PROBLEMAS BIOLÓGICOS EN BIOINFORMÁTICA

Uno de los problemas que estudia la bioquímica es la síntesis de moléculas esenciales para el mantenimiento de la vida y que tiene lugar a través de un cierto número de rutas metabólicas. Un ordenador, un programa y una base de datos pueden resultar de gran ayuda a la hora de predecir que ruta metabólica es la más probable para la síntesis de una determinada molécula. El ordenador es una ayuda inestimable para estudiar la estructura tridimensional de una determinada molécula. Una de las aplicaciones más interesantes surgidas al amparo de estas aplicaciones fue la posibilidad de crear moléculas distintas, cambiando sus partes funcionales, inventando así nuevas drogas, fármacos, etc.

En el caso de la Microbiología, como el PENCIL (Calam y Rusell, 1973) permiten al usuario variar la cantidad de nutrientes (nitrógeno,azúcar,etc.) en un cultivo de Penicillium, el hongo que produce la penicilina, y ver así en la fermentación el rendimiento o cantidad de antibiótico producido.

Otro ejemplo de simulación en Biología es el Modelo de Volterra – Lotka (Simmons, 1993), modela la variación en el número de individuos de dos especies, cuya relación es que una actúa como predador y otra como presa. Lo que puede calcular cual es la consecuencia a largo plazo, cuando el número de predadores aumenta o el de presas disminuye.

En el caso de los animales, una de las estructuras más típicas del crecimiento individual es la llamada espiral equiangular. La espiral equiangular también llamda logarítmica, puede ser generada mediante una sucesión de triángulos semejantes, cada uno de ellos ubicado al lado del anterior. Este principio de construcción mediante acumulación de formas semejantes, se esconde en muchos animales y apéndices de apariencia espiral (LAHOZ-BELTRÁ R. et. al 2004). La espiral logarítmica se distingue de la espiral de Arquímedes por el hecho de que las distancias entre su brazos se incrementan en progresión geométrica, mientras que en una espiral de Arquímedes estas distancias son constantes (Wikipedia 2012).

Algunos ejemplos de espirales logarítmicas son: los brazos de los ciclones tropicales como los huracanes, una borrasca sobre Islandia (Figura 01), las telas de una araña, el corte de la concha de un nautilus (Figura 02), las telas de arañas, las galaxias en espiral (Figura 03), etc.. Los brazos de las galaxias espirales son aproximadamente espirales logarítmicas. Nuestra propia galaxia, la Vía Láctea, se cree que tiene cuatro brazos espirales mayores, cada uno de los cuales es una espiral logarítmica de unos 12 grados. (LAHOZ-BELTRÁ R. et. al 2004). Los insectos se aproximan a la luz según una espiral logarítmica porque acostumbran a volar con un ángulo constante a la fuente luminosa (Wikipedia 2012).


Figura 01: Una borrasca sobre Islandia. El patrón que sigue se aproxima a la forma de una espiral logarítmica.


Figura 02: Corte de la concha de un nautilus donde se aprecian las cámaras formando aproximadamente una espiral logarítmica.


Figura 03: Imagen de la galaxia espiral M81 (o galaxia de Bode), en la que se puede observar polvo interestelar siguiendo aproximadamente una espiral logarítmica.

En plantas se puede simular su crecimiento. El proceso de ramificación, responsable del crecimiento vegetal en su forma más sencilla, esconde el principio de que de cada rama broten dos ramas más, cuya longitud sea la mitad de la rama madre (arboles binarios).
La computación también fue aplicada a evaluar patologías o desviaciones de su normal funcionamiento. Un programa de este tipo es el SPICE2, inicialmente desarrollados para la evaluación de diseños de circuitos electrónicos, ahora han sido modificados y usados por los investigadores (White, 1986) para el estudio del metabolismo de drogas anticancerígenas.

Introducción a la Bioinformática

La Computación se ha convertido en una herramienta indispensable en la investigación, diagnóstico y desarrollo de las ciencias biomédicas (biología, ecología, proteómica, bacteriología, parasitología, genética, biología molecular, etc.).

Biotecnologia Moderna de los alimentos

Se define a la biotecnología moderna como:
  • la aplicación de técnicas "in vitro" de ácido nucleico, incluido el ácido desoxirribonucleico (ADN) recombinante y la inyección directa de ácido nucleico en células u orgánulos.
  • la fusión de células más allá de la familia taxonómica, que superan las barreras fisiológicas naturales de reproducción o recombinación y que no son técnicas utilizadas en la reproducción y selección tradicionales.

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