ofrece esta definición de la bioinformática:
"Los métodos matemáticos, estadísticos e informáticos que tienen como objetivo resolver los problemas biológicos usando el ADN y las secuencias de aminoácidos y la información relacionada."

Hay un interés matemático por las propiedades de las moléculas biológicas más grandes que son polímeros, cadenas ordenadas de módulos de moléculas más simples llamadas monómeros. Piense en los monómeros como cuentas o bloques de construcción que, a pesar de tener diferentes colores y formas, todos tienen el mismo grosor y de la misma forma de conectar el uno al otro.

Los monómeros que se pueden combinar en una cadena son de la misma  clase en general, pero cada tipo de monómero de esa clase tiene su propio conjunto bien definido de características. Y muchas moléculas de monómero se pueden unir para formar una sola, mucho mayor, macromolécula. Las macromoléculas pueden tener contenido informativo y/o propiedades químicas sumamente específico.

Según este esquema, los monómeros en una macromolécula dada de ADN o de proteínas puede ser tratada computacionalmente como letras de un alfabeto, colocados juntos en arreglos pre-programados para llevar mensajes o realizar un trabajo en una celda.

Los orígenes de la bioinformática están en disputa.

Desde T.K. Attwood y D.J. Introducción Parry-Smith a la Bioinformática, Prentice-Hall 1999 (Longman Educación Superior, ISBN 0582327881):

"El término bioinformática es usado para abarcar casi todas las aplicaciones informáticas en las ciencias biológicas, pero  fue originalmente acuñado en la mitad de la década de 1980 para el análisis de  secuencias de datos biológicas."

A partir del artículo de Mark S. Boguski 's en la "Guía de Tendencias de Bioinformática" Elsevier, Suplemento Tendencias 1998 p1:

"El término" bioinformática "es un invento relativamente reciente, que no aparecen en la literatura hasta 1991 y luego, sólo en el contexto publicaciones electrónicas emergentes ..." ... Sin embargo, algunos de mis roles cuando yo era un estudiante (Margaret O. Dayhoff, Russell F. Doolittle, Walter M. Fitch y Andrew D. McLachlan) había sido la construcción de bases de datos, desarrollo de algoritmos y hacer descubrimientos biológicos mediante análisis de secuencias desde la década de 1960 --- mucho antes de que etiquetar esta actividad con un término especial (si hay algo que se llamaba `la evolución molecular"). Incluso uno relativamente nuevo en el grupo, el Centro Nacional de Información Biotecnológica (NCBI), está celebrando su 10 º aniversario este año, después de haber sido inscrita su existencia  por el congresista estadounidense Claude Pepper y el presidente Ronald Reagan en 1988. Así que la bioinformática, de hecho, existe desde hace más de 30 años y ahora está de mediana edad".

Lo interesante para los Ingenieros de sistemas, es que tenemos un gran campo de acción, que en Colombia no ha sido muy explorado, a pesar de que las necesidades por parte de los científicos en el área de la biología y la medicina,  que requieren desde hace muchos años, como apoyo a sus investigaciones, el uso de la Informática y las Ciencias de la computación como parte fundamental para lograr avances de impacto  social.

Es también importante reconocer que estos grandes avances se deben a que  en la actualidad se cuenta con el hardware que permite realizar los cálculos de millones de datos de información. Y que sólo hace algunos pocos años se realizaban procesos de días y semanas para poder determinar que el proceso no era exitoso y volver a repetirlo. Sin embargo si comparamos esto con esperar años para conocer el resultado de una investigación, es una maravilla que además mejora con la constante evolución de las herramientas tecnológicas.

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25Jun/111

Genoma Humano

Genoma

Malditos Hackers

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