Bioinformatika yra sritis, kurioje kompiuteriai saugomi ir analizuojami molekulinei biologinei informacijai. Naudodama šią informaciją skaitmeniniu formatu, bioinformatika gali išspręsti molekulinės biologijos problemas, numatyti struktūras ir net imituoti makromolekules. Bendresne prasme bioinformatika gali būti naudojama apibūdinti bet kokį kompiuterių naudojimą biologijos tikslais, tačiau specifinis molekulinės biologijos apibrėžimas yra labiausiai paplitęs.
XXI amžiaus pradžioje mokslininkai pradėjo sekvenuoti ištisų rūšių genomus ir saugoti juos kompiuteriuose, o tai leido panaudoti bioinformatiką modeliuoti ir sekti daugybę įdomių dalykų. Vienas iš šių pritaikymų yra nustatyti evoliucinius rūšies pokyčius. Tyrinėdami genomą ir stebėdami, kaip jis keičiasi laikui bėgant, evoliucijos biologai iš tikrųjų gali atsekti evoliuciją, kai ji vyksta.
Labiausiai žinomas bioinformatikos pritaikymas yra sekų analizė. Atliekant sekų analizę, įvairių organizmų DNR sekos saugomos duomenų bazėse, kad jas būtų lengva gauti ir palyginti. Gerai praneštas žmogaus genomo projektas yra sekos analizės bioinformatikos pavyzdys. Naudojant didžiulius kompiuterius ir įvairius sekų rinkimo metodus, visas žmogaus genomas buvo sekvenuotas ir saugomas struktūrizuotoje duomenų bazėje.
Bioinformatikai naudojamas DNR sekas gali būti renkamos įvairiais būdais. Vienas iš būdų yra pereiti per genomą ir ieškoti atskirų sekų, kurias norite įrašyti ir saugoti. Kitas būdas yra tiesiog paimti didžiulį kiekį fragmentų ir juos visus palyginti, surandant ištisas sekas perdengiant perteklinius segmentus. Pastarasis metodas, žinomas kaip šautuvų sekvenavimas, šiuo metu yra populiariausias dėl savo lengvumo ir greičio.
Lyginant žinomas genomo sekas su konkrečiomis mutacijomis, galima gauti daug informacijos apie nepageidaujamas mutacijas, tokias kaip vėžys. Užbaigus žmogaus genomo kartografavimą, bioinformatika tapo labai svarbi vėžio tyrimuose, tikintis galiausiai išgydyti.
Kompiuteriai taip pat naudojami platesniems duomenims apie rūšis rinkti ir saugoti. Pavyzdžiui, projektu „Rūšis 2000“ siekiama surinkti daug informacijos apie visas žemės augalų, grybų ir gyvūnų rūšis. Tada ši informacija gali būti naudojama daugeliui programų, įskaitant populiacijų ir biomų pokyčių stebėjimą.
Yra daug kitų bioinformatikos pritaikymų, įskaitant ištisų baltymų gijų numatymą, mokymąsi, kaip genai pasireiškia įvairiose rūšyse, ir sudėtingų ištisų ląstelių modelių kūrimą. Didėjant skaičiavimo galiai ir plečiantis genetinės ir molekulinės informacijos duomenų bazėms, bioinformatikos sritis neabejotinai augs ir drastiškai keisis, todėl galime kurti neįtikėtino sudėtingumo ir naudingumo modelius.