Ricardo de OliveiraDanilo Carneiro de Souza

Guilherme Ferreira

Roteiro

● Introdução● Surgimento Bioinformática● Ferramentas ● Banco de Dados Público● Alinhamento de Sequência● Projeto Genoma● Computação Evolutiva para bioinformática

Bioinformática contribui para

● Aquisição● Organização ● Análise ● Armazenamento● Distribuição

Ferramenta que auxiliam compreender o significado biológico representado nos dados genômicos. Além de permitir estudo para novos remédios.

Introdução

DNA Informação genética

Surgimento de uma nova ciência:Biologia Molecular

Adenina - TiminaGuanina - Citosina

Dogma principal da biologia molecular

Surgimento BioInformática

Sequenciadores Automáticos Aumento da Base de Dados

Década de 90:

Mecanismo para Análise de Dados(reconhecimento de padrões)

Profissional multidisciplinar: biologia molecular, matemática, ciência da computação!!

Ferramentas

Linguagem de Programação:Perl: ● Manipulação de texto● Extenções

○ BioPerl○ BioGraphics○ DBI

SO: derivados UNIX, atualmente utiliza-se mais a plataforma Linux

BioPerl

● Iniciado em 1996 para auxiliar a pesquisa○ Bioinformática○ Ciências Biológicas○ Genômica

● Principais Módulos:

○ Bio::Seq○ Bio::DB○ Bio::SeqIO○ Bio::SearchIO○ Bio::Graphics

Bancos de Dados Públicos

● Grande motivos do sucesso do projeto genoma ● Tipo de sequencias armazenados:

○ Nucleotídeos e aminoácidos ( GenBank,EPI )○ Estruturas proteínas ( PDB )

● Classificação:

○ Primário - sequencia direta sem análise (GenBank, EPI, PDB )○ Secundário - após associação e analise das sequencias ( PIR,

SWISS-PROT)

○ Estrutural - mantem dados relativos a estrutura das proteínas○ Funcional - mapas metabólicos dos organismos ( KEGG )

GenBank

● Iniciou em 79 no Laboratório Nacional Os Alamos ● Em 82 se tornou GenBank pelo NIH● Faz parte da International Nucleotide Sequence Database

Collaboration● Contem sequência de 100.000 organismos diferentes● Dados de 2009 contem 108,431,692 sequências

Alinhamentos de Sequências

● Determinar o grau de similaridade entre sequências completas ou fragmentos.○ Similaridades ≠ Homólogo ( parentesco em comum )

● Podem ser feito em programas online ClustalW, Multialin,

FASTA, BLAST 2 sequences )

AlinhamentosAlinhamento Global● Analisa a sequência de um

extremo ao outro● Procurar sequências mais

conservadas homólogas● ClustalW, MultiAlin

Alinhamento Local● Procura de sequências

homologas ou análogas (Funcionalidade semelhante)

● BLAST

Projeto Genoma ● Fragmentar todos genoma dos

organismos ● Sequenciar e reconstituir

informação genômica inicial

Existem duas técnicas● ShotGun -> plasmidios

● ShotGun Hierarquico

○ cromossomos artificiais de bactérias ou leveduras

Computação Evolutiva na Bioinformática

● Utilizações ○ Busca de semelhanças para classificação○ Análise de comportamento evolutório○ Analise de atividade gênica

AG aplicados a classificação de proteínas

● Algoritmos genéticos apresentam grande desempenho em busca e comparação de com grandes volumes de dados ;

● São utilizados algoritmos genéticos para comparação e análise de

genes e proteínas. São utilizados algoritmos para extração de padrões sequenciais;

Computação evolutiva na reconstrução de árvores filogenéticas

● São árvores que ilustram relações evolutórias; ● Os dados são agrupados por diferenças e semelhanças;

Análise de comportamento evolutório

● Simular evolução de proteínas ● Definir características de proteínas mutantes.

● Selecionar comportamentos de substâncias sobre proteínas para

desenvolvimento de novos medicamentos

Bibliografia:

● Bioinformática: Manual do Usuário - Vários autores - Biotecnologia Ciência e Desenvolvimento nº 27

● Bioinformática aplicado à Genômica - Fabrício R. Santos e José Miguel de Ortega

● Aplicações de algorítimo genético multiobjetivo para alinhamento de sequências biológicas - Waldo Gonzalo Cancino Ticona