bioinformática 2 2011 tutorial

5/25/2018 Bioinformtica 2 2011 Tutorial

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Materia: Biologa Molecular

Carrera: Qumico Bacterilogo y Parasitlogo

Escuela Nacional de Ciencias Biolgicas

2011


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Autores:

Dra. Addy Cecilia Helguera Repetto

Dra. Lizbel Esperanza Len Sols

Dr. Jorge Francisco Cerna Corts

Dr. Juan Arturo Casteln Vega


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En este tutorial se hacen sealamientos

importantes mediante el uso de flechas,

crculos y letras de colores.


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Empleando la base de datos ENTREZ, obtener la secuencia

nucleotdica del gen aerA de Aeromonas hydrophila (Cdigo de

acceso: DQ186611) y realizar los siguientes anlisis

bioinformticos:

1- Obtener 5 secuencias homlogas al gen y delimitar las

secuencias codificantes de los genes.

2- Realizar el alineamiento de las secuencias mediante el

programa ClustalX.

3- Elaborar el rbol filogentico con los datos obtenidos en el

punto anterior.


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Obtencin de las secuencias homologas a aerA deAeromonas hydrophila

1.- Entrar a la pgina del

NCBI.

2.- Seleccionar

nucleotide

(nucletido) y escribir el

cdigo de acceso del

gen a buscar (en este

caso se seguir

estudiando el mismo

que para la prctica de

Bioinformtica I)


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1

Para guardar la

secuencia en formato

de texto se tiene queseleccionar la opcin

FASTA (1)


7/82

Se muestra unapgina en la cual

aparece la

secuencia

completa del gen,

la cual se guarda

como archivo de

texto (*.txt).


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Con la secuencia anterior

se procede a realizar la

bsqueda de secuencias

homlogas, para lo cual

se utiliza la herramientaBlast. En la pgina

inicial del NCBI

seleccionar Blast.


9/82

Seleccionar la

opcin

Nucleotide

blast.


10/82

Se puede escribir

el nmero de

acceso de la

secuencia enestudio o bien la

secuencia en

formato FASTA.

Dar la orden BLAST.

Escoger la base de datos endonde queremos realizar la

bsqueda (others).

1

2

3


11/82

Aparece una pantalla en la que

se muestran los alineamientos.

Elegir seis secuencias.

Al final de esta pantallapresionar el botn Get

selected sequences

(obtener la secuencia

seleccionada).


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Seleccionar los 6 recuadros

NO SELECCIONAR LAS

SECUENCIAS DEGENOMA COMPLETO Y

GUARDARLO COMO

FORMATO DE TEXTO


13/82

Una vez que se guardaron en

formato FASTA es

importante cambiarles el

nombre a uno ms pequeo.

Se guardan los cambios

hechos.


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Alineamiento de las secuencias por medio del programa ClustalX

Abrir el programa ClustalX y en

File (Archivo) dirigirse a

Load sequences (cargar

secuencias). Seleccionar el

archivo guardado

anteriormente.

Seleccionar multiple

alignment mode (modo de

alineamiento mltiple)


15/82

En alignment

(alineamiento) (1)

seleccionar Do

Complete alignment(Hacer el alineamiento

completo) (2).

Posteriormente aparece un recuadro

en el cual se indica en donde y conque extensiones se guarda el

dendrograma (*.dnd) (3) y el

alineamiento *.aln) (4) y finalmente

seleccionar align (alineamiento)

(5).

12

3

4

5


16/82

Construccin del rbol filogentico empleando el programa MEGA 2.1Al abrir el programa dirigirse a

File (Archivo) para seleccionar

Convert to MEGA format.

Convertir el archivoobtenido del programa

CLUSTALX.


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Se muestra un cuadro en el cual se

selecciona la ubicacin del archivogenerado en CLUSTALX con

extensin .aln (flecha) y seleccionar OK.

Posteriormente

aparece una

pantalla con las

secuencias del

alineamiento.


18/82

1- Cerrar archivo

del alineamiento.

2- Se muestra una

ventana en la cual seaceptan los cambios

Hechos.


19/82

1- Abrir el archivo

convertido a formato

MEGA.

2- Seleccionar la secuencia codificante.


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Seleccionar el

cdigo gentico

standard (1) y

cerrar la ventana

(2).

1

2


21/82

Se realiza el estudio

filogentico por medio

del mtodo del vecinoms cercano.

Primero se va a la opcin

de Phylogeny(Filogenia) (1) y despus

se selecciona el modelo

Neighbor-Joining

(vecino ms cercano) (2).

12


22/82

Una vez seleccionado el

tipo de anlisis, seprocede a determinar el

nmero de diferencias.

Aparece una pantalla

donde se selecciona:Models (1) (Modelos),

Nucleotide

(Nucletido) (2) y

finalmente No. of

Differences (No. De

diferencias) (3).

1

2

3


23/82

Se muestra un

rbol con las

distancias (con

respecto al nmero

de secuenciasnucleotdicas)

entre cada

secuencia en

estudio.


24/82

Para poder guardar

este rbol se va a

File (Archivo) y se

selecciona Export

current tree (Exportar

el rbol).

Posteriormente se elige

Image (Imagen) (1) paraguardar la imagen (y ser

vizualizada en otro

programa) escoger la

opcin marcada con la

flecha (2).

12


25/82

Se realiza otro estudio

filogentico basado

en la distancia evolutiva.

Se selecciona Models

(Modelos) (1), Nucleotide(Nucletido) (2) y finalmente

p-distance (Distancia P) (3).

1

23


26/82

Se muestra el rbol con las

distancias evolutivas, endonde cero significa que no

hay diferencias entre las

secuencias.


27/82

Empleando la base de datos ENTREZ, obtener la secuencia

nucleotdica de aerA de Aeromonas hydrophila (Cdigo de

acceso: DQ186611).

Delimitar la secuencia codificante del mismo y realizar una

bsqueda de protenas relacionadas empleado la

herramienta PSI-BLAST


28/82

Se requiere bajar

la secuencia del

gen, como ya seha hecho con

anterioridad.

1

2


29/82

En estainformacin se

puede observar

que el gen

completo consta

de 2526 pb.Se muestra como

resultado una hoja que se

proporciona informacin

general de la secuencia,

es importante seleccionarla regin codificante

marcada como CDS.


30/82

Una vez que se

selecciona la

secuencia

codificante, sta

posee un tamaode 1482 pb.


31/82

La secuencia se

guarda en los

formatos FASTA

y texto .

P ll b l


32/82

Para llevar a cabo la

bsqueda de protenas se

requiere tener la secuencia en

Aminocidos (aa), para

obtenerla se seleccionaprotein id (No. de acceso de

la protena).


33/82

Aparece una pgina que

contiene informacin

general, como el No. de aa.Cambiar a formato fasta (1) y

Guardar como texto (2)

Una vez que se obtiene la secuencia

se guarda como archivo de texto (*.txt).


34/82

Bsqueda de protenas relacionadas utilizando PSI-BLAST

Para hacer este

anlisis se ingresa

primero a la pgina

NCBI-BLAST y se

selecciona protein blast.


35/82

Se inserta el nmero de

acceso o la secuencia de

aminocidos.

Elegir el algoritmo Psi-Blast (1) y posteriormente

ejecutar BLAST (2).1

2


36/82

Aparece una pantalla en

la que se muestra el

dominio presente en

la protena, indicadodentro del

valo.

La pantalla se actualizaautomticamente para

mostrar las protenas

relacionadas.


37/82

En esta pantalla se

observan los

alineamientos

significativos conlas diferentes

protenas.


38/82

Hacer una bsqueda en Internet de sitios donde se

puedan realizar los siguientes anlisis

bioinformticos: determinacin de peso molecular ypunto isoelctrico de protenas, anlisis de

antigenicidad, bsqueda de pptidos seal y

modelamiento de protenas.


39/82

http://expasy.org/

Ir a

proteomics


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41/82

Determinar las propiedades fisicoqumicas de la protena.

En la pgina

de Proteomics:

1- Seleccionar

Protparam


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1- Pegar la secuencia

de la protena.

2- Elegir compute parameters


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Resultado: Aparece una

pantalla en donde semuestran algunas

propiedades tales como el

punto isoelctrico (1), peso

molecular (2) y composicin

atmica (3), entre otras.

1

2

3


44/82

Bsqueda de pptidos seal

Ir a proteomics(1) y

seleccionar protein

sequences and

identi fi cation (2)


45/82

Identificacin de

potenciales sitios

de corte

Pegar la secuenciade la protena (1)

Seleccionar la (s)

enzimas y/o los

qumicos que deseamos

probar (2)

Presionar perform (3)


46/82

Probables sitios

de corte identificados


47/82

Elaborar un modelo de estructura terciara de una protena

con base en homologa a protenas reportadas

Ir a

1. Proteomics

2. Protein structure 3. Ir aswiss-model repository


48/82

Pegar la secuenciade la protena


49/82

Estructura

terciaria

Protena


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Elaborar un modelo de estructura

terciara de una protena

1. proteomics

2. Protein structure

3. Ir a swiss model

workspace


51/82

Trabajar enAutomated mode


52/82

1. Poner la direccin electrnica

2. Titulo del proyecto

3. Pegar la secuencia de la protena


53/82

Resultado


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55/82

Bsqueda de promotores en aerA deAeromonas hydrophila

f S


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Es necesario contar con la secuencia de aerA en formato FASTA


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Ir a http://www.fruitfly.org/


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En el inferior dela pagina seleccionar

Analysis Tools

(herramientas de anlisis)


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Aparece una pgina que muestra las herramientas para el anlisis

(Analysis tools)

Elegir Promoter Prediction

(prediccin del promotor)


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Para la obtencin de la secuencia del promotor realizar lo siguiente:

Seleccionar la opcin de

1. prokaryote(procarionte).

2. no.

3. Ingresar en minimum

promoter score(puntuacin

mnima para el promotor) elvalor de 0.9.

4. Pegar la secuencia del gen.

5. Dar click a submit

(procesar).


61/82

Aparece la pagina con el resultado

Punto de inicio

de la transcripcin


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Convertir una secuencia

de DNA a RNA


63/82

El programa que se utiliza es el DNAMAN


64/82

Pgina principal del programa DNAMAN


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Para la conversin de la secuencia de DNA a RNA, realizar lo siguiente:

1. Seleccionar file (archivo).2. Elegir new(nuevo).


66/82

3. Introducir la secuencia

del gen.

4. Seleccionar la secuencia.


67/82

5- Ir a Sequence(secuencia).

6. Seleccionar load DNA1

(descargar DNA1).

7. Elegir from selection

(desde seleccin).


68/82

8- Aparece un recuadro.

Oprimir el botnaceptar.


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9- Ir a DNA1.

10- Elegir RNA sequence

(Secuencia de RNA).

A d ti l lt d


70/82

Aparece un recuadro que contiene el resultado

Secuencia de RNA.


71/82

Bsqueda de estructuras secundarias

relevantes para la secuencia del RNA


72/82

El programa que se utiliza es el Rnadraw


73/82

Pgina principal del programa


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1- Colocarse en el espacio

en blanco y presionar elbotn derecho del ratn.

Aparece un cuadro.

2- Seleccionar New file

(Archivo nuevo).

La bsqueda de estructuras secundarias relevantes para la secuencia

del RNA se realiza de la siguiente manera


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3- Aparece un cuadro, donde

hay que seleccionar la

opcin de import text file

(importar archivo de texto).

4- Seleccionar OK.


76/82

5- Aparece un recuadro donde

se debe seleccionarel archivo del gen en estudio,

el cual puede ser de DNA o RNA.

6- Elegir abrir.


77/82

Se muestra el archivo.


78/82

7- Colocar el ratn sobre la

secuencia y presionar el botn

Derecho. Aparece un recuadro.

8- Seleccionar calculate

(calcular) y se muestra otro

recuadro.

9- Elegir structure(s)

(estructura(s)).


79/82

10- Aparece un recuadro y

se presiona calculate

(calcular).


80/82

Comienza a calcular

la estructura.


81/82

El programa termina de calcular

la estructura secundaria del RNA.

11- Presionar en el signo +.

12- Elegir 2D radial drawing.

Resultado


82/82

Estructura secundaria

del RNA.

Resultado

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Documents

secuencias homlogas

lasecuencia enformato

datos obtenidos

base de datos endonde

base de datos entrez

enformato fasta esimportante

programa clustalxabrir

lassecuencias codificantes