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O segredo final dos bancos de dados biológicos: como desbloquear a conexão entre genes e doenças?
Com o rápido avanço da biotecnologia, os bancos de dados biológicos são como bibliotecas na comunidade científica moderna, armazenando uma grande quantidade de dados de experimentos de pesquisa científica, publicações de literatura e tecnologias de alto rendimento. Estas bases de dados contêm informações importantes em áreas de investigação como genómica, proteómica e metabolómica, ajudando os cientistas a compreender a ligação entre genes e doenças.
As informações nos bancos de dados biológicos incluem função genética, estrutura, localização celular e cromossômica, impacto clínico de mutações e semelhanças em sequências e estruturas biológicas.
Classificação e importância dos bancos de dados
Os bancos de dados biológicos podem ser classificados de acordo com o tipo de dados coletados, tais como: bancos de dados moleculares (envolvendo sequências, moléculas, etc.), bancos de dados funcionais (abrangendo fisiologia, atividade enzimática, fenótipos, ecologia, etc.) e classificação bases de dados (envolvendo espécies e outros níveis de classificação). Estas bases de dados não são apenas ferramentas para os cientistas analisarem fenómenos biológicos regionais, mas também promovem a investigação sobre o combate a doenças, bem como o desenvolvimento de medicamentos e a previsão de doenças genéticas.
A aplicação de bancos de dados biológicos permite que os cientistas obtenham insights mais profundos sobre a compreensão de tudo, desde a estrutura molecular até o metabolismo geral e a evolução das espécies.
Base técnica e conceitos teóricos
Compreender os bancos de dados biológicos requer o domínio dos conceitos de bancos de dados relacionais e recuperação de informações. O projeto, desenvolvimento e gerenciamento de longo prazo de bancos de dados biológicos é uma área central da bioinformática. O conteúdo dos dados inclui sequências genéticas, descrições de textos, atributos e classificações de ontologias, citações e dados tabulares, que são frequentemente chamados de dados semiestruturados.
Como acessar dados
A maioria dos bancos de dados biológicos são acessíveis através de websites, onde os usuários podem navegar pelos dados on-line. Além disso, os dados subjacentes muitas vezes podem ser baixados de forma confiável e vêm em uma variedade de formatos, incluindo texto, dados de sequência e estruturas de proteínas. Várias fontes fornecem informações em diferentes formatos, por exemplo, PubMed e OMIM fornecem formato de texto, enquanto GenBank e UniProt fornecem dados de sequências de DNA e proteínas.
Desafios enfrentados
O conhecimento biológico está espalhado por inúmeras bases de dados, dificultando a consistência das informações. Por exemplo, a interoperabilidade torna-se um desafio quando são utilizados nomes diferentes para a mesma espécie ou quando são utilizados diferentes formatos de dados. A bioinformática integrada está tentando resolver esse problema e fornecer acesso unificado. A referência cruzada de bases de dados biológicas também ajuda a manter a consistência das informações.
Embora muitos bancos de dados precisem armazenar as mesmas informações, como bancos de dados de estrutura de proteínas que também contêm sequências relacionadas e informações de literatura, a redundância ainda é um grande problema.
O papel dos bancos de dados de organismos modelo
Também surgiram bancos de dados específicos para espécies comumente usadas em pesquisa, como o banco de dados EcoCyc para E. coli, e outros bancos de dados de organismos modelo, como Mouse Genome Informatics, Rattus Genome Database, ZFIN (peixe-zebra), etc. fornecer suporte de dados especializado para pesquisa.
Discussão sobre banco de dados de diversidade de espécies
Existem muitas bases de dados que tentam registrar a diversidade da vida na Terra, entre as quais o "Catálogo da Vida" é um dos exemplos mais destacados, com o objetivo de registrar de forma abrangente os dados de classificação de todas as espécies atualmente aceitas. O catálogo é continuamente atualizado e fornece uma referência para investigadores e decisores políticos, refletindo o verdadeiro estado dos organismos globais.
O impacto dos bancos de dados médicos
Em um campo especial de bancos de dados biológicos, os bancos de dados médicos são o núcleo dos recursos de dados biomédicos. Esses bancos de dados variam desde literatura (como PubMed) até bancos de dados de imagens usados para desenvolvimento de software de diagnóstico de IA. Por exemplo, foi publicada uma base de dados de imagens concebida para auxiliar na monitorização de feridas, através da qual podem ser acedidas imagens multimodais.
Encontrar recursos abrangentes
Um recurso importante para encontrar bases de dados biológicas é a edição especial anual da revista Nucleic Acids Research, que cataloga gratuitamente muitas bases de dados biológicas públicas. O banco de dados que acompanha esta edição especial, o Online Molecular Biology Database Collection, lista 1.380 bancos de dados online.
Seja pesquisa aprofundada sobre organismos modelo ou exploração da diversidade da vida, os bancos de dados biológicos desempenham um papel indispensável no campo das ciências biológicas. No entanto, face a recursos de dados tão abundantes, como podemos utilizar eficazmente estes dados para desvendar a misteriosa ligação entre genes e doenças?
