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.
Bioinformática – O Início
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Bioinformática – O Início
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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