Sidney Brenner’s view of the importance of Mathematics in Biology

”Someone once asked me what mathematics they needed in order to do biology. And I replied

'The ability to count to twenty. That' all. There are twenty amino acids and four bases. You might have to go to sixty-four at some stage [there are sixty-four codeworks in the genetic code], but you don't need much more than that’ ”

introducció a la bioinformàtica

roderic guigó i serraIMIM/UPF/CRG

tecnologies de la genòmica

• DNA sequencing

• DNA microarrays

• mass spectroscopy and 2-D gels

• yeast two hibrids

• X-ray cristallography and NMR

tecnologies de la genòmica

L’aplicació de les tecnologies de la genòmica permet per primer cop una aproximació global al funcionament de la cél.lula viva.

La biologia de ser una ciència “analítica”: la realitat és

diseccionada en els seus components més elementals per tal de ser entesa

ha passat a ser una ciència “sintètica”: en la qual el repte

és integrar informació globlal sobre el funcionament dels éssers vius

bioinformàtica

• La biologia, una disciplina en la que l’esforç ha estat tradicionalment dedicat a l’obtenció de les dades, ha esdevingut en poc temps una disciplina en la que les dades s’obtenen de manera gairebé automàtica, i l’esforç s’ha desplaçat cap a l’anàlisi de les dades.

DNA microarrays

bioinformàtica

• la bioinformática és una nova disciplina científica, en la intersecció entre la biologia i la computació, l’objectiu de la qual és l’aplicació i el desenvolupament de mètodes per l’obtenció, l’emmagatzamatge, l’anàlisi i la integració de les dades que genera la investigació en biologia.

bioinformàtica

que és la bioinformàtica?

una visió holística/transversal de la Bioinformàtica

http://www.oreilly.com/catalog/bioskills/chapter/ch01.html

http://bioinformatics.ubc.ca/about/what_is_bioinformatics/

que és la bioinformàtica?

la bioinformàtica no seria tant una nova disciplina dins la Biologia, sinó una nova manera de fer Biologia

http://www.oreilly.com/catalog/bioskills/chapter/ch01.html

http://bioinformatics.ubc.ca/about/what_is_bioinformatics/

que és la bioinformàtica?

una disciplina molt recent, però en expansió contínua

nombre d’articles a Medline amb la paraula clau Bioinformatics.

any nombre d’articles

fins el 1990 0

1990-1994 14

1995-1999 811

2000-2004 6892

que és la bioinformàtica?

que és la bioinformàtica?

que és la bioinformàtica?

google google scholar ratio

genetics 116,000,000 1,410,000 82

physiology 66,800,000 1,660,000 40

biochemistry 24,900,000 951,000 26

ecology 99,100,000 919,000 108

bioinformatics 43,000,000 99,300 434

cerca a google i google scholar (4/sept/2005)

bioinformatics 43,000,000

chemoinformatics 86,200

astroinformatics 127

neuroinformatics 293,000

socioinformatics 388

geoinformatics 287,000

meteoinformatics 28

econoinformatics 131

ecoinformatics 192,000

que és la bioinformàtica?

cerca a google: X-informatics (4/sept/2005)

decodificació del genomaACTCAGCCCCAGCGGAGGTGAAGGACGTCCTTCCCCAGGAGCCGGTGAGAAGCGCAGTCGGGGGCACGGGGATGAGCTCAGGGGCCTCTAGAAAGATGTAGCTGGGACCTCGGGAAGCCCTGGCCTCCAGGTAGTCTCAGGAGAGCTACTCAGGGTCGGGCTTGGGGAGAGGAGGAGCGGGGGTGAGGCCAGCAGCAGGGGACTGGACCTGGGAAGGGCTGGGCAGCAGAGACGACCCGACCCGCTAGAAGGTGGGGTGGGGAGAGCATGTGGACTAGGAGCTAAGCCACAGCAGGACCCCCACGAGTTGTCACTGTCATTTATCGAGCACCTACTGGGTGTCCCCAGTGTCCTCAGATCTCCATAACTGGGAAGCCAGGGGCAGCGACACGGTAGCTAGCCGTCGATTGGAGAACTTTAAAATGAGGACTGAATTAGCTCATAAATGGAAAACGGCGCTTAAATGTGAGGTTAGAGCTTAGAATGTGAAGGGAGAATGAGGAATGCGAGACTGGGACTGAGATGGAACCGGCGGTGGGGAGGGGGAGGGGGTGTGGAATTTGAACCCCGGGAGAGAAAGATGGAATTTTGGCTATGGAGGCCGACCTGGGGATGGGGAAATAAGAGAAGACCAGGAGGGAGTTAAATAGGGAATGGGTTGGGGGCGGCTTGGTAACTGTTTGTGCTGGGATTAGGCTGTTGCAGATAATGGAGCAAGGCTTGGAAGGCTAACCTGGGGTGGGGCCGGGTTGGGGTCGGGCTGGGGGCGGGAGGAGTCCTCACTGGCGGTTGATTGACAGTTTCTCCTTCCCCAGACTGGCCAATCACAGGCAGGAAGATGAAGGTTCTGTGGGCTGCGTTGCTGGTCACATTCCTGGCAGGTATGGGGCGGGGCTTGCTCGGTTTTCCCCGCTTCTCCCCCTCTCATCCTCACCTCAACCTCCTGGCCCCATTCAAGCACACCCTGGGCCCCCTCTTCTTCTGCTGGTCTGTCCCCTGAGGGGAAAGCCCAGGTCTGAGGCTTCTATGCTGCTTTCTGGCTCAGAACAGCGATTTGACGCTCTGTGAGCCTCGGTTCCTCCCCCGCTTTTTTTTTTTCAGCCAGAGTCTCACTCTGTCGCCCAGGCTGGAGTGCAGTGGCGCAATCTCAGCTCACTGCAAGCTCCGCCTCCCGGGTTCACGCTATTCTCCCGCCTCAGCCTCCCGAGTAGCTGGGACTACAGGCGCCCGCCACCATGCCCGGCTAATTTTTTGTACTTTGAGTAGGGAAGGGGTTTCACTGTATTATCCAGGATGGTCTCTATCTCCTGACCTCGTGATCTGCCCGCCTGGCCTCCCAAAGTGCTGGAATTACAGGCGTGAGCCTCCGCGCCCGGCCTCCCCATCCTTAATATAGGAGTTAGAAGTTTTTGTTTGTTTGTTTTGTTTTGTTTTTGTTTTGTTTTGAGATGAAGTCCCTCTGTCGCCCAGGCTGGAGTGCAGTGGCTCCCAGGCTGGAGTTCAGTGGCTGGATCTCGGCTCACTGCAAGCTCCGCCTCCCAGGTTCACGCCATTCTCCTGCCTCAGCCTCCGGAGTAGCTGGGACTACAGGAACATGCCACCACACCCGACTAACTTTTTTTGTATTTTTAGTAGAGACGGGGTTTCACCATGTTGGCCAGGCTGGTCTGGAACTCCTGACCTCAGGTGATCTGCCTGCTTCAACCTCCCAAAGTGCTGGGATTACAGACGTGGGCCACCGCGCCCGGCTGGGAGTTAAGAGGTTTCTAATGCATTGCATTAGAATACCAGACACGGGACAGCTGTGATCTTTATTCTCCATCACCCCACACAGCCCTGCCTGGGGCACACAAGGACACTCAATACACGCTTTTCGGGCGCGGTGGCTCAAGCTGTAATCCCAGCACTTTGGGAGGCTGAGGCGGGTGGTACATGAGGTCAGGAGATCGAGACCATCCTGGCTAACATGGTGAAACCCCGTCTCTACTAAAAATACAAAAAACTAGCCCGGGCGTGGTGGCGGGCGCCTGTAGTCCCAGCTACTCGGAGGCTGAGGCAGGAGAATGGCGTGAACCTGGGAGGCGGAGCTTGCAGTGAGCCGAGATCGCGCCACTGCACTCCAGCCTGGGTGACACAGCGCGAGACTCCGTCTCAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAATACACGCTTTTCCGCTAGGCACGGTGGCTCACCCCTGTAATCCCAGCATTTTGGGAGGCCAAGGTGGGAGGATCACTTGAGCCCAGGAGTTCAACACCAGACTCAGCAACATAGTGAGACTCTCTCTACTAAAAATACAAAAATTAGCCAGGCCTGGTGCCACACACCTGTGGTCCCAGCTACTCAGAAGGCTAAGGCAGGAGGATCGCTTAAGCCCAGAAGGTCAAGGTTGCAGTGAACCACGTTCAGGCCACTGCAGTCCAGCCTGGGTGACAGAGCAAGACCCTGTCTGTAAATAAATAACGCTTTTCAAGTGATTAAACAGACTCCCCCCTCACCCTGCCCACCATGGCTCCAAAGCAGCATTTGTGGAGCACCTTCTGTGTGCCCCTAGGTACTAGCTGCCTGGACGGGGTCAGAAGGAACCTGAACCACCTTCAACTTGTTCCACACAGGATGCCAGGCCAAGGTGGAGCAACCGGTGGAGCCAGAGACAGAACCCGACGTTCGCCAGCAGGCTGAGTGGCAGAGCGGCCAGCCCTGGGAGCTGGCACTGGGTCGCTTTTGGGATTACCTGCGCTGGGTGCAGACACTGTCTGAGCAGGTGCAGGAGGAGCTGCTCAGCCCCCAGGTCACCCAGGAACTGACGTGAGTGTCCCCATCCCGGCCCTTGACCCTCCTGGTGGGCGGCTATACCTCCCCAGGTCCAGGTTTCATTCTGCCCCTGCCACTAAGTCTTGGGGGCCTGGGTCTCTGCTGGTTCTAGCTTCCTCTTCCCATTTCTGACTCCTGGCTTTAGCTCTCTGGAATTCTCTCTCTCAGTTCTGTTTCTCCCTCTTCCCTTCTGACTCAGCCTGTCACACTCGTCCTGGCGCTGTCTCTGTCCTTCACTAGCTCTTTTATATAGAGACAGAGAGATGGGGTCTCACTGTGTTGCCCAGGCTGGTCTTGAACTTCTGGGCTCAAGCGATCCTCCCACCTCGCCTCCCAAAGTGCTGGGAATAGAGACATGAGCCACCTTGCTCGGCCTCCTAGCTCTTTCTTCGTCTCTGCCTCTGCTCTCTGCGTCTGTCTTTGTCTCCTCTCTGCCTCTGTCCCGTTCCTTCTCTCTTGGTTCACTGCCCTTCTGTCTCTCCCTGTTCTCCTTAGGAGACTCTCCTCTCTTCCTTCTCGAGTCTCTCTGGCTGATCCCCATCTCACCCACACCTATCC

la seqüència del genoma humà

QIKDLLVSSSTDLDTTLVLVNAIYFKGMWKTAFNAEDTREMPFHVTKQESKPVQMMCMNNSFNVATLPAEKMKILELPFASGDLSMLVLLPDEVSDLERIEKTINFEKLTEWTNPNTMEKRRVKVYLPQMKIEEKYNLTSVLMALGMTDLFIPSANLTGISSAESLKISQAVHGAFMELSEDGIEMAGSTGVIEDIKHSPESEQFRADHPFLFLIKHNPTNTIVYFGRYWSP

la seqüència i l’estructura de les proteïnes

gagttttatcgcttccatgacgcagaagttaacactttcggatatttctgatgagtcgaaaaattatcttgataaagcaggaattactactgcttgtttacgaattaaatcgaagtggactgctggcggaaaatgagaaaattcgacctatccttgcgcagctcgagaagctcttactttgcgacctttcgccatcaactaacgattctgtcaaaaactgacgcgttggatgaggagaagtggcttaatatgcttggcacgttcgtcaaggactggtttagatatgagtcacattttgttcatggtagagattctcttgt

MALWTRLRPLLALLALWPPPPARAFVNQHLCGSHLVEALYLVCGERGFFYTPKARREVEGPQVGALELAGGPGAGGLEGPPQKRGIVEQCCASVCSLYQLENYCN

ACTCAGCCCCAGCGGAGGTGAAGGACGTCCTTCCCCAGGAGCCGGTGAGAAGCGCAGTCGGGGGCACGGGGATGAGCTCAGGGGCCTCTAGAAAGATGTAGCTGGGACCTCGGGAAGCCCTGGCCTCCAGGTAGTCTCAGGAGAGCTACTCAGGGTCGGGCTTGGGGAGAGGAGGAGCGGGGGTGAGGCCAGCAGCAGGGGACTGGACCTGGGAAGGGCTGGGCAGCAGAGACGACCCGACCCGCTAGAAGGTGGGGTGGGGAGAGCATGTGGACTAGGAGCTAAGCCACAGCAGGACCCCCACGAGTTGTCACTGTCATTTATCGAGCACCTACTGGGTGTCCCCAGTGTCCTCAGATCTCCATAACTGGGAAGCCAGGGGCAGCGACACGGTAGCTAGCCGTCGATTGGAGAACTTTAAAATGAGGACTGAATTAGCTCATAAATGGAAAACGGCGCTTAAATGTGAGGTTAGAGCTTAGAATGTGAAGGGAGAATGAGGAATGCGAGACTGGGACTGAGATGGAACCGGCGGTGGGGAGGGGGAGGGGGTGTGGAATTTGAACCCCGGGAGAGAAAGATGGAATTTTGGCTATGGAGGCCGACCTGGGGATGGGGAAATAAGAGAAGACCAGGAGGGAGTTAAATAGGGAATGGGTTGGGGGCGGCTTGGTAACTGTTTGTGCTGGGATTAGGCTGTTGCAGATAATGGAGCAAGGCTTGGAAGGCTAACCTGGGGTGGGGCCGGGTTGGGGTCGGGCTGGGGGCGGGAGGAGTCCTCACTGGCGGTTGATTGACAGTTTCTCCTTCCCCAGACTGGCCAATCACAGGCAGGAAGATGAAGGTTCTGTGGGCTGCGTTGCTGGTCACATTCCTGGCAGGTATGGGGCGGGGCTTGCTCGGTTTTCCCCGCTTCTCCCCCTCTCATCCTCACCTCAACCTCCTGGCCCCATTCAAGCACACCCTGGGCCCCCTCTTCTTCTGCTGGTCTGTCCCCTGAGGGGAAAGCCCAGGTCTGAGGCTTCTATGCTGCTTTCTGGCTCAGAACAGCGATTTGACGCTCTGTGAGCCTCGGTTCCTCCCCCGCTTTTTTTTTTTCAGCCAGAGTCTCACTCTGTCGCCCAGGCTGGAGTGCAGTGGCGCAATCTCAGCTCACTGCAAGCTCCGCCTCCCGGGTTCACGCTATTCTCCCGCCTCAGCCTCCCGAGTAGCTGGGACTACAGGCGCCCGCCACCATGCCCGGCTAATTTTTTGTACTTTGAGTAGGGAAGGGGTTTCACTGTATTATCCAGGATGGTCTCTATCTCCTGACCTCGTGATCTGCCCGCCTGGCCTCCCAAAGTGCTGGAATTACAGGCGTGAGCCTCCGCGCCCGGCCTCCCCATCCTTAATATAGGAGTTAGAAGTTTTTGTTTGTTTGTTTTGTTTTGTTTTTGTTTTGTTTTGAGATGAAGTCCCTCTGTCGCCCAGGCTGGAGTGCAGTGGCTCCCAGGCTGGAGTTCAGTGGCTGGATCTCGGCTCACTGCAAGCTCCGCCTCCCAGGTTCACGCCATTCTCCTGCCTCAGCCTCCGGAGTAGCTGGGACTACAGGAACATGCCACCACACCCGACTAACTTTTTTTGTATTTTTAGTAGAGACGGGGTTTCACCATGTTGGCCAGGCTGGTCTGGAACTCCTGACCTCAGGTGATCTGCCTGCTTCAACCTCCCAAAGTGCTGGGATTACAGACGTGGGCCACCGCGCCCGGCTGGGAGTTAAGAGGTTTCTAATGCATTGCATTAGAATACCAGACACGGGACAGCTGTGATCTTTATTCTCCATCACCCCACACAGCCCTGCCTGGGGCACACAAGGACACTCAATACACGCTTTTCGGGCGCGGTGGCTCAAGCTGTAATCCCAGCACTTTGGGAGGCTGAGGCGGGTGGTACATGAGGTCAGGAGATCGAGACCATCCTGGCTAACATGGTGAAACCCCGTCTCTACTAAAAATACAAAAAACTAGCCCGGGCGTGGTGGCGGGCGCCTGTAGTCCCAGCTACTCGGAGGCTGAGGCAGGAGAATGGCGTGAACCTGGGAGGCGGAGCTTGCAGTGAGCCGAGATCGCGCCACTGCACTCCAGCCTGGGTGACACAGCGCGAGACTCCGTCTCAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAATACACGCTTTTCCGCTAGGCACGGTGGCTCACCCCTGTAATCCCAGCATTTTGGGAGGCCAAGGTGGGAGGATCACTTGAGCCCAGGAGTTCAACACCAGACTCAGCAACATAGTGAGACTCTCTCTACTAAAAATACAAAAATTAGCCAGGCCTGGTGCCACACACCTGTGGTCCCAGCTACTCAGAAGGCTAAGGCAGGAGGATCGCTTAAGCCCAGAAGGTCAAGGTTGCAGTGAACCACGTTCAGGCCACTGCAGTCCAGCCTGGGTGACAGAGCAAGACCCTGTCTGTAAATAAATAACGCTTTTCAAGTGATTAAACAGACTCCCCCCTCACCCTGCCCACCATGGCTCCAAAGCAGCATTTGTGGAGCACCTTCTGTGTGCCCCTAGGTACTAGCTGCCTGGACGGGGTCAGAAGGAACCTGAACCACCTTCAACTTGTTCCACACAGGATGCCAGGCCAAGGTGGAGCAACCGGTGGAGCCAGAGACAGAACCCGACGTTCGCCAGCAGGCTGAGTGGCAGAGCGGCCAGCCCTGGGAGCTGGCACTGGGTCGCTTTTGGGATTACCTGCGCTGGGTGCAGACACTGTCTGAGCAGGTGCAGGAGGAGCTGCTCAGCCCCCAGGTCACCCAGGAACTGACGTGAGTGTCCCCATCCCGGCCCTTGACCCTCCTGGTGGGCGGCTATACCTCCCCAGGTCCAGGTTTCATTCTGCCCCTGCCACTAAGTCTTGGGGGCCTGGGTCTCTGCTGGTTCTAGCTTCCTCTTCCCATTTCTGACTCCTGGCTTTAGCTCTCTGGAATTCTCTCTCTCAGTTCTGTTTCTCCCTCTTCCCTTCTGACTCAGCCTGTCACACTCGTCCTGGCGCTGTCTCTGTCCTTCACTAGCTCTTTTATATAGAGACAGAGAGATGGGGTCTCACTGTGTTGCCCAGGCTGGTCTTGAACTTCTGGGCTCAAGCGATCCTCCCACCTCGCCTCCCAAAGTGCTGGGAATAGAGACATGAGCCACCTTGCTCGGCCTCCTAGCTCTTTCTTCGTCTCTGCCTCTGCTCTCTGCGTCTGTCTTTGTCTCCTCTCTGCCTCTGTCCCGTTCCTTCTCTCTTGGTTCACTGCCCTTCTGTCTCTCCCTGTTCTCCTTAGGAGACTCTCCTCTCTTCCTTCTCGAGTCTCTCTGGCTGATCCCCATCTCACCCACACCTATCC

gene function

LA SEQÜÈNCIA DEL GENOMA HUMÀ

computing at Celera Genomics

•200 teraflops•1000 vegades més potent que deep blue•Més potent que els 500 ordinadors més potents avui en dia

llei de Moore

growth of genomic data(http://www.dna.affrc.go.jp/htdocs/growth/)

decodificació del genoma computational biology,biological computations

LM Adelman, “Molecular computations of soluctions to combinatorial problems”,Science 1994.