o surgimento da bioinformática banco de dados genômicos

8/19/2019 O surgimento da bioinformática banco de dados genômicos

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O surgimento da Bioinformática

Rede de Biodiversidade e Biotecnologia da Amazônia LegalPrograma de Pós-Graduação da Bionorte

FUNDAÇÃO UNIVERSIDADE FEDERAL DE RONDÔNIANÚCLEO DE SAÚDE

DEPARTAMENTO DE MEDICINA

PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM BIOLOGIA EXPERIMENTAL

Banco de Dados Biológicos


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g

1951 Fred Sanger, Amino Acid Sequence of Insulin 1953 Watson/Crick, Estrutura do DNA

1957 Francis Crick, Central Dogma, DNA RNA Protein

1960’s Nirenberg & Matthaei, The Genetic Code

1967 Shapiro and Beckwith, First gene cloned, LacZ 1972 Paul Berg, First recombinant DNA molecule

1973 Cohen/Boyer, First recombinant organism

1977 Maxam/Gilbert and Fred Sanger, DNA sequencing

1977 Fred Sanger, Complete sequence of phage X174 1978 David Botstein, Restriction Fragment Length

Polymorphisms (RFLP)

1980 Kerry Mullis, PCR

1983 Lee Hood, First Automated DNA Sequencer

Retrospectiva da Biologia Molecular


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Sequenciamento Automático

Leroy Hood

30kb por corrida


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A era genômica(geração de muitos dados)


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International Consortium Grupos acadêmicos

Celera Genomics Companhia Privada


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A revolução da Genômica

454 Solexa - Illumina SOLiD - ABI

~120 MB de DNApor corrida

~01 GB de DNApor corrida

~03 GB de DNApor corrida

12KB/US$ 100KB/US$ 300KB/US$


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Dispensa clonagem dos fragmentos em sistemas

bacterianos

Dispensa a preparação de DNA molde parasequenciamento

Reações feitas em paralelo em volume

extremamente pequeno - nanotecnologia


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Bioinformática – O Início

NASA coleta informações sobre a atmosfera de Venus


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Bioinformática – O Início Com dados da NASA, Carl Sagan (Havard) e Lippincot (Maryland) orientam a tese de

doutorado em Fisico-Química de Margaret Dayhoff , onde ela Desenvolve sistemas decomputador para cálculos de bioquímica.


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1965, Margaret Dayhoff, “ Atlas of Protein sequence andstructure”.

1966, Margaret Dayhoff, matriz de substituição PAM

1970, Needleman/Wunch, Alinhamento Global. 1979, Walter Goad, GenBank.

1981, Smith/Waterman, Alinhamento Local.

1989, NHGRI, Projeto Genoma Humano. 1990, Altschul/Gish/Miller/Myers/Lipman, BLAST.



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Na década de 1970 a unidade básica de armazenamento deinformação era o kilobyte -- 1024 bytes (1024 caracteres)

Um computador de grande porte daquela época tinha algunskbytes de memória (hoje são da ordem de Gbytes (1.000 x)

Com tal memória um computador desses não seria capaz de

processar nem sequer o genoma de um vírus, que podechegar a 20 kilobases (20 mil letrinhas); que dirá o genoma

humano, com seus 3 bilhões de letrinhas


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http://www.ncbi.nlm.nih.gov/genbank/statistics


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http://www.ncbi.nlm.nih.gov/genbank/statistics


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Desenvolvimento de ferramentas.

Forma de explorar novos dados.

Processamento de dados gerados por projetos

em larga-escala.

Uma nova forma de se fazer ciência dirigidapor hipóteses.


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Biologia em larga-escala. Produção de dadosem massa gera uma demanda para análisescomputacionais.

Economiza tempo e dinheiro.

Poucas pessoas adequadamente treinadas em

Biologia e Computação.


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NCBI (The National Center for Biotechnology Information;

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/

EBI (The European Bioinformatics Institute)

http://www.ebi.ac.uk/

DNA Data Bank of Japan

http://www.ddbj.nig.ac.jp/

SwissProt/ExPASy (Swiss Bioinformatics Resource)

http://expasy.cbr.nrc.ca/sprot/

PDB (The Protein Databank)

http://www.rcsb.org/PDB/

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/http://www.ebi.ac.uk/http://www.ddbj.nig.ac.jp/http://expasy.cbr.nrc.ca/sprot/http://www.rcsb.org/PDB/http://www.rcsb.org/PDB/http://expasy.cbr.nrc.ca/sprot/http://www.ddbj.nig.ac.jp/http://www.ebi.ac.uk/http://www.ncbi.nlm.nih.gov/


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Acesso aos bancos de dados via Entrez

Medline/OMIM

Genbank/Genpept/Structures

Servidor de BLAST

Todos os tipos de Blast

Portal do Genoma Humano Muito, muito mais……..

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/http://www.ncbi.nlm.nih.gov/


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Acesso a bancos de dados via SRS

EMBL, SwissProt, ……

Muitas outras ferramentas

ClustalW, DALI, …

http://www.ebi.ac.uk/http://www.ebi.ac.uk/


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Outro Banco de dados de armazenamento eanálise de genomas e seqûências diversas

Muitas outras ferramentas

Blast, alinhamentos múltiplos, filogenia, etc….

http://genome.ucsc.edu/http://genome.ucsc.edu/http://genome.ucsc.edu/http://genome.ucsc.edu/


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Checagem manual.

O número de entradas errôneas é bastante reduzido.

Cross-link extensivo com outros bancos

SwissProt é o ‘gold-standard’ em termos de

bancos de dados e é o melhor lugar para se

começar uma análise se você procura info para

uma ou poucas sequências.

http://www.expasy.ch/sprot/http://www.expasy.ch/sprot/


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Armazena a estrutura tri-dimensional paramilhares de proteínas

Acesso a vários serviços relacionados a biologiaestrutural

http://www.rcsb.org/http://www.rcsb.org/


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Comunicação entre os Bancos deSequência Primários

International Nucleotide Sequence Database Collaboration


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amos explorar os Bancos de Dados:

-Pubmed

- Nucleotide

-Protein

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