Qu'est-ce que la bioinformatique?

La bioinformatique est un domaine qui utilise des ordinateurs pour stocker et analyser des informations de biologie moléculaire. En utilisant ces informations dans un format numérique, la bioinformatique peut alors résoudre des problèmes de biologie moléculaire, prévoir des structures et même simuler des macromolécules. De manière plus générale, la bioinformatique peut être utilisée pour décrire toute utilisation de l'ordinateur à des fins de biologie, mais la définition spécifique à la biologie moléculaire est de loin la plus courante.

Au début du XXIe siècle, les scientifiques ont commencé à séquencer des génomes d'espèces entières et à les stocker sur des ordinateurs, permettant ainsi à la bioinformatique de modéliser et de suivre un certain nombre de choses fascinantes. L'une de ces applications consiste à déduire le changement évolutif d'une espèce. En examinant un génome et en observant son évolution au fil du temps, les biologistes de l'évolution peuvent en réalité retracer l'évolution à mesure qu'elle se produit.

L'application la plus connue de la bioinformatique est l'analyse de séquence. Dans l'analyse de séquence, les séquences d'ADN de divers organismes sont stockées dans des bases de données pour une récupération et une comparaison faciles. Le projet sur le génome humain, bien signalé, est un exemple d'analyse bioinformatique par séquence. À l'aide d'ordinateurs massifs et de diverses méthodes de collecte de séquences, l'ensemble du génome humain a été séquencé et stocké dans une base de données structurée.

Les séquences d'ADN utilisées pour la bioinformatique peuvent être collectées de différentes manières. Une méthode consiste à parcourir un génome et à rechercher des séquences individuelles à enregistrer et à stocker. Une autre méthode consiste simplement à saisir d’énormes quantités de fragments et à les comparer tous, en recherchant des séquences complètes en superposant les segments redondants. Cette dernière méthode, connue sous le nom de séquençage par fusil de chasse, est actuellement la plus populaire en raison de sa facilité et de sa rapidité.

En comparant les séquences connues d'un génome à des mutations spécifiques, il est possible d'obtenir de nombreuses informations sur les mutations indésirables telles que les cancers. Avec la cartographie achevée du génome humain, la bioinformatique est devenue très importante dans la recherche sur les cancers dans l’espoir d’une guérison éventuelle.

Les ordinateurs sont également utilisés pour collecter et stocker des données plus générales sur les espèces. Le projet Species 2000, par exemple, vise à collecter une grande quantité d'informations sur toutes les espèces de plantes, de champignons et d'animaux présents sur la Terre. Ces informations peuvent ensuite être utilisées pour un certain nombre d'applications, notamment pour suivre l'évolution des populations et des biomes.

Il existe de nombreuses autres applications de la bioinformatique, notamment la prévision de chaînes de protéines entières, l'apprentissage de la manière dont les gènes s'expriment dans diverses espèces et la construction de modèles complexes de cellules entières. À mesure que la puissance de calcul augmente et que nos bases de données d'informations génétiques et moléculaires se développent, le domaine de la bioinformatique ne peut que grandir et se modifier radicalement, nous permettant de construire des modèles d'une complexité et d'une utilité incroyables.