Die Bioinformatik und die Sequenzanalyse

Ein besonders bekannter Bereich der Bioinformatik beschäftigt sich mit dem Genom der Lebewesen. Auf diese Weise erlangte die neue Wissenschaft 2001 auch erstmals größere Bekanntheit, als das Genom des Menschen durch Rechensysteme sequenziert werden konnte.

Im Laufe der Zeit hat die Bioinformatik eine Reihe von Algorithmen entwickelt, die bei der Analyse eines ganzen Genoms oder eines Teilbereichs der Erbsubstanz helfen. Das Ziel besteht darin, DNA-Moleküle schnell miteinander vergleichen, auf Ähnlichkeiten zu untersuchen und analysieren zu können. An dieser Stelle zeigt sich, wie interdisziplinär die Entstehungsgeschichte der Bioinformatik ist. Der BLAST-Algorithmus als besonders häufig eingesetztes Rechenmodell hilft dabei, ähnliche Sequenzen miteinander zu vergleichen, und kann bei Eingabe einer experimentell entwickelten DNA-Sequenz ermitteln, welchem Lebewesen diese ähnlich ist und welches Protein sie ergibt.

Ohne die Vorarbeit der Molekularbiologie wäre das Wissen, das der BLAST-Algorithmus voraussetzt, gar nicht vorhanden: Die Arbeit stützt sich auf die Erkenntnisse der molekularen Biologie der letzten Jahre und Jahrzehnte rund um charakteristische DNA-Sequenzen. Ebenfalls wäre das Vorhaben ohne die Informatik nicht möglich gewesen. Sie wirkte an der Entwicklung des Algorithmus mit, indem sie eine Datenbank der Sequenzen zur Verfügung stellte und mathematische Methoden zur Berechnung entwickelte.

Daneben haben sich noch mehrere andere algorithmische Verfahren entwickelt, die sich mit der Sequenzierung des Genoms befassen, so etwa der FASTA-Algorithmus oder der Needleman-Wunsch-Algorithmus. Sie gehören heute zu den Grundsteinen der Bioinformatik.