Comparação De Ferramentas Para A Simulação De Sistemas Biológicos

Tatiana Cartagena De Oliveira, Marcelo Cezar Pinto

Resumo


Introdução: A Bioinformática é o estudo sistêmico e integrado de organismos, com isso, esta área vem ganhando importância através do compartilhamento de bases de dados entre pesquisadores nos últimos ano. Com a manipulação desses dados, é possível estudar as interações complexas, reproduzindo-as em um ambiente computacional por meio da modelagem matemática, e, através de simulações computadorizadas. O trabalho [1] exemplifica os passos da modelagem para um sistema específico e faz um apanhado geral de alguns modelos da literatura. No entanto, existem problemas biológicos de interesse geral, como é o caso apresentado em [2], que ilustra como uma população está suscetível ao contagio de uma determinada doença. Dessa forma, a representação desses modelos só é viável com a escolha de ferramentas adequadas que facilitam a compreensão desses processos. Material e Métodos: Nos primórdios das pesquisas, os modelos matemáticos eram amplamente utilizados e estudiosos elaboravam cálculos e gráficos manuais para auxiliar a entender como ocorria as interações entre os componentes de um sistema (proteínas, enzimas, aminoácidos). Atualmente os estudos em bioinformática aumentaram consideravelmente, pois é possível compreender e representar sistemas por meio de ferramentas específicas para essa análise.Dentre as ferramentas disponíveis para simulação de sistemas biológicos, sera abordada uma comparação inicial entre três simuladores o Gepasi 3 , JDesigner e o E-Cell , tendo como foco de comparação um sistema simples o "Brusselator" de Belousov-Zhabotinskii , e o modelo da Glicólise (disponível no BioModels). A análise dos simuladores baseia-se nos seguintes requisitos iniciais: interface, referências bibliográficas, suporte ao formato SBML, importação do BioModels, clareza dos resultados, integridade das informações. Resultados e Discussão: Inicialmente a primeira análise relacionada a interface, o Gepasi e o JDesigner mostraram-se altamente intuitivos, com interfaces "limpas" fácil manuseabilidade, já o E-Cell possui um conjunto de interfaces pouco explicativas e de difícil entendimento. Com relação aos manuais e referências, ambos os softwares apresentam material de apoio incluídos na distribuição dos pacotes, além de disponibilidade online. Os três simuladores afirmam ter suporte ao formato SBML, tanto para importação quanto exportação. Para a análise de importação do formato SBML referente ao modelo Brusselator, o único que não conseguiu importar foi o E-Cell. Para o modelo da Glicólise somente o JDesigner importou o SBML. Com relação a clareza do dados o gráfico gerado pelo simulador JDesigner é simples e a análise da curvatura de cada elemento pode ser feita de modo individual. A respeito da integridade, a estrutura do modelo manteve-se a mesma, apenas o layout ficou distorcido devida a definição das reações. O Gepasi e o E-Cell executaram perfeitamente os modelo de exemplos que acompanham seus pacotes de softwares, os gráficos gerados por esses modelos também são claros e íntegros. Conclusões: Na análise feita, apenas o JDesigner se mostrou um simulador ideal no primeiro momento, o qual atendeu todos os requisitos para executar modelos simples e complexo, além de executar claramente os modelos do BioModels, como a Glicólise, por exemplo. Algumas referências:[1] OLIVEIRA, T.C.; PINTO, M.C. Simulação Disseminação Doenças Epidemiológicas. In: Anais do XXVII ENECOMP, UFPR, Curitiba. 2009.[2] OLIVEIRA, T.C.; PINTO, M.C. titulo. In: Anais do II SIPE, UNIPAMPA, Alegrete. 2009. Orgão de Fomento: PBDA/UNIPAMPA

Palavras-chave


Bioinformática, Simulação, Ferramentas

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