RESUMO SEMINÁRIO DE BIOCOMPUTAÇÃO

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FACULDADE DE TECNOLOGIA DE BAURU – FATEC
MARTARITACORRÊA DE MAGALHÃES TAVARES
BIOCOMPUTAÇÃO
SEMINÁRIO SOB ORIENTAÇÃO DO PROFESSOR JEAN ANDREAZZA
BAURU-2016
COMPUTAÇÃO
A computação pode ser definida como a busca de uma solução para um problema a partir de entradas (inputs) e tem seus resultados (outputs) depois de trabalhada através de um algoritmo. É com isto que lida a teoria da computação, subcampo da ciência da computação e da matemática.
A partir da segunda metade do século XX, com o advento dos computadores eletrônicos, a Computação passou a ter uma presença cada vez mais marcante na sociedade, influenciando a vida diária de parte da população mundial. A partir da década de 1950, a Computação ganhou o status de Ciência surgindo então o termo ciência da computação, uma área do conhecimento humano hoje fortemente ligado à produção de software. 
BIOINFORMÁTICA
Bioinformática é um campo interdisciplinar que corresponde a aplicação das técnicas da informática, no sentido de análise da informação na área de estudo da biologia. Uma definição ampla e tentativa é então: (Bio)informática é o estudo da aplicação de técnicas computacionais e matemáticas à geração e gerenciamento de (bio)informação.
Alguns especialistas brasileiros da área acreditam que a bioinformática, como se entende tradicionalmente no meio acadêmico e não pela análise da palavra, é circunscrita à biologia molecular às vezes ainda mais especificamente restrita à Genômica.  Outros acadêmicos, por outro lado, advogam a noção mais abrangente do termo para algo na direção da definição envolvendo informação biológica de modo geral. A bioinformática combina conhecimentos de química, física, biologia, ciência da computação,informática e matemática/estatística para processar dados biológicos ou biomédicos.
GENÔMICA
É um ramo da bioquímica que estuda o genoma completo de um organismo. Essa ciência pode se dedicar a determinar a sequência completa do DNA de organismos ou apenas o mapeamento de uma escala genética menor.
A Bioinformática é uma parte da Biocomputação, na qual se aprofunda, cada vez mais, no funcionamento biológico das células humanas e, a computação vem com a ajuda de criação de softwares para que as pesquisas fiquem o mais próximo da nossa realidade.
"Biocomputador" pode em breve se tornar realidade.
E se você pudesse ter um computador com componentes construídos “biologicamente”? Se depender dos cientistas da University for Leeds, na Grã-Bretanha, e da Universidade de Agricultura e Tecnologia de Tóquio, no Japão, essa realidade está próxima. Eles estão fazendo experimentos com micróbios que se alimentam de ferro e, os transforma em pequenos ímãs, semelhantes aos que são usados na fabricação de discos rígidos de computadores modernos.
Se a pesquisa correr bem poderemos ver em breve componentes de computadores feitos a partir dessas pequenas criaturas. De acordo com a líder da equipe, Sarah Staniland, o mundo está se aproximando do limite de manufatura eletrônica tradicional e é hora de olhar para o que a natureza tem para oferecer.
As bactérias Magnetospirilllum magneticum, utilizadas na pesquisa, são micro-organismos naturalmente magnéticos, que costumam viver em ambientes aquáticos em regiões abaixo da superfície, onde existe pouco oxigênio.
As bactérias extraem o ferro usando uma proteína especial e a partir dele produzem pequenos pedaços de magnetita, um mineral natural altamente magnético.
No entanto para conseguir um computador verdadeiramente de escala nanométrica, seria preciso também minúsculos fios. A partir dessa necessidade os cientistas construíram fios medindo apenas 40 nanômetros de diâmetro, feitos de organismos vivos.
"Esses fios biológicos podem ter resistência elétrica e transferir informação de um grupo de células dentro de um biocomputador para todas as outras células." explicou à  BBC o cientista Masayoshi Tanaka, da Universidade de Agricultura e Tecnologia de Tóquio.
"Além de computadores, os fios poderiam até ser usados no futuro em cirurgias humanas porque, em teoria, são altamente biocompatíveis", afirmou o pesquisador.
Biocomputador: criado primeiro circuito lógico de DNA
Semicondutores de DNA 
Mesmo com a tecnologia mais recente, ainda não é possível criar um semicondutor de silício menor do que 10 nanômetros.
Mas, como uma molécula de DNA tem uma espessura de apenas 2 nanômetros, isto pode levar à criação de semicondutores com graus inovadores de integração.
Desde que se possa fazer as moléculas de DNA funcionarem como semicondutores.
E foi o que fizeram Ki Soo Park e seus colegas do Instituto KAIST, na Coreia do Sul.
Um semicondutor 2 nanômetros significa a possibilidade de armazenar 10.000 filmes HD em um dispositivo do tamanho de um selo postal - pelo menos 100 vezes mais do que é possível hoje.
Ainda que não se vislumbre que as memórias e processadores de DNA venham a concorrer com seus equivalentes de silício, o progresso na área abre inúmeras outras possibilidades de aplicação.
O DNA é compostos de 4 bases que estão continuamente ligadas: adenina (A) com timina (T), e guanina (G) com citosina (C).
Os pesquisadores usaram as propriedades específicas de ligação do DNA para fazer os cálculos, e um "farol" sinalizador molecular para dar os resultados.
Essa molécula tem propriedades fluorescentes que dependem de sua configuração estrutural, e sua estrutura é alterada pelas moléculas de DNA resultantes do processamento.
Processador molecular faz cálculos usando DNA
Pesquisadores construíram um computador molecular, no qual os transistores eletrônicos foram substituídos por moléculas de DNA.
Processador de DNA 
Lulu Qian e Erik Winfree, do Instituto de Tecnologia da Califórnia, nos Estados Unidos, usaram mais de 100 fitas de DNA para construir seu circuito bioquímico.
As fitas de DNA foram dispostas em múltiplas camadas, formando "circuitos" digitais que podem executar as operações AND, OR, NOR e outras operações lógicas semelhantes.
O projeto representa mais um passo da chamada computação molecular, que demonstra como circuitos bioquímicos mais sofisticados podem ser construídos em escalas cada vez maiores.
A grande vantagem do uso de DNA, em relação a outras abordagens de computadores químicos, é que essas moléculas são muito estáveis e bem conhecidas pelos cientistas, havendo muitos recursos técnicos para manipulá-las.
Integração com a Biologia
A expectativa dos cientistas é que as pesquisas se encaminhem para a integração desses circuitos em sistemas biológicos, como uma célula viva, por exemplo, para diagnosticar e tratar doenças.
O processador de DNA agora construído executa operações lógicas por meio da ligação e replicação das sequências de DNA.
Embora pesquisadores japoneses já tenham demonstrado o princípio de um processador molecular capaz de superar os supercomputadores atuais, o circuito de DNA é bastante lento: ao longo de 10 horas, o processador molecular é capaz de calcular uma raiz quadrada de um número não maior do que 15.
O processador de DNA executa operações lógicas por meio da ligação e replicação das sequências de DNA. 
Biocomputadores terão velocidade determinada pelo alimento disponível
Pesquisadores da Universidade de Kent, no Reino Unido, divulgaram avanços importantes no campo da computação biológica.
Segundo eles, a computação feita por organismos vivos tem alguns limites fundamentais na velocidade de processamento - mas esses limites podem ser manipulados controlando-se a quantidade de alimentos disponíveis para esses computadores biológicos.
Computação biomolecular
O campo da computação molecular nasceu das tentativas de utilizar os componentes de organismos vivos - principalmente os genes - para rodar cálculos matemáticos no interior de células vivas.
Hoje, a eletrônica molecular também está avançando com moléculas inertes - orgânicas ou não - o avanço mais recente nesta área foi a criação doprimeiro transistor molecular.
Isto causou uma divisão nesta área de pesquisas, fazendo com que os estudos com organismos vivos inaugurassem uma nova especialidade, chamada de computação biomolecular.
Atualmente, a maioria dos trabalhos em computação biomolecular é teórica, embora os primeiros avanços práticos já tenham sido apresentados, incluindo a criação de um compilador para biocomputadores e formas naturais de ler os resultados das computações.
Os usos futuros da tecnologia incluem computadores que poderão ser usados para liberar medicamentos no interior do corpo humano de forma autônoma, conforme encontrem determinadas condições ou tipos de células, como as células de um tumor.
REFERÊNCIAS
Disponível em : 
 <http://www.ecodesenvolvimento.org/posts/2012/maio/biocomputador-pode-em-breve-se-tornar-realidade#ixzz48NkU3z8T>.Acesso em: 11 maio 2016
Disponível em:
 <https://creajrpr.wordpress.com/2012/11/22/biocomputador-criado-primeiro-circuito-logico-de-dna/>. Acesso em: 11 maio 2016