Proyecto final bioinformatica, Tesis de Bioinformática

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BIOINFORMATICA

DRA. MARICELA SARITA MONTAÑO VALDEZ

P R O Y E C T O F I N A L

2 - 1 L B G

AMERICA LIZETH SANCHEZ ZUÑIGA.

Contenido

• INTRODUCCION.
• PROGRAMAS Y BASES DE DATOS UTILIZADOS.
  • BASES DE DATOS UTILIZADAS
  • PROGRAMAS UTILIZADOS
• PROTEINA.
  • Búsqueda de la proteína.
• GEN.
• APLICACIONES DE LA BIOINFORMATICA EN EL DISEÑO EXPERIMENTAL.
  • MAPA DE RESTRICCION.
  • TABLA DE RESTRICCION.
• VECTOR DE CLONACION.
• ALINEAMIENTOS.
  • BLAST.
  • ALINEAMIENTOS EN LINEA.
    • ALINEAMIENTO MUSCLE.
    • T-COFFEE
    • Expresso.
    • M-Coffee.
  • CLUSTAL X
• DISEÑO DE PRIMERS Y PCR INSILICO.
  • DISEÑO DE PRIMERS
  • PCR INSILICO.
• PREDICCION DE ESTRUCTURA DE LA PROTEINA.
• VISUALIZACION EN VMD.
• CONCLUSION.
• REFERENCIAS

PROGRAMAS Y BASES DE DATOS UTILIZADOS.

BASES DE DATOS UTILIZADAS

NCBI.

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/ NCBI alberga genoma secuenciado en GenBank, y un índice de los artículos biomédicos de investigación en PubMed Central y PubMed, así como otra información relevante a la biotecnología. Todas estas bases de datos son accesibles en línea con el motor de búsqueda de Entrez. PDB. https://www.rcsb.org/ PDB es el acrónimo de Program Database. Es un formato propietario de Microsoft que almacena información de depuración de las aplicaciones ejecutables en Windows (.exe y. dll). Se crea a partir del código fuente para obtener una relación exhaustiva de los símbolos UNIPROT. https://www.uniprot.org/ UniProt es un repositorio central de datos gratuito sobre proteínas. Esto lo ha convertido en el recurso líder a nivel mundial en cuanto al almacenamiento de información sobre proteínas. La mayoría de las entradas proviene de proyectos de secuenciación del genoma, y se encuentran publicadas en revistas científicas.

PROGRAMAS UTILIZADOS

BIOEDIT.

Bioedit es un programa gratuito para edición de alineamientos y análisis de secuencias que funciona únicamente sobre ambiente MS/Windows. Es, sin lugar a duda, uno de los programas más conocidos para edición de secuencias para dicho sistema operativo. BLAST. El BLAST es la herramienta más usada para la anotación y predicción funcional de genes o secuencias proteicas. Muchas variantes han sido creadas para resolver algunos problemas específicos de búsqueda. PRIMER3. Programa ampliamente utilizado para diseñar cebadores de PCR. La PCR es una herramienta en genética y biología molecular. Primer3 también puede diseñar sondas de hibridación y cebadores de secuenciación. SECUENCE MANIPULATION SUITE. Sequence Manipulation Suite es una colección de programas basados en la web para analizar y formatear secuencias de ADN y proteínas. La salida de cada programa es un conjunto de comandos HTML, que su navegador web representa como una página web estándar. Puede imprimir y guardar los resultados, y puede editarlos usando un editor HTML o un editor de texto. TCOFFE. Software para alineamiento múltiple de secuencias que utiliza un enfoque progresivo, basado en métodos de consistencia, es decir, que sea capaz de generar alineamientos múltiples que repr4esenten con la mayor fidelidad el alineamiento de las secuencias por parejas, Genera una biblioteca de alineamientos de pares para guiar e3l alineamiento múltiple de secuencias.

PROTEINA.

Dentro de las enzimas antimicrobianas reportadas, las lisozimas y las enzimas tipo lisozimas procedentes de diversas fuentes naturales han mostrado actividad antibacteriana y antifúngica, haciéndolas atractivas como nuevas alternativas para controlar los microorganismos patógenos. La lisozima de la clara de huevo es una proteína pequeña que desempeña un papel importante en el sistema inmunológico de las aves. La lisozima actúa como una defensa natural contra las bacterias al atacar y destruir las paredes celulares de ciertos microorganismos. Su mecanismo de acción radica en la capacidad de hidrolizar los enlaces glucosídicos entre los ácidos N-acetilmurámico y N-acetilglucosamina en la estructura de los peptidoglicanos, que son componentes esenciales de las paredes celulares bacterianas. la lisozima presente en la clara de huevo es una enzima con propiedades antimicrobianas que desempeña un papel importante en la protección contra bacterias. Su estudio desde la perspectiva de la bioinformática y la biología molecular puede proporcionar información valiosa sobre su estructura, función y potenciales aplicaciones en diversos campos, incluyendo la alimentación, la medicina y la biotecnología. Búsqueda de la proteína. LYZ LYSC CHICK en Uniprot. Tiene un total de 147 aminoácidos. Es una proteína cristalizada, se conocen 128 de sus aminoácidos. Organismo: Gallus Gallus. Longitud: 147 Aminoácidos. Las lisozimas tienen principalmente una función bacteriolítica Tiene actividad bacteriolítica contra M. luteus. La lisozima C es capaz tanto de hidrólisis como de transglicosilación; muestra también una ligera actividad esterasa. Actúa rápidamente tanto sobre el peptidoglicano sustituido por péptidos como sobre el no sustituido, y lentamente sobre los oligosacáridos de quitina.

Actividad catalítica Hidrólisis de enlaces (1->4)-beta entre residuos de ácido N-acetilmurámico y N- acetil-D-glucosamina en un peptidoglicano y entre residuos de N-acetil-D- glucosamina en quitodextrinas. Proteína cristalizada. Se conocen 128 de sus 147 aminoácidos. Código de PDB: 5YIN Es una hidrolasa de clara de huevo de gallina forma ortorrómbica sin precipitantes. El código de la proteína en NCBI es NP_990612.

APLICACIONES DE LA BIOINFORMATICA EN EL DISEÑO

EXPERIMENTAL.

MAPA DE RESTRICCION.

Para esta práctica utilizamos BioEdit, esta es un programa para edición de alineamientos y análisis de secuencias, cuenta con varias herramientas que van desde la creación de alineamientos hasta anotación de plásmidos. Las enzimas de restricción son aquellas que cortan los enlaces fosfodiéster del material genético a partir de una secuencia reconocida. Un mapa de restricción es utilizado para determinar las enzimas que cortan una secuencia de ADN, también señala aquellas que no cortan y determina los lugares específicos de corte de la secuencia en la que estamos trabajando. Cargaremos nuestra secuencia FASTA en Bioedit y generaremos nuestro mapa con el objetivo de encontrar las enzimas que no cortaran a nuestro gen para posteriormente utilizaras en nuestro vector de clonación. Utilizaremos el FASTA de nuestro gen Lysozyme C precursor [Gallus gallus] con ID 396218. Nuestras enzimas de interés son:

TABLA DE RESTRICCION.

En esta tabla vemos las enzimas de corte y sus sitio de reconocimiento, con que frecuencias y posiciones de corte.

Contiene promotores de ARN polimerasa SP6 y T7 y tiene región múltiple con muchos sitios de restricción en este caso las enzimas que nos interesan son AclI, ApaLI, BcgI, BglI, BssSI, EcoRV, HincII, KpnI, Acc65I entre otras.

ALINEAMIENTOS.

BLAST.

Los alineamientos con BLAST son una herramienta fundamental en bioinformática utilizada para comparar secuencias de ADN, ARN o proteínas y encontrar regiones similares entre ellas. BLAST permite identificar la similitud entre secuencias de interés y bases de datos de secuencias conocidas, lo que proporciona información sobre su relación evolutiva, función potencial y características estructurales. En esta práctica utilizaremos este programa directamente desde NCBI para hacer un alineamiento con el gen de nuestra proteína de interés. Utilizaremos la base de Nucleotide collection (nr/nt) ya que es la base de datos que contiene multitud de secuencias, es como realizar una consulta en general. El color rojo nos muestra la similitud entre las bases que alineamos. Las líneas de unión entre las cadenas resaltan las similitudes, en este caso obteneos la mayoría de nuestros resultados en rojo esto debido a contamos con un porcentaje de similitud demasiado ato con nuestra secuencia.

ALINEAMIENTOS EN LINEA.

ALINEAMIENTO MUSCLE.

La página MUSCLE es una herramienta en línea ampliamente utilizada para realizar alineamientos de secuencias de aminoácidos o nucleótidos. Su objetivo principal es generar alineamientos precisos y de alta calidad de manera rápida y eficiente. En este caso para correr el alineamiento con nuestro gen debemos primero correr un BLAST en NCBI con secuencias de RNA y descargamos los 10 primeros resultados. Una vez descarguemos el FASTA de las 10 secuencias iremos a muscle a correr nuestro alineamiento. Aquí podemos observar los árboles filogenéticos también.

T-COFFEE

Expresso. La página T-Coffee es una herramienta en línea utilizada para realizar alineamientos múltiples de secuencias biológicas, como secuencias de aminoácidos o nucleótidos. Su objetivo principal es generar alineamientos precisos y de alta calidad. En este caso tomaremos las secuencias descargadas en el anterior para correr nuestro alineamiento comprobar que tan parecida es nuestra secuencia con las obtenidas en el BLAST. Correremos nuestro alineamiento en la opción EXPRESSO para encontrar alineamientos estructurales. Posteriormente realizaremos también un alineamiento con M-Coffee. Los resultados en Expresso fueron los siguientes.