Was ist Bioinformatik?

Bioinformatik ist ein vielseitiges Forschungsgebiet, das Probleme aus Lebenswissenschaften mit Hilfe theoretischer und computergestützter Methoden löst. Insbesondere in der Erkenntnisgewinnung und Sequenzierung von genetischem Material ist die Bioinformatik relevant, da sich lange Sequenzen am Computer schneller analysieren und vergleichen lassen als per Hand.

So konnte durch die Bioinformatik bereits in den 1950er Jahren die Proteinsequenz des Insulin durch Frederick Sanger entschlüsselt werden, und auch im 21. Jahrhundert erhielt die Bioinformatik immer wieder Aufmerksamkeit, unter anderem durch wesentliche Beiträge zur Entschlüsselung des menschlichen Genoms.

Bioinformatik von heute – Proteinsequenzen und Krebsforschung

Ein wichtiges Anwendungsgebiet der Bioinformatik ist die Aufbereitung und Handhabung der fast exponentiell wachsenden Daten über DNA- und Proteinsequenzen. Durch die Anlage und Wartung von verschiedenen Datenbanken und Indizierung der Datenmenge selbst, stellen Bioinformatiker eine einheitliche Strukturierung her. So können die Daten leichter durchsucht, benannt, analysiert und miteinander in Verbindung gebracht werden und bilden eine effektive Grundlage für weitere Forschung.

Die praktischen Forschungszweige der Bioinformatik selbst sind breit gefächert: So werden DNA- und Protein-Sequenzen analysiert und verglichen um Rückschlüsse auf deren Funktion zuzulassen. Die Analyse ermöglicht sogar die Aufstellung von Hypothesen zur evolutionären Entwicklung auf der Erde, kann aber auch in der Humanmedizin angewandt werden: Am Deutschen Krebsforschungszentrum in Heidelberg wird beispielsweise aktuell die Abfolge der DNA-Basen in Krebsgenomen analysiert, mit dem Ziel, neue Möglichkeiten der Diagnose und Behandlung von Krebs zu finden.

Bioinformatik in der Zukunft – DNA-Sequenzen und Neuronale Netze

Vor allem die Datenspeicherung und –aufbereitung wird ein großes Thema der Bioinformatik bleiben. Dazu gehört unter anderem der Aufbau von Datenbanken zu speziellen Themen, die beispielsweise eine Sortierung der Daten anhand wiederkehrender Muster oder der chemischen Zusammensetzung vornehmen, aber auch der Abgleich der mehr als 350 bereits bestehenden Datenbanken, um diese in einen einheitlichen und übersichtlichen Zustand zu bringen. Mit Hilfe von 3D-Computertechnik können die Daten in anschaulichen Modellen, die eventuell neue Erkenntnisse erbringen, dargestellt werden.

Durch immer bessere Rechenleistung und neue Methoden zur Softwareentwicklung, wird auch die Konzeption und Implementierung von Algorithmen und Heuristiken, die mit einer möglichst geringen Laufzeit optimale Ergebnisse bei der Analyse und dem Abgleich von DNA- oder Proteinsequenzen liefern, ein großes Thema in der Bioinformatik werden.

Doch die Bioinformatik wird auch noch zukunftsorientierter denken: So gibt es Pläne, organisch strukturierte, eigenständige Informationstechnologien aus den bisherigen Erkenntnissen der Bioinformatik zu konzipieren. Auch in der Erforschung unseres Gehirns und neuronaler Netze wird immer mehr auf dieses Forschungsgebiet gesetzt. In der Landwirtschaft soll die Bioinformatik immer stärker Anwendung sowohl in der theoretischen Analyse als auch im praktischen Einsatz bei der genetischen Veränderung von Saatgut finden.

Die Bioinformatik wird somit ein spannendes und vielversprechendes Forschungsgebiet bleiben.

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