Genómica computacional
Las raíces de la genómica computacional se comparten con las de la bioinformática. Durante la década de 1960, Margaret Dayhoff y otros en la Fundación Nacional de Investigación Biomédica reunieron bases de datos de secuencias de proteínas homólogas para el estudio evolutivo. Su investigación desarrolló un árbol filogenético que determinó los cambios evolutivos que se requerían para que una proteína en particular se transformara en otra proteína en función de las secuencias de aminoácidos subyacentes. Esto los llevó a crear una matriz de puntuación que evaluaba la probabilidad de que una proteína estuviera relacionada con otra.
A partir de la década de 1980, las bases de datos de secuencias genómicas comenzaron a registrarse, pero esto presentó nuevos desafíos en forma de búsqueda y comparación de las bases de datos de información genética. A diferencia de los algoritmos de búsqueda de texto que se utilizan en sitios web como Google o Wikipedia, la búsqueda de secciones de similitud genética requiere que uno encuentre cadenas que no sean simplemente idénticas, sino similares. Esto llevó al desarrollo del algoritmo Needleman-Wunsch, que es un algoritmo de programación dinámica para comparar conjuntos de secuencias de aminoácidos entre sí mediante el uso de matrices de puntuación derivadas de la investigación anterior de Dayhoff. Más tarde, se desarrolló el algoritmo BLAST para realizar búsquedas rápidas y optimizadas de bases de datos de secuencias genéticas. BLAST y sus derivados son probablemente los algoritmos más utilizados para este propósito.
La aparición de la frase “genómica computacional” coincide con la disponibilidad de genomas secuenciados completos a mediados y finales de la década de 1990. La primera reunión de la Conferencia Anual sobre Genómica Computacional fue organizada por científicos del Instituto de Investigación Genómica (TIGR) en 1998, proporcionando un foro para esta especialidad y distinguiendo efectivamente esta área de la ciencia de los campos más generales de la Genómica o la Biología Computacional. El primer uso de este término en la literatura científica, según MEDLINE abstracts, fue solo un año antes en la Investigación de Ácidos Nucleicos. La conferencia final de Genómica Computacional se celebró en 2006, con una charla magistral del Premio Nobel Barry Marshall, co-descubridor del vínculo entre Helicobacter pylori y las úlceras estomacales. A partir de 2014, las conferencias líderes en el campo incluyen Sistemas Inteligentes para Biología Molecular (ISMB) e Investigación en Biología Molecular Computacional (RECOMB).
El desarrollo de las matemáticas asistidas por computadora (utilizando productos como Mathematica o Matlab) ha ayudado a ingenieros, matemáticos e informáticos a comenzar a operar en este dominio, y está creciendo una colección pública de estudios de casos y demostraciones, que van desde comparaciones de genoma completo hasta análisis de expresión génica. Esto ha aumentado la introducción de diferentes ideas, incluidos conceptos de sistemas y control, teoría de la información, análisis de cadenas y minería de datos. Se anticipa que los enfoques computacionales se convertirán y seguirán siendo un tema estándar para la investigación y la enseñanza, mientras que los estudiantes que dominan ambos temas comienzan a formarse en los múltiples cursos creados en los últimos años.
