В современном мире биоинформатика является является уникальным инструментом, который позволяет реально сократить процесс создания различных фармацевтических препаратов. Если раньше срок проектирования препарата составлял 5-6 лет, то биоинформатика способна снизить его буквально до нескольких месяцев. Это достигается благодаря виртуальному компьютерному скринингу, в процессе которого с помощью мощной компьютерной техники появляется возможность очень быстро найти гены-мишени, опираясь на структуру макромолекулы.

После появления биоинформатики возникла новая эпоха в системе тестирования фармацевтических препаратов:

а) in vivo — т.е. в живом объекте

б) in vitro — т.е. в искусственно смоделированной среде

в) in silico — т.е. в полностью смоделированной на компьютере биологической системе. 

Термины in vivo и in vitro хорошо прижились среди экспериментаторов, однако смысл их использования достаточно относителен. Так, под in vivo молекулярный биолог, изучающий аспекты синтеза белка, может подразумевать колонию искусственно выращенных клеток, а под in vitro — систему бесклеточного синтеза в пробирке. При этом, для физиолога, изучающего механизмы проведения нервного импульса, in vivo — это целый организм, а in vitro — культура нервной ткани.

Термин in silico (от in silicon), т.е. «на кремнии» появился для обозначения всего, что связано с компьютерными экспериментами в 90-е годы XX века. В молекулярной биологии этим термином обозначаются процессы биоинформатики, которые выполняются при помощи компьютеров.

Подход in silico также многоуровневый и включает в себя задачи по моделированию поведения отдельных молекул, биохимических процессов и даже функционированию отдельных физиологических систем.

Весь процесс создания нового лекарственного соединения может быть разделен на 4 основных этапа:

1) поиск мишени действия нового лекарства;
2) поиск биологически активного вещества, обладающего нужным фармакологическим действием;
3) исследование этого соединения в эксперименте in vitro и in vivo;
4) получение разрешения Национальной администрации по лекарствам (Фармкомитет – в России) и проведение испытаний в клинике

Биоинформатика является базовой дисциплиной, прежде всего, при поиске мишеней действия новых лекарственных препаратов. В оценке перспективности конкретной мишени учитываются также возможности нахождения соответствующих лигандов (ингибиторов или активаторов). В процессе поиска базовых структур новых лигандов и на этапе оптимизации свойств веществ-кандидатов широко используются компьютерные методы. То есть именно биоинформатика и биоинформатические методы позволяют сократить и упростить самый долгий и сложный процесс в создании поненциального лекарственного препарата - поиск мишени, на которую лучше всего будет воздействывать потенциальный кандидат на роль лекарства.

Ветви биоинформатики 

Геномика – инициализация генома человека и нарушений в нем,  что может привести либо к наследственным заболеваниям, либо к предрасположенности к ним.

Протеомика – направление, занимающееся сравнительным изучением клеточных протеомов т.е. наборов белков данной клетки в данной фазе ее развития в определенный момент времени.

Транскриптомика – инициализация всех матричных РНК, кодирующих белки, определение количества каждой индивидуальной мРНК, определение закономерностей экспрессии всех генов, кодирующих белки.

Метаболомика – инициализация и количественное определение всех метаболитов, синтезируемых (или находящихся) в данных клетках, тканях, органах и в биологических жидкостях.

РНомика – инициализация всех не кодирующих РНК, определение количества каждой индивидуальной нкРНК – определение закономерностей экспрессии всех нкРНК. 

С помошью биоинформатики и ее направлений можно виртуально смоделировать взаимодействие мишени с лигандом и посмотреть, может ли тот или иной кандидат на лекарство на самом деле каким-либо образом воздействовать а молекулу-мишень.