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Bioinformática

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Uma apresentação para auxiliar iniciantes e entusiastas da bioinformática.

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Page 1: Bioinformática
Page 2: Bioinformática

ORIGEM

• 1970

• 1980

• ATUAL

Page 3: Bioinformática

ANOS 70 - THE CENTRAL DOGMA & BIOLOGICAL DATA

Protein structures

-Experiments

-Models (homologues)

Literature information

Original DNA Sequences

(Genomes)

Protein Sequences

-Inferred

-Direct sequencing

Expressed DNA sequences

( = mRNA Sequences

= cDNA sequences)

Expressed Sequence Tags

(ESTs)

Page 4: Bioinformática

ANOS 80 - OS DATABASES

Page 5: Bioinformática

THE NATIONAL CENTER FOR BIOTECHNOLOGY INFORMATION

Created in 1988 as a part of theNational Library of Medicine at NIH

Bethesda,MD

Page 6: Bioinformática

WEB ACCESS: WWW.NCBI.NLM.NIH.GOV

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Page 7: Bioinformática

PRIMARY VS. DERIVATIVE SEQUENCE DATABASES

GenBank

SequencingCenters

TATAGCCG TATAGCCGTATAGCCG TATAGCCG

Labs

Algorithms

UniGene

Curators

RefSeq

GenomeAssembly

TATAGCCG

AGCTCCGATA

CCGATGACAA

Updated continually by NCBI

Updated ONLY by submitters

Page 8: Bioinformática

TRADITIONAL GENBANK RECORD

ACCESSION U07418

VERSION U07418.1 GI:466461

Accession

•Stable

•Reportable

•Universal

Version

Tracks changes in sequenceGI number

NCBI internal use

well annotated

the sequence is the data

Page 9: Bioinformática

ATUALIDADEO FAMOSO PROGRAMA: BLAST

Page 10: Bioinformática

UTILIDADE• A COMPARAÇÃO DE SEQUÊNCIAS BIOLÓGICAS É

UMA DAS MAIS IMPORTANTES OPERAÇÕES DA

BIOINFORMÁTICA. ORGANISMOS RECÉM-

SEQUENCIADOS SÃO COMPARADOS COM

ORGANISMOS JÁ SEQUENCIADOS, A FIM DE SE

DETERMINAR AS SUAS FUNÇÕES E

PROPRIEDADES.

• SE DUAS SEQUÊNCIAS DE DNA SÃO SIMILARES, A

CHANCE DE ELAS TEREM FUNÇÕES GENÉTICAS

SEMELHANTES SÃO MAIORES.

Page 11: Bioinformática

MECANISMO

• EM TERMOS MATEMÁTICOS, PODEMOS DIZER QUE A DISTÂNCIA D (X, Y) É O MENOR NÚMERO DE

OPERAÇÕES DE INSERÇÃO, REMOÇÃO, SUBSTITUIÇÃO, CAPAZES DE TRANSFORMAR A SEQUÊNCIA X

NA SEQUÊNCIA Y.

• O PROGRAMA BLAST NÃO PROCURA CONDUZIR UMA COMPARAÇÃO DA EXTENSÃO TOTAL DAS

MOLÉCULAS COMPARADAS, MAS APENAS IDENTIFICAR, NO BANCO DE DADOS, A PRESENÇA DE UMA

SEQUÊNCIA SUFICIENTEMENTE PARECIDA COM A PESQUISADA.

Page 12: Bioinformática

EXEMPLO• É INTERESSANTE VERIFICAR QUE SE UTILIZÁSSEMOS UM NUCLEOTÍDEO, "A" POR EXEMPLO, PARA

PESQUISAR SEQUÊNCIAS HUMANAS, A CHANCE DE ENCONTRARMOS UMA REGIÃO HOMÓLOGA SERIA

IGUAL A 1 (100%).

• SE A NOSSA SEQUÊNCIA PESQUISADA FOSSE MAIS COMPLEXA, 144 BASES POR EXEMPLO, A CHANCE

DE ENCONTRARMOS UMA SEQUÊNCIA PERFEITAMENTE IDÊNTICA SERIA PEQUENA.

• O VALOR DE "E" , UM PARÂMETRO CALCULADO PELO BLAST, EXPRESSA ESSA DIFICULDADE E, QUANTO

MENOR SEU VALOR, MENOR A CHANCE DE TAL COMPARAÇÃO TER SIDO ENCONTRADA POR PURA

COINCIDÊNCIA.

Page 13: Bioinformática

ALINHAMENTO GLOBAL

• O ALINHAMENTO GLOBAL CONSISTE EM ALINHAR DUAS SEQUÊNCIAS POR INTEIRO, NA QUAL OS

ALINHAMENTOS COM MAIORES ESCORES SÃO CONSIDERADOS OS MELHORES.

Page 14: Bioinformática

ALINHAMENTO LOCAL

• POR OUTRO LADO, O ALINHAMENTO LOCAL PROCURA POR REGIÕES DE ALTA SIMILARIDADE DENTRO

DAS SEQUÊNCIAS, MOSTRANDO COM ISSO, REGIÕES QUE POSSAM TER SE CONSERVADO AO LONGO DA

EVOLUÇÃO, BEM COMO REGIÕES QUE POSSAM TER FUNÇÕES SEMELHANTES EM GENES DIFERENTES DE

DIFERENTES ESPÉCIES.

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E ONDE A COMPUTAÇÃO ENTRA NISSO?

Page 16: Bioinformática
Page 17: Bioinformática

CRIAÇÃO

CRIADA POR LARRY WALL EM 1987

ORIGINÁRIA DO SHELL SCRIPTING,

AWK, SED E A LINGUAGEM C

Page 18: Bioinformática

PONTOS FORTES

ESTÁVEL E MULTIPLATAFORMA

ARRAYS INDEXADOS E ASSOCIATIVOS

PROCESSAMENTO DE CADEIA (STRINGS) E PATTERN MATCHING ATRAVÉS DE

EXPRESSÕES REGULARES

ADEQUADA PARA O DESENVOLVIMENTO UTILIZANDO METODOLOGIAS ÁGEIS.

ALOCAÇÃO DE MEMÓRIA AUTOMÁTICA

GENERAL PUBLIC LICENSE

MULTIPARADIGMA

Page 19: Bioinformática

PONTOS FRACOS

O CÓDIGO É DIFÍCIL DE LER/PERCEBER E PODE TORNAR-SE DEMASIADO

OBSCURO

NÃO TEM SUPORTE FÁCIL PARA ESTRUTURASESCALAR ARRAY HASH

Page 20: Bioinformática

PROJETO GENOMA HUMANO

Page 21: Bioinformática

BIBLIOGRAFIA

• CASEY, R. M. (2005). "BLAST SEQUENCES AID IN GENOMICS AND PROTEOMICS". BUSINESS INTELLIGENCE

NETWORK.

• ALTSCHUL, STEPHEN; GISH, WARREN; MILLER, WEBB; MYERS, EUGENE; LIPMAN, DAVID (1990)."BASIC

LOCAL ALIGNMENT SEARCH TOOL". JOURNAL OF MOLECULAR BIOLOGY 215 (3): 403–410.

• MOODY, GLYN (2004). DIGITAL CODE OF LIFE: HOW BIOINFORMATICS IS REVOLUTIONIZING SCIENCE,

MEDICINE, AND BUSINESS.

• DESCARTES, ALLIGATOR; BUNCE, TIM (2000). PROGRAMMING THE PERL DBI : [DATABASE PROGRAMMING

WITH PERL] (1 ED.). BEIJING [U.A.]: O'REILLY.