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Biotecnología computacional
¿Qué es?
La biotecnología computacional es una ciencia que surge a partir de las matemáticas, la estadística, la física, la biología y las ciencias computacionales. Consiste en la utilización de recursos computacionales que permitan solucionar e investigar problemas sobre escalas de tal magnitud que sobrepasan el discernimiento humano y puedan hacer frente a la gran cantidad de datos dentro de la carrera. Por estos motivos este itinerario es fundamental la investigación. Debemos entender que es importante analizar, organizar y comparar resultados. La biotecnología computacional se encarga de almacenar y analizar estos resultados para ordenar y dar sentido a la enorme cantidad de información obtenida. Además, permite crear una estrategia para describir la estructura y los mecanismos de control de los fenómenos biológicos formulando modelos que expliquen las complejas interrelaciones moleculares que existen en el interior de los organismos. Por esta razón se ha convertido en algo básico para el desarrollo de la biología, la biotecnología y las ciencias de la salud en general.
Asignaturas
En el grado de biotecnología de la Universidad Politécnica de Madrid existe un itinerario computacional que cuenta con las siguientes asignaturas:
Curso Asignaturas
1 Fundamentos de programación
2 Bioinformática
3 Sist. informáticos, programación y evolución molecular y filogenia
4 Bases de datos, modelización de sistemas biológicos, programación para informática, biología estructural computacional y aprendizaje automático
Prácticas
Algunas de las prácticas que se ofrecen para realizar en el cuarto curso o bien como trabajo de fin de grado son:
-Genómica funcional y comparativa de hongos patógenos de plantas.
-Genómica comparada de poblaciones de bacterias simbiontes de leguminosas.
-Nanobiotecnología basada en partículas virales.
-Biovergen: plataforma tecnológica de biotecnología vegetal.
-Gestión de empresas biotecnológicas.
-Biología sintética.
Aplicaciones de la biotecnología computacional
Computación covencional
Existe un gran número de bases de datos biológicas en las cuales en las cuales se incluyen la función, estructura y localización de proteínas, genes y demás biomoléculas. Estas bases de datos son muy importantes para la comunidad científica como una biblioteca de información sobre estos aspectos, y además crecen cada año. Además estas bases de datos pueden ser especificas de cada especie o ser muy generalizadas y están relacionadas con los diferentes reinos.
Dentro del ámbito de la computación convencional encontramos que gran número de los computadores más importantes del mundo están relacionados con el cálculo de operaciones que resuelven cuestiones biológicas.
Computadoras de ADN
Consiste en la utilización de moléculas de ADN en vez de procesadores basados en silicio. Este tipo de computación lo una tecnología en los comienzos de su desarrollo, por lo que actualmente es más eficiente usar la computación convencional.
Con este método se entiende que el ADN es un elemento de computo lo cual genera grandes expectativas a la bioquímica, puesto que se podría generar moléculas como por ejemplo enzimas mediante un proceso similar al de algoritmos computacionales, lo cual la construcción de estas pseudo-encimas sería más eficaz que por los métodos actuales.
Nanotecnología
La nanotecnología persigue el diseño de nanosensores que detecten pequeñas concentraciones de determinadas sustancias químicas ya sean productos tóxicos, agentes bacterianos, productos de combustión, etc. Estos nanosensores tienen multitud de aplicaciones.
Un ejemplo claro de esto sería el caso de CellsDirect una empresa biotecnológica que ha desarrollado unos chips en los cuales “ha introducido” organ-on-a-chip, en el cual se han introducido células vivas en un ambiente dinámico en el cual células de un tipo interaccionan con células de otros tipos. Con esto se pretende conseguir imitar las condiciones mecánicas que células de un determinado órgano sufre en el cuerpo humano.
Las aplicaciones de estos chips proporcionan grandes esperanzas al mundo sanitario, en concreto al farmacéutico;en el chip se podrían observar los efectos de un medicamento obteniendo mejores resultados que probando con animales.
Otra aplicación de la nanotecnología es es el diseño de nanorobots que se introduzcan en el cuerpo humano y, por ejemplo, lleven los medicamentos a su lugar de aplicación o detecten la presencia de determinados agentes patógenos.