Bioinformatika je področje, ki uporablja računalnike za shranjevanje in analizo molekularno bioloških informacij. Z uporabo teh informacij v digitalni obliki lahko bioinformatika rešuje probleme molekularne biologije, napoveduje strukture in celo simulira makromolekule. V bolj splošnem smislu se bioinformatika lahko uporablja za opis kakršne koli uporabe računalnikov za namene biologije, vendar je definicija, specifična za molekularno biologijo, daleč najpogostejša.
Na začetku 21. stoletja so znanstveniki začeli sekvencirati genome celotne vrste in jih shranjevati v računalnike, kar je omogočilo uporabo bioinformatike za modeliranje in sledenje številnih fascinantnih stvari. Ena od teh aplikacij je sklepanje evolucijskih sprememb v vrsti. S preučevanjem genoma in opazovanjem, kako se sčasoma spreminja, lahko evolucijski biologi dejansko sledijo evoluciji, ko se pojavlja.
Najbolj znana uporaba bioinformatike je analiza sekvenc. Pri analizi sekvenc so zaporedja DNK različnih organizmov shranjena v bazah podatkov za enostavno iskanje in primerjavo. Projekt Človeški genom, o katerem so dobro poročali, je primer bioinformatike analize sekvenc. Z uporabo ogromnih računalnikov in različnih metod zbiranja sekvenc je bil celoten človeški genom sekvenciran in shranjen v strukturirani bazi podatkov.
Zaporedja DNK, ki se uporabljajo za bioinformatiko, je mogoče zbrati na več načinov. Ena od metod je, da greste skozi genom in poiščete posamezne sekvence za snemanje in shranjevanje. Druga metoda je, da preprosto zgrabite ogromne količine fragmentov in jih vse primerjate ter poiščete cele sekvence s prekrivanjem odvečnih segmentov. Slednja metoda, znana kot zaporedje pušk, je trenutno najbolj priljubljena zaradi svoje enostavnosti in hitrosti.
S primerjavo znanih sekvenc genoma s specifičnimi mutacijami je mogoče zbrati veliko informacij o nezaželenih mutacijah, kot so rak. Z dokončanim kartiranjem človeškega genoma je bioinformatika postala zelo pomembna pri raziskovanju rakavih obolenj v upanju na končno ozdravitev.
Računalniki se uporabljajo tudi za zbiranje in shranjevanje širših podatkov o vrstah. Cilj projekta Species 2000 je na primer zbrati veliko količino informacij o vseh vrstah rastlin, gliv in živali na zemlji. Te informacije se lahko nato uporabijo za številne aplikacije, vključno s sledenjem sprememb v populacijah in biomih.
Obstaja veliko drugih aplikacij bioinformatike, vključno s predvidevanjem celotnih beljakovinskih verig, učenjem, kako se geni izražajo v različnih vrstah, in gradnjo kompleksnih modelov celotnih celic. Ker se računalniška moč povečuje in se naše baze podatkov genetskih in molekularnih informacij širijo, bo področje bioinformatike zagotovo raslo in se drastično spremenilo, kar nam bo omogočilo gradnjo modelov neverjetne kompleksnosti in uporabnosti.