A klasszikusnak számító biológia és az orvostudományok tradícióihoz mérten a bioinformatika – a maga alig két évtizedes múltjával – fiatal tudománynak mondható. E rövid idő alatt elért eredményei ma már nélkülözhetetlenné teszik, különösen a molekuláris biológia területén.

Ellentétben némely hagyományosnak számító kutatási területtel, a bioinformatika létrejöttéhez és fejlődéséhez alapfeltétel volt a tudomány és a technika más ágainak bizonyos fokú fejlettsége. Amíg nem állt rendelkezésre a számítógép, illetve annak megfelelő minőségű és kapacitású változata, addig szóba sem jöhetett ennek az új tudományágnak a létrejötte. Ugyanez érvényes a molekuláris biológiára, a genomikára és számos, viszonylag új tudományágra, amelyek eredményei szükségessé tették a bioinformatika életre hívását.

Számítógépen szimulálható kísérletek

Az Oxford English Dictionary meghatározása szerint „a bioinformatika a fizikai/kémiai értelemben vett molekulák, illetve a matematika/informatika (és társtudományok: pl. statisztika) segítségével kifejlesztett informatikai módszerek összessége. Ezt a molekulákról szerzett információk megértésére, rendszerezésére, szervezésére használják. Jellemzője, hogy nagy tömegű adattal, nagy léptékben dolgozik. A bioinformatika információmenedzselési rendszer, amely elsődlegesen a molekuláris biológiai kutatásokat támogatja, de megszámlálhatatlan gyakorlati alkalmazása is ismert” – áll az angol meghatározásban.

Az új tudományág szakirodalma napjainkban már tekintélyesnek mondható; becslések szerint a világon megjelenő tudományos értekezéseknek körülbelül a 2%-a a bioinformatika tárgyában íródik. Vannak kutatók, akik úgy gondolják, hogy a bioinformatika hamarosan kiszorítja a társtudományok területéről a különféle kísérleteket, mert belátható időn belül szinte már minden kísérlet szimulálható lesz a számítógép képernyőjén.

A bioinformatika egyik fő célja: nagymennyiségű információt tartalmazó adatbázis létrehozása és karbantartása, továbbá az adatok megszervezése, rendezése olyan módon, hogy azokhoz a kutatók könnyen hozzáférhessenek, illetve újakkal gyarapíthassák a bázist. Az élettudományok kutatóinak nemcsak a rendelkezésükre álló informatikai adatbázis gigantikus tömege és változatossága segíti a munkáját, hanem az is, hogy azokhoz nagyon egyszerűen és gyorsan juthatnak hozzá, ettől pedig hatékonyabb lesz a kutatómunka. A bázisból szerzett adatok birtokában, speciális algoritmusok segítségével, különféle elemzéseket végezhetnek el, amelyekkel a vizsgált génekről, fehérjékről kideríthető például, hogy milyen funkciót látnak el az élő szervezetben, illetve milyen kapcsolatban állnak más génekkel.

Másodpercenként műveletmilliárdok

A modellezéseknél, összehasonlításoknál alkalmazott megoldások leginkább a matematikai valószínűségszámítás elvei alapján működnek, ám ezek kiegészülnek az informatika területén használt más módszerekkel is. Ilyen például a mesterséges intelligencia vagy a mesterséges élő rendszerek kutatási technikái.

Az utóbbi néhány évtizedben a molekuláris biológia és a vizsgálatokhoz használt felszerelések folyamatos finomodása és modernizálódása eredményeként a tudósok egyre több élőlény genomját térképezték fel. Ezekben a kutatásokban olyan óriási adatmennyiségekkel dolgoznak, hogy kiemelten fontos szempont az információtárolás és a rendszerezés. A genetikai kutatások során a teraFlop (1 milliárd művelet/másodperc) teljesítmény sem mindig elegendő. Egy ilyen hatalmas igény kielégítése pedig egyelőre csak a kutatóintézetekben rugalmasan használható informatikai rendszerek kiépítésével oldható meg. Ezek a rendszerek képesek alkalmazkodni a feladataikhoz, és optimálisan gazdálkodnak a rendelkezésre álló erőforrásokkal.