IBM1029 Introdução à Bioinformática. O Início da Bioinformática 27/03/2017. Aula 2. O Início. Bioionformática: definição

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1 IBM1029 Introdução à Bioinformática Profa Dra Silvana Giuliatti Departamento de Genética FMRP O Início da Bioinformática Aula 2 O Início Trabalho de Margaret Dayhoff e colaboradores: anos 60 Bioionformática: definição Atlas de Sequências e Estruturas Protéicas, 1965: ~ 50 sequências conhecidas. Base de Dados Protein Information Resource (PIR): mantido pela Universidade de Georgetown Termo usado pela primeira vez em 1978 por Paulien Hogeweg e Ben Hasper. 1

2 Bioionformática: definição Biologia computacional: qualquer disciplina dentro da Biologia que usa auxílio computacional para análises, modelagem e predição. Exemplo: modelagem da relação predador/presa num ecossistema Bioinformática: biologia molecular computacional Como a Bioinformática colabora com a Genética? Análise de dados: ferramentas de bioinformática (próprias ou não), bases de dados (próprios ou não) Armazenamento e recuperação de informação: bases de dados Desenvolvimento de Ferramentas: programação Análise de Dados Sequências Biológicas 2

3 Sequência O que obter de uma sequência de caracteres? Repeats Predição de Genes Localização de Genes Essa sequência é similar a de algum gene conhecido? Quão semelhante? Qual é o seu significado? Expressão Anotação de Genes Mapa de Genes O que sabe-se sobre essa sequência? Genômica (localização, regiões regulatórias, expressão) Vias Metabólicas Comparação de Proteomas Genômica Comparativa Estrutura (domínios, estruturas tercárias, sitios ativos) Genômica Funcional Funcional (doenças) Informações evolucionárias: Análise de Promotores Famílias de Parálogos Identificação de Ortólogos Esse gene pode ser encontrado em quais organismos? Qual é a sua taxonomia? Análise de Domínios Banco de Dados de Dequências Biológicas Identificação de Cluster Modelagem Evolucionária Bancos de Dados Biológicos Banco de Dados Disponibilizar dados biológicos à comunidade científica. Disponibilizar os dados para análises e relatórios. Crescimento da quantidade de dados: necessidade e desafio. 27/03/2017 Profª Drª Silvana Giuliatti 12 3

4 Frequência e Tipos de Erros nos Dados de Entrada Dependem muito do tipo de dado. Se o banco é curado ou não. A política de tratamento de erros difere entre os bancos de dados. Diferem pelo: Tipo de Dado Sequências de DNA Sequências de Proteínas Padrões ou motifs Expressão gênica Vias Metabólicas 27/03/2017 Profª Drª Silvana Giuliatti 13 27/03/2017 Profª Drª Silvana Giuliatti 14 Entrada do Dado e Controle de Qualidade Depósito feito diretamente pelos cientistas Curadores adicionam e atualizam os dados Dados incorretos: removidos ou marcados? Checagem do tipo e grau do erro Consistência, redundância, conflitos, atualizações Dados Primários ou Derivados Base de Dados Primários: resultados experimentais depositados diretamente Base de Dados Secundários: resultados de análises feitas com dados provenientes de bases de dados primários. Vários bancos de dados agregados: combinações de dados 27/03/2017 Profª Drª Silvana Giuliatti 15 27/03/2017 Profª Drª Silvana Giuliatti 16 4

5 Tipo (técnico) do Banco de Dados Tabelas Relacional Gerenciamento do Banco de Dados Instituição pública Instituto Grupo acadêmico Instituição privada Comercial Disponibilidade Público, sem restrições Disponível, mas com direitos autorais Acessível, mas sem direito a downloads Acadêmico Comercial, possibilidade de acesso livre para acadêmicos 27/03/2017 Profª Drª Silvana Giuliatti 17 27/03/2017 Profª Drª Silvana Giuliatti 18 Códigos de Acesso e Identificadores Bancos de Dados Identificador: usado para identificar o dado inserido no banco. Ex.: ARAF_HUMAN para Serine/threonine-protein kinase A-Raf Código de acesso: identifica a entrada no banco de dados. Ex.: P10398 para Serine/threonine-protein kinase A-Raf Seq. proteína e funções: Família de proteinas: Anotação: Domínios,famílias de proteínas: Funções genes e genomas: 27/03/2017 Profª Drª Silvana Giuliatti 19 Estruturas de proteínas: 27/03/2017 Profª Drª Silvana Giuliatti 20 5

6 Entrez (Global Query Cross-Database Search System) 27/03/2017 Profª Drª Silvana Giuliatti 21 Captura, curadoria, armazenamento, busca, compartilhamento, a transferência, a análise e visualização. 6