Bioinformática

La familia Computer tiene muchas cosas en común: Chip se parece físicamente a su padre, tiene el pelo castaño, los ojos marrones y es delgado. Su hermana Flash es igual que su madre: pelo rizado y pelirrojo y ojos verdes. Sin embargo, el carácter de Chip es extrovertido como el de su madre, le gustan las mismas comidas y tiene las mismas aficiones. 

¿Por qué nos parecemos a nuestros padres? Es una pregunta sencilla, todo el mundo sabe que el secreto está en la genética. Pero para llegar hasta aquí, ha sido necesario realizar muchas investigaciones, la cuales no hubieran sido posibles sin la tecnología adecuada.

Las aplicaciones científicas de las TIC han sido y serán el punto de referencia en campos de investigación como la biotecnología, la bioinformática y la bioingenieria. Vamos a conocer la realidad actual de estos campos y sus posibilidades futuras desde el punto de vista del desarrollo tecnológico.

El genoma humano
Imagen en wikimedia Commons. Dominio Público

 

¿Cómo se descubrió el genoma humano? ¿En qué punto está la investigación de la secuenciación del ADN? ¿Se pueden realizar operaciones por internet en quirófanos virtuales?

En este apartado descubrirás que todas estás preguntas tienen respuesta y, ¡gracias a las TIC!

Importante

La bioinformática es el desarrollo de herramientas prácticas mediante la tecnología de computadores para la gestión y análisis de datos biológicos.

Anunci de la obtención del mapa del genoma humano.
Portada de la revista Science 12/02/2001.

Situamos el origen de la bioinformática en la década de los 50, cuando los científicos Watson y Crick proponen la estructura de doble hélice del ADN (1953) y Jack Kilby construye el primer circuito integrado en los laboratorios de la empresa Texas Instruments (1958).

Durante la década de los 70, comienza a desarrollar la secuenciación del ADN publicándose en 1978 la primera secuencia de genes completa de un organismo: el fago Φ-X174.

Durante los 80 se producen los mayores avances ya que se desarrollan gran cantidad de programas, métodos y algoritmos. En 1988 se crea el Human Genome Project (Proyecto Genoma Humano) que se desarrollará durante los siguientes años. También se desarrolla el BLAST, que es la más conocida herramienta de biología computacional para determinar la similitud de secuencias arbitrarias con otras secuencias de proteínas o de ADN.

En la década de los 90 comienza la carrera por descifrar la secuencia del genoma humano, liderada por el National Institut of Health (NIH) de Estados Unidos y el investigador Craig Venter de la empresa Celera Genomics.

Durante este siglo se han desarrollado múltiples proyectos de secuenciación de genomas de diferentes organismos, completándose en el año 2003 el Human Genome Project (Proyecto Genoma Humano). A partir de entonces, se ha generado una sucesión de grandes avances en la secuenciación de genomas de todo tipo de organismos gracias al desarrollo de las técnicas adecuadas.

Destacamos también que en el año 2003 se crea en España el Instituto Nacional de Bioinformática y la Fundación Genoma España con el fin de promover la investigación genómica y proteómica.

Actividad de Lectura

¿Te suena la película El viaje fantástico? Es una película de los años 70 en la que un equipo de la CIA es miniaturizado e introducido en el cuerpo de un hombre. Hoy en día, el hombre no puede ser miniaturizado, pero tenemos a nuestra disposición la tecnología para que un nano robot virtual, realice este "viaje". En el siguiente artículo, encontrarás una nueva forma de lucha contra el cáncer.

http://arangoparhuana.blogspot.com/2008/11/hola.html

Después de leer el artículo, contesta las siguientes preguntas de autoevaluación sobre la influencia del desarrollo de las TIC en la bioinformática.

Comprueba lo aprendido

Pregunta

1. En el diseño y construcción de las aplicaciones de bioinformática intervienen distintas disciplinas. Pon un ejemplo de algunas de ellas.

Respuestas

Medicina y bioquímica

Física y mecánica.

Cálculo matemático y numérico.

Retroalimentación

Pregunta

2. ¿Crees que el software es una parte importante de las aplicaciones bioinformáticas?

Respuestas

Sí. En el artículo se menciona el software del simulador para la recogida de datos.

No. Mediante el diseño y la construcción de los máquinas y elementos adecuados, se pueden desarrollar aplicaciones de bioinformática.

Sí. Sólo es necesario para la recogida de datos.

Retroalimentación

La bioinformática utiliza muchos campos de estudio vinculados entre sí, ya que requiere el uso de materias tales como informática, matemática aplicada, estadística, inteligencia artificial y bioquímica. Especialmente importante es el uso de herramientas matemáticas para analizar información obtenida a partir de técnicas biológicas, como la presentación de información genómica y análisis secuencial.

Podemos también hablar de otros campos de estudio relacionados como la telemedicina y la biotecnología o bioingeniería.

Estructura del ARN de transferencia
Imagen en Wikimedia Common. Dominio público

Biotecnología

La historia de la biotecnología tiene su punto de partida en los estudios de biología molecular llevados a cabo en Estados Unidos en los años 70. Su evolución fue rápida en esta década creándose en 1.976 la primera compañía de biotecnología Genentech. Desde ese momento aparecieron gran cantidad de compañías biotecnológicas, trasladándose su expansión a Europa en los años 90. En la actualidad, existen más de 4.000 repartidas por todo el mundo.

Las últimas investigaciones de la biotecnología tratan de la transferencia de ADN de un organismo a otro y trabajan por tanto en la creación de nuevas especies, en la corrección de defectos genéticos y en la fabricación de nuevos compuestos. Sólo nombrar estas investigaciones puede dar lugar a conflictos sociales propios de la condición humana. Es por ello que surgió la bioética para establecer los principios orientadores de la conducta humana en el campo biomédico.

Actividad de Lectura

Lee el artículo sobre biotecnología de la revista Biotech Magazine, prestando especial atención a los avances tecnológicos que en él se destacan.

http://www.mkm-pi.com/biotech/sabiobbi-comercializa-biochips-de-deteccion-genetica-de-enfermedades/

La actividad no pretende que seas un experto en la detección genética de enfermedades, sino que reflexiones sobre la importancia del uso de las TICs en el desarrollo de nuevos productos que, como en este caso, pueden afectar directamente al cuidado de nuestra salud.

Busca en el texto ...

¿Cómo se llama el elemento que proporciona la información genética requerida?

¿Qué datos podemos analizar con los distintos biochip que se comercializan?

¿Los avances en biotecnológica son reconocidos social y empresarialmente?

Telemedicina

La telemedicina es un proceso globalizador de atención sanitaria que utiliza las TIC en procesos administrativos, de diagnósticos, de tratamiento, de gestión de datos y de educación sanitaria. Incluye aplicaciones asistenciales como la teleconsulta, el telediagnóstico o la telemonitorización, las relacionadas con la administración y gestión de pacientes y formación a distancia para usuarios y profesionales.

A veces se utilizan términos para refererirse a ella como eHealth, eSalud o Telesalud. En España se están desarrollando proyectos de telemedicina en todas las comunidades autónomas. 

Los recientes avances tecnológicos se centran en la aplicación de una medicina menos invasiva y más eficiente basada en el uso de la telemedicina, la automatización de procesos quirúrgicos, la simulación de sistemas biológicos y la fabricación de biomateriales, entre otras.

Uno de sus objetivos es promover los avances en biomedicina para diagnosticar y tratar las enfermedades y prolongar una vida saludable y productiva. Otra de sus aplicaciones es la gestión o administración de los recursos técnicos ligados a un sistema de hospitales.

Centro de telemedicina

Centro de Telemedicina (Hospital Central de Defensa).
Imagen en Defensa.gov. Dominio Público