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BIOLOGIA CELULAR Y MOLECULAR 1 Actividades de Práctica P.Ch.M. ACTIVIDADES DE PRÁCTICA Biología 2015-10 Ms. Pablo Chuna Mogollón

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  • BIOLOGIA CELULAR Y MOLECULAR

    1 Actividades de Prctica P.Ch.M.

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    Biologa

    2015-10

    Ms. Pablo Chuna Mogolln

  • BIOLOGIA CELULAR Y MOLECULAR

    2 Actividades de Prctica P.Ch.M.

    UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO

    FACULTAD DE MEDICINA HUMANA

    ESCUELA PROFESIONAL DE MEDICINA HUMANA

    GUA DE PRCTICA DE

    BIOLOGA CELULAR Y MOLECULAR

    CICLO ACADMICO 2015-10

    Trujillo Per

    2015

    Pablo Chuna Mogolln. Gua de Prcticas de Biologa Celular y Molecular 2015-10 1 ed. Trujillo. 50p. Ninguna parte o la totalidad de esta publicacin, puede ser reproducida, almacenada transmitida por ningn medio, ya sea electrnico, mecnico, ptico, de grabacin o por fotocopia, sin autorizacin escrita del autor. Derechos reservados 2015 Primera edicin: Enero 2015 Impresa en Trujillo

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    3 Actividades de Prctica P.Ch.M.

    1. OBJETIVOS

    1. Identificar mutaciones como polimorfismos de un solo nucletido (SNPs)

    2. Navegar en herramientas bioinformticas online para traducir el ADN en una secuencia

    polipeptdica y, comparar y contrastar secuencias polipeptdicas silvestre y variantes.

    3. Determinar si las secuencias aminoacdicas obtenidas presentan mutacin silenciosa,

    mutacin de cambio de sentido o sin sentido.

    4. Hipotetizar si los SNP obtenidos podran causar resistencia a rimfapicina.

    2. INTRODUCCIN

    Tuberculosis (Tb) es una infeccin bacteriana mortal, que afecta principalmente los

    pulmones, y es causada por Mycobacterium tuberculosis (MTb). La transmisin de Tb ocurre

    cuando una persona afectada con tuberculosis tose, estornuda o aerosoliza la bacteria y luego

    sta es inhalada por otra persona.

    En todo el mundo, 8.8 millones de nuevos casos de Tb fueron diagnosticados y 1.5 millones

    de personas murieron de Tb en el ao 2010, la mayora de nuevos casos y muertes ocurren en

    pases en desarrollo. Se estima que para el ao 2020 cerca de 100 millones de personas

    puedan contraer la infeccin, 200 millones desarrollar la enfermedad y 50 millones podran morir

    a causa de sta. Se cree que un tercio de la poblacin mundial est infectada con M.

    tuberculosis. Sin embargo, 90% de estos infectados no desarrollaran un caso activo de Tb. Para

    aquellos que desarrollan Tb activa, los sntomas incluyen dolor en el pecho, tos prolongada,

    sangre en el esputo, fiebre, sudor nocturno y, prdida de peso. Sin un tratamiento efectivo, 66%

    de personas con Tb activa morirn.

    Debido a que es causada por una bacteria, la Tb puede ser tratada usando antibiticos, y en

    la actualidad existen 8 clases de drogas disponibles para tratar Tb. Dos antibiticos que son

    comnmente usados para tratar la Tb son isoniazida y rifampicina. Sin embargo, hay una

    creciente prevalencia de cepas multidrogorresistente (MDR) con ~650,000 casos en el 2010.

    Infecciones MDR-Tb son resistentes tanto a isoniazida como rifampicina. Las cepas

    extradrogorresistentes y totalmente drogorresistentes (XDR, TDR) muestran resistencia a

    isoniacida, rifampicina, a una fluoroquinolona y a una o ms de las 3 siguientes drogas anti-

    tuberculosas inyectables: capreomicina, kanamicina y amikicina.

    Las colonias de M. tuberculosis son de muy lento crecimiento, por lo que el tratamiento

    recomendado para un nuevo caso de Tb es 6 meses de una combinacin de 2-4 diferentes tipos

    de antibiticos. Para MDR-Tb, el tratamiento con al menos 4 efectivos antibiticos tomara de 18

    a 24 meses. Es importante cumplir el tratamiento mdico, una interrupcin del tratamiento por

    parte de las personas afectadas, puede conducir a la aparicin de cepas resistentes. Algunas

    mutaciones aleatorias podran permitir a estas cepas de MTb sobrevivir, reproducirse y generar

    una segunda infeccin que es resistente a los antibiticos usados para tratar la primera

    infeccin.

    El genoma de M. tuberculosis es aproximadamente de 4 millones de pares de bases con

    4,000 genes. Una cepa tipo silvestre de M. tuberculosis no tiene algn gen que confiera

    resistencia a antibiticos, hacindola susceptible a todas las 8 clases de antibiticos para

    tuberculosis. Otras cepas de M. tuberculosis, sin embargo, podran tener mutaciones tales como

    ANLISIS GENTICO USANDO HERRAMIENTAS

    BIOINFORMTICAS

    TUBERCULOSIS DROGORRESISTENTE

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    4 Actividades de Prctica P.Ch.M.

    polimorfismos de un solo nucletidos (SNPs) lo cual podra generar resistencia a ciertos

    antibiticos. Una vez, que una bacteria es resistente a un antibitico particular, aquel antibitico

    no es ms efectivo en matar la bacteria o curar la infeccin.

    Un SNP es una sustitucin de un nico par de bases que puede observarse cuando se

    comparan secuencias de ADN similares del mismo gen bien entre organismos, cepas o

    cromosomas homlogos (Fig. 1.) Un SNP que puede codificar para la misma secuencia

    aminoacdica como su homlogo es llamado un polimorfismo sinnimo, o una mutacin

    silenciosa. Un SNP que codifica para una diferente secuencia de aminocidos es llamado

    polimorfismo no sinnimo. Un polimorfismo no sinnimo puede o bien causar cambio de sentido,

    el cual resulta en un cambio de aminocido, o sin sentido, que resulta en un codn stop. (Fig. 2.)

    Alelo 1 A G G T C T A T T

    Alelo 2 A G G T G T A T T

    Fig. 1. Ejemplo de un polimorfismo de simple nucletido (SNP)

    Alelo tipo silvestre A G G T C T A T T

    ARNm transcrito U C C A G A U A A

    Secuencia de aminocidos (original) Serina Arginina Stop Original

    Polimorfismo sinnimo A G G T C C A T T

    ARNm transcrito U C C A G G U A A

    Secuencia de aminocidos (original) Serina Arginina Stop Mutacin silenciosa

    Polimorfismo no sinnimo A G G T G T A T T

    ARNm transcrito U C C A C A U A A

    Secuencia de aminocidos (original) Serina Treonina Stop M. cambio de sentido

    Polimorfismo no sinnimo A G G A C T A T T

    ARNm transcrito U C C U G A U A A

    Secuencia de aminocidos (original) Serina Stop M. sin sentido

    Fig. 2 Posibles consecuencias de SNPs

    Recuerde que el orden de aminocidos en un polipptido determina la forma tridimensional

    del polipptido y, consecuentemente la estructura y funcin de la protena.

    Los antibiticos actan sobre sitios de unin particulares en una protena diana que afectan la

    funcin de la protena. Debido a que la protena deja de trabajar, la bacteria no podra llevar a

    cabo sus funciones normales y morir. Por ejemplo, rifampicina un antibitico contra Tb- se

    une e inhibe a la subunidad beta (rpoB) de la enzima RNA polimerasa.

    Las bacterias que son resistentes a rifampicina pueden tener una mutacin en el gen que

    codifica rpoB lo que altera el sitio donde se une la rifampicina a la RNA polimerasa. Por lo tanto,

    la rifampicina no es capaz de unirse a la polimerasa, por lo que puede continuar trabajando, y la

    bacteria vive!

    En esta prctica, a usted se le asignarn la secuencias de ADN del gen de rpoB de una cepa

    silvestre de Mycobacterium tuberculosis (wild-type MTb) y la secuencias del rpoB de cepas

    variantees de MTb (VariantX MTb). Su trabajo es identificar algn SNPs en la secuencia gnica

    variante, determinar la secuencia de aminocidos tanto de los alelos wild-type MTb y variantX

    Mtb y si el polimorfismo es sinnimo o no sinnimo. Usted luego debe evaluar crticamente que

    efecto podra tener el SNP sobre el hecho de conferir resistencia a antibiticos a las cepas

    variantes de M. tuberculosis.

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    5 Actividades de Prctica P.Ch.M.

    3. MATERIALES Y EQUIPOS

    Laptop con acceso a internet

    Secuencia gnica de rpoB de Wild-type MTb (alelo tipo silvestre)

    Secuencia gnica de rpoB de variant MTb (alelo variante)

    Cdigo gentico y propiedades de aminocidos

    4. PROCEDIMIENTO

    A cada pareja de estudiantes se le asignar un documento digital conteniendo un segmento

    (nucletidos 1168-1429) de los 3519 nucletidos de la secuencia de ADN del gen rpoB

    (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/nuccore/NC_000962.3) de una cepa de Mycobacterium tuberculosis

    silvestre (wild-type MTb strain), con 3 de las 8 posibles variantes de M. tuberculosis (variant Mtb

    strains). La secuencia de ADN del gen rpoB de MT silvestre (MTb H37Rv) fue obtenida de

    tubercuList (http://tuberculist.epfl.ch) y las secuencias variantes fueron creadas usando

    polimorfismos reportados en TB Drug Resistance Mutation Database (Sandgren et al., 2009)

    http://www.plosmedicine.org/article/fetchObject.action?uri=info%3Adoi%2F10.1371%2Fjournal.p

    med.1000002&representation=PDF

    Parte A: Identificando SNPs

    1) Abra el documento digital que ha sido asignado a su grupo.

    2) Utilizaremos los programas bioinformticos, para hacer la tarea ms fcil y rpida.

    3) El ClustalW se puede correr on-line en muchos sitios y tambin se puede descargar uno,

    cualquiera de ellos:

    http://www.genome.jp/tools/clustalw/ http://www.pedb.org/scripts/clustalw.php

    http://www.ebi.ac.uk/clustalw/ http://www.es.embnet.org/cgi-bin/clustalw.cgi

    a. Ingrese a Internet y, vaya al ClustalW en http://www.genome.jp/tools/clustalw/

    b. En el ClustalW, ubquese en Enter your sequences haga click en DNA.

    c. Copia y pega las secuencias de ADN asignadas en el gran recuadro vaco. Asegrese

    que incluya las etiquetas de las secuencias (sequence labels). Ej. >wild-type_Tb para la

    secuencia del Mtb silvestre; >VariantA_Tb para la secuencia variante A de MTb.

    d. Haga click en Execute Multiple Alignment.

    e. En la pgina que aparece, seleccione en el encabezado superior clustalw.aln

    f. Observe el alineamiento de las cuatro secuencias. Estrellas (***) indican bases que son

    idnticas. Un espacio vaco indica un SNP.

    4) Imprima la hoja de los SNPs y coloque sus resultados en el Cuadro de la parte E.

    Parte B: Traduciendo DNA en aminocidos

    Existen websites que los cientficos usan para traducir una secuencia de DNA en una secuencia

    de aminocidos, entre ellos:

    http://exon.gatech.edu/genemark/genemarks.cgi http://linux1.softberry.com/berry.phtml

    Gene MarkS

    1) Ingrese a GeneMarkS en http://exon.gatech.edu/genemark/genemarks.cgi

    a. Ubique los datos originales de tus secuencias de ADN: wild-type Tb y variantes.

    b. Copia y pega las secuencia wild-type Tb y variantes en el recuadro grande. Asegrese

    de incluir la etiqueta de la secuencia (sequence label). Ej. >wild-type_Tb para la

    secuencia del Mtb silvestre; >VariantA_Tb para la secuencia variante A de MTb.

    c. Debajo de Output options marque los recuadros Protein sequence and Gene

    nucleotide sequence

    d. Haga click en Start GeneMarkS.

  • BIOLOGIA CELULAR Y MOLECULAR

    6 Actividades de Prctica P.Ch.M.

    e. En la pgina que aparece, haga click en gms.out.faa para obtener la secuencia del

    polipptido.

    f. Usted obtendr un resultado similar al recuadro de abajo.

    La secuencia de aminocidos es dada con el cdigo de una sola letra para los 20

    aminocidos. Ej. H = His = Histidina; K = Lis = Lisina; M = Met = Metionina.

    2) Luego, usted debe copiar y pegar las secuencias de aminocidos en un documento Word.

    a. Abra un documento en Word.

    b. En GeneMarkS, copie las secuencias de aminocidos wild-type y variantes (Ctrl-C)

    c. Pegue las secuencias en el documento Word (Ctrl-V)

    d. Dele una etiqueta como: >WT_rpoB_polypeptide para la secuencia polipeptdica wild-

    type, >X_rpoB_polypeptide. (Sustituye X con la letras variantes asignadas) para las

    secuencias polipeptdicas de las cepas variantes

    3) Imprima la hoja de las secuencias de aminocidos.

    Softberry

    a. Vaya a Softberry en http://linux1.softberry.com/berry.phtml

    b. En la columna de la izquierda, ubique Operon and Gene Finding in Bacteria.

    c. Haga click en FGENESB Gene Finding in Bacteria.

    d. Retorne a los datos originales asignados por su profesor.

    e. Copia y pega la secuencia gnica wild-type TB en el recuadro vaco. Asegrese de

    incluir la etiqueta de la secuencia (sequence label). Ej. >wild-type_TB.

    f. En el campo Choose closest organism, seleccione con el mouse BACTERIAL generic.

    g. Haga click en Process.

    h. Usted conseguir un resultado similar al recuadro de abajo.

    i. Abra un documento en Word. Copia y pega la secuencia de aminocidos en este

    documento. Dale una etiqueta como:: >WT_rpoB_protein.

    j. Repita los mismos pasos para las protenas variantes.

    k. Retorne a Softberry, click en back arrow, y borre la secuencia WT (Ctrl-A seleccione all,

    luego presione delete).

    l. Pega la secuencia variante. Dale una etiqueta como: >X_rpoB_protein. (Sustituya X

    con las letras variantes asignadas)

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    7 Actividades de Prctica P.Ch.M.

    Parte C: Identificando Polimorfismos Sinnimos y No Sinnimos

    1) A fin de determinar si el SNP de las secuencias variantes podran afectar la estructura y la

    funcin de la protena. Usted necesitar alinear las secuencias de aminocidos, y

    determinar si el SNP causa un polimorfismo sinnimo o no sinnimo en la protena variante.

    a. Ingrese a ClustalW at http://www.genome.jp/tools/clustalw/

    b. En Enter your sequences haga click en Protein.

    c. Copia y pega la secuencia aminoacdica de wild-type TB y variantes del documento

    Word obtenidos en la parte B. Asegrese que cada secuencia tenga una etiqueta como:

    > y un nombre.

    d. Haga click en Execute Multiple Alignment

    e. En la pgina que aparece, seleccione en el encabezado superior clustalw.aln

    f. Observe el alineamiento de las cuatro secuencias. Estrellas (***) indican aminocidos

    que son idnticos. Dos puntos(:), un punto (.) y un espacio vaco indican un cambio de

    aminocido. Una serie de guiones (----) indican prdida de aminocido.

    2) Imprima la hoja de los SNPs y coloque sus resultados en cuadro de la parte E.

    Parte D: Hipotetizando Resistencia a Antibiticos

    Un SNP en la regin del gen que codifica el sitio de unin de la rifampicina en la protena

    target (rpoB) podra cambiar la estructura de la protena (enzima RNA polimerasa) de tal manera

    que la rimfapicina no puede unirse a la subunidad beta de la enzima. Si esto sucede, la bacteria

    con la mutacin podra considerarse ser resistente a rifampicina.

    Su tarea ahora es hipotetizar si los alelos de las bacterias variantes de Tb que trabaj son o

    no resistentes a rifampicina.

    Pero, primero usted necesita informacin adicional para realizar su tarea

    El sitio de unin para rifampicina est localizado entre los aminocidos 36 y 67.

    Aminocidos con las mismas propiedades podran causar que la protena se pliegue en su

    forma original.

    Aminocidos con propiedades diferentes u opuestas podran causar cambio de forma de la

    protena.

    Fig 1. Rifampicina. a. Presentacin del frmaco rifampicina 300mg. b. Unin de rifampicina

    (rojo y amarillo) por unin cercana al centro activo (rosado) de la RNA polimerasa. c. Frmula

    estructural de rifampicina,

    Parte E: Comparando todas las variantes de los genes rpoB MTb de los grupos de Clase

    Llene la tabla 1 con los resultados obtenidos de los dos grupos de clase.

    c b a

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    8 Actividades de Prctica P.Ch.M.

    5. ACTIVIDADES COMPLEMENTARIAS

    1. Ingrese al NCBI books (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books), coloque en el recuadro Genes

    and Disease haga click en Search, en la parte inferior presione next, en esa segunda

    pgina, ubique el libro N26: Genes and Disease.

    2. Haga click sobre el libro y busque en la parte inferior el captulo 19, haga click all.

    3. En la nueva ventana ubique Blood and Lymph Diseases, y se abre una nueva pgina, deber

    ubicar debajo del texto Anemia, sickle cell, haga click all.

    4. En la parte derecha de la pgina abierta, haga click en Genome view para visualizar donde

    est localizado el gen en el cromosoma. Ir a Homo sapiens Annotation release 106 y haga

    click en . En la ventana que se abre, ubique en el lado izquierdo, el cromosoma 11, haga

    click all, busque en que sitio se ubica el gen de globina beta (HBB gene).

    5. A los estudiantes se le asignar un documento digital conteniendo la secuencia de ADN del

    gen de globina humana (hemoglobin subunit beta - Homo sapiens), adems 10 de las 662

    variantes mapeadas de protena NP_000509 (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/protein/4504349).

    La secuencia completa de ADN de la globina (HBB) se obtuvo de:

    http://www.ncbi.nlm.nih.gov/nuccore/NC_000011.8 y las secuencias variantes se obtuvieron

    de dbSNP Short Variations: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/SNP/snp3D.cgi?rsnum=11549405

    6. La secuencia del ARNm se obtuvo de: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/nuccore/NM_000518 . A

    mitad de la pgina abierta busque CD y haga click en NP_000509.1 para obtener la protena

    codificada. Arriba de esa secuenciase encuentra CDS, ubique CCDS7753.1 para conocer la

    localizacin en el cromosoma del CCDS sequence data, adems puede ver la localizacin

    exacta de los 3 exones y la secuencia traducida. Muevan el mouse sobre la secuencia de

    aminocidos y observe que sucede en la secuencia de nucletidos.

    7. La actividad consiste en realizar las 5 partes (A-E) que se desarrollaron para el caso de

    resistencia de M. tuberculosis. Llene la tabla 2 con los resultados obtenidos .

    6. BIBLIOGRAFA

    Castillejos M. de J. et al. Implicaciones de los polimorfismos de un solo nucletido en

    Mycobacterium tuberculosis y humanos en el manejo clnico de la tuberculosis. Rev. Inst.

    Nal. Enf. Resp. Mex. 2006: 19 (1): 38-46.

    http://www.medigraphic.com/pdfs/iner/in-2006/in061e.pdf

    Koch A., et al. The impact of drug resistance on Mycobacterium tuberculosis physiology:

    what can we learn from rifampicin ?. Emerging Microbes and Infections (2014) 3:1-11.

    http://www.nature.com/emi/journal/v3/n3/pdf/emi201417a.pdf

    Machado P. et al. La contribucin de los polimorfismos humanos del eritrocito en la

    proteccin contra la malaria. Rev Pan-Amaz Saude 2010; 1(4):85-96.

    http://scielo.iec.pa.gov.br/pdf/rpas/v1n4/es_v1n4a13.pdf

    Peuea O.A. Hemoglobina: una molcula modelo para el investigador. Vol. 36 N 3, 2005

    (Julio-Septiembre). http://www.scielo.org.co/pdf/cm/v36n3/v36n3a12

    Cuevas V., Zenteno R. Tuberculosis drogorresistente: mecanismos moleculares y mtodos

    diagnsticos. Enferm Infecc Microbiol Clin. 2010;28(9):621628.

    http://apps.elsevier.es/watermark/ctl_servlet?_f=10&pident_articulo=13184027&pident_usua

    rio=0&pcontactid=&pident_revista=28&ty=98&accion=L&origen=elsevier&web=www.elsevie

    r.es&lan=es&fichero=28v28n09a13184027pdf001.pdf

    From sequence to protein:

    http://www.tok.ro/toksite/downloads/Bioinformatika/Konyvek/feherje%20konyvek/Protein%20

    Structure%20and%20Function.pdf

  • BIOLOGIA CELULAR Y MOLECULAR

    9 Actividades de Prctica P.Ch.M.

    ANEXOS

    SECUENCIAS DE ADN DEL GRUPO 1: Secuencias del gen de la subunidad (rpoB)

    de la RNA Polymerasa de Mycobacterium tuberculosis

    >wild type rpob gene sequence of Mtb H37Rv

    ATGGAGCGGGTGGTCCGGGAGCGGATGACCACCCAGGACGTGGAGGCGATCACACCGCAGACGTT

    GATCAACATCCGGCCGGTGGTCGCCGCGATCAAGGAGTTCTTCGGCACCAGCCAGCTGAGCCAATTC

    ATGGACCAGAACAACCCGCTGTCGGGGTTGACCCACAAGCGCCGACTGTCGGCGCTGGGGCCCGGC

    GGTCTGTCACGTGAGCGTGCCGGGCTGGAGGTCCGCGACGTGCACCCGTCGCACTACGGCCGGAT

    GTGCCCGATCGAAACCCCTGAGGGGCCCAACATCGGTCTGATCGGCTCGCTGTCGGT

    >VariantA rpoB gene sequence

    ATGGAGCGGGTGGTCCGGGAGCGGATGACCACCCAGGACGTGGAGGCGATCACACCGCAGACGTT

    GATCAACATCCGGCCGGTGGTCACCGCGATCAAGGAGTTCTTCGGCACCAGCCAGCTGAGCCAATTC

    ATGGACCAGAACAACCCGCTGTCGGGGTTGACCCACAAGCGCCGACTGTCGGCGCTGGGGCCCGGC

    GGTCTGTCACGTGAGCGTGCCGGGCTGGAGGTCCGCGACGTGCACCCGTCGCACTACGGCCGGAT

    GTGCCCGATCGAAACCCCTGAGGGGCCCAACATCGGTCTGATCGGCTCGCTGTCGGT

    >VariantB rpoB gene sequence

    ATGGAGCGGGTGGTCCGGGAGCGGATGACCACCCAGGACGTGGAGGCGATCACACCGCAGACGTT

    GATCAACATCCGGCCGGTGGTCGCCGCGATCAAGGAGTTCTTCGGCACCAGCCAGCTGAGCCAATTC

    ATGTACCAGAACAACCCGCTGTCGGGGTTGACCCACAAGCGCCGACTGTCGGCGCTGGGGCCCGGC

    GGTCTGTCACGTGAGCGTGCCGGGCTGGAGGTCCGCGACGTGCACCCGTCGCACTACGGCCGGAT

    GTGCCCGATCGAAACCCCTGAGGGGCCCAACATCGGTCTGATCGGCTCGCTGTCGGT

    >VariantC rpoB gene sequence

    ATGGAGCGGGTGGTCCGGGAGCGGATGACCACCCAGGACGTGGAGGCGATCACACCGCAGACGTT

    GATCAACATCCGGCCGGTGGTCGCCGCGATCAAGGAGTTCTTCGGCACCAGCCAGCTGAGCCAATTC

    ATGGACCAGAACAACCCGGTGTCGGGGTTGACCCACAAGCGCCGACTGTCGGCGCTGGGGCCCGG

    CGGTCTGTCACGTGAGCGTGCCGGGCTGGAGGTCCGCGACGTGCACCCGTCGCACTACGGCCGGAT

    GTGCCCGATCGAAACCCCTGAGGGGCCCAACATCGGTCTGATCGGCTCGCTGTCGGT

    SECUENCIAS DE ADN DEL GRUPO 2: Secuencias del gen de la subunidad (rpoB)

    de la RNA Polymerasa de Mycobacterium tuberculosis

    >wild type rpob gene sequence of Mtb H37Rv

    ATGGAGCGGGTGGTCCGGGAGCGGATGACCACCCAGGACGTGGAGGCGATCACACCGCAGACGTT

    GATCAACATCCGGCCGGTGGTCGCCGCGATCAAGGAGTTCTTCGGCACCAGCCAGCTGAGCCAATTC

    ATGGACCAGAACAACCCGCTGTCGGGGTTGACCCACAAGCGCCGACTGTCGGCGCTGGGGCCCGGC

    GGTCTGTCACGTGAGCGTGCCGGGCTGGAGGTCCGCGACGTGCACCCGTCGCACTACGGCCGGAT

    GTGCCCGATCGAAACCCCTGAGGGGCCCAACATCGGTCTGATCGGCTCGCTGTCGGT

    >VariantD rpoB gene sequence

    ATGGAGCGGGTGGTCCGGGAGCGGATGACCACCCAGGACGTGGAGGCGATCACACCGCAGACGTT

    GATCAACATCCGGCCGGTGGTCGCCGCGATCAAGGAGTTCTTCGGCACCAGCCAGCTGAGCCAATTC

    ATGGACCAGAACAACCCGCTGTCGGGGTTGACCGACAAGCGCCGACTGTCGGCGCTGGGGCCCGG

    CGGTCTGTCACGTGAGCGTGCCGGGCTGGAGGTCCGCGACGTGCACCCGTCGCACTACGGCCGGAT

    GTGCCCGATCGAAACCCCTGAGGGGCCCAACATCGGTCTGATCGGCTCGCTGTCGGT

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    10 Actividades de Prctica P.Ch.M.

    >VariantE rpoB gene sequence

    ATGGAGCGGGTGGTCCGGGAGCGGATGACCACCCAGGACGTGGAGGCGATCACACCGCAGACGTT

    GATCAACATCCGGCCGGTGGTCGCCGCGATCAAGGAGTTCTTCGGCACCAGCCAGCTGAGCCAATTC

    ATGGACCAGAACAACCCGCTGTCGGGGTTGACCCACAAGCGCCGACTGTCGGCGCTGGGGCCCGGC

    GGTCTGTCACGTGAGCGTGCCGTGCTGGAGGTCCGCGACGTGCACCCGTCGCACTACGGCCGGATG

    TGCCCGATCGAAACCCCTGAGGGGCCCAACATCGGTCTGATCGGCTCGCTGTCGGT

    >VariantF rpoB gene sequence

    ATGGAGCGGGTGGTCCGGGAGCGGATGACCACCCAGGACGTGGAGGCGATCACACCGCAGACGTT

    GATCAACATCCGGCCGGTGGTCGCCGCGATCAAGGAGTTCTTCGGCACCAGCCAGCTGAGCTAATTC

    ATGGACCAGAACAACCCGCTGTCGGGGTTGACCCACAAGCGCCGACTGTCGGCGCTGGGGCCCGGC

    GGTCTGTCACGTGAGCGTGCCGGGCTGGAGGTCCGCGACGTGCACCCGTCGCACTACGGCCGGAT

    GTGCCCGATCGAAACCCCTGAGGGGCCCAACATCGGTCTGATCGGCTCGCTGTCGGT

    SECUENCIAS DE ADN, ARN Y PROTENA DE LA GLOBINA HUMANA (HBB)

    ADN: Secuencia completa del gen de HBB en formato FASTA

    La secuencia completa de nucletidos del gen de globina humana (5 3). Las letras maysculas

    en negro corresponden a la secuencia que va a codificar una ARNm maduro (exones). Las letras

    minsculas de color celeste indican los intrones. Las letras de color rojo corresponden a ATG el

    codn de inicio (AUG en el ARNm) y TAA el codn stop (UAA en el ARNm). Las secuencias de color

    morado: ATAAAA y AATAAA corresponden a la caja tata y seal de poliadenilacin. Las letras de

    color marrn son secuencias no codificantes (De: Lawn RM . Efstratiadis A., OConell C., et al.

    [1980]. The nucleotide sequence of the human -globin gene. Cell 21: 647651.)

    >ref|NC_000011.8|NC_000011:c5204877-5203272 Homo sapiens chromosome 11, (1606 nt)

    5 cataaaagtcagggcagagccatctattgcttACATTTGCTTCTGACACAACTGTGTTCACTAGCAACCTCAAACAGACACC

    ATGGTGCATCTGACTCCTGAGGAGAAGTCTGCCGTTACTGCCCTGTGGGGCAAGGTGAACGTGGATGAAGTTGGT

    GGTGAGGCCCTGGGCAGgttggtatcaaggttacaagacaggtttaaggagaccaatagaaactgggcatgtggagacagagaagactctt

    gggtttctgataggcactgactctctctgcctattggtctattttcccacccttagGCTGCTGGTGGTCTACCCTTGGACCCAGAGGTTCT

    TTGAGTCCTTTGGGGATCTGTCCACTCCTGATGCTGTTATGGGCAACCCTAAGGTGAAGGCTCATGGCAAGAAAGT

    GCTCGGTGCCTTTAGTGATGGCCTGGCTCACCTGGACAACCTCAAGGGCACCTTTGCCACACTGAGTGAGCTGCAC

    TGTGACAAGCTGCACGTGGATCCTGAGAACTTCAGGgtgagtctatgggacgcttgatgttttctttccccttcttttctatggttaagtt

    catgtcataggaaggggataagtaacagggtacagtttagaatgggaaacagacgaatgattgcatcagtgtggaagtctcaggatcgttttagtttc

    ttttatttgctgttcataacaattgttttcttttgtttaattcttgctttctttttttttcttctccgcaatttttactattatacttaatgccttaacattgtgataa

    caaaaggaaatatctctgagatacattaagtaacttaaaaaaaaactttacacagtctgcctagtacattactatttggaatatatgtgtgcttatttgc

    atattcataatctccctactttattttcttttatttttaattgatacataatcattatacatatttatgggttaaagtgtaatgttttaatatgtgtacacatat

    tgaccaaatcagggtaattttgcatttgtaattttaaaaaatgctttcttcttttaatatacttttttgtttatcttatttctaatactttccctaatctctttctt

    tcagggcaataatgatacaatgtatcatgcctctttgcaccattctaaagaataacagtgataatttctgggttaaggcaatagcaatatctctgcatat

    aaatatttctgcatataaattgtaactgatgtaagaggtttcatattgctaatagcagctacaatccagctaccattctgcttttattttatggttgggata

    aggctggattattctgagtccaagctaggcccttttgctaatcatgttcatacctcttatcttcctcccacagCTCCTGGGCAACGTGCTGGTCT

    GTGTGCTGGCCCATCACTTTGGCAAAGAATTCACCCCACCAGTGCAGGCTGCCTATCAGAAAGTGGTGGCTGGTG

    TGGCTAATGCCCTGGCCCACAAGTATCACTAAGCTCGCTTTCTTGCTGTCCAATTTCTATTAAAGGTTCCTTTGTTCC

    CTAAGTCCAACTACTAAACTGGGGGATATTATGAAGGGCCTTGAGCATCTGGATTCTGCCTAATAAAAAACATTTA

    TTTTCATTGC aatgatgtatttaaattatttctgaattttactaaaaagggaatgtgggaggtcagtgcatttaaaacataaagaaatgatga 3

  • BIOLOGIA CELULAR Y MOLECULAR

    11 Actividades de Prctica P.Ch.M.

    ARN: Secuencia del ARNm de HBB en formato FASTA

    >gi|28302128|ref|NM_000518.4| Homo sapiens hemoglobin, beta (HBB), mRNA (444 nt)

    ACATTTGCTTCTGACACAACTGTGTTCACTAGCAACCTCAAACAGACACCATGGTGCATCTGACTCCTGAGGAGAA

    GTCTGCCGTTACTGCCCTGTGGGGCAAGGTGAACGTGGATGAAGTTGGTGGTGAGGCCCTGGGCAGGCTGCTGG

    TGGTCTACCCTTGGACCCAGAGGTTCTTTGAGTCCTTTGGGGATCTGTCCACTCCTGATGCTGTTATGGGCAACCCT

    AAGGTGAAGGCTCATGGCAAGAAAGTGCTCGGTGCCTTTAGTGATGGCCTGGCTCACCTGGACAACCTCAAGGGC

    ACCTTTGCCACACTGAGTGAGCTGCACTGTGACAAGCTGCACGTGGATCCTGAGAACTTCAGGCTCCTGGGCAAC

    GTGCTGGTCTGTGTGCTGGCCCATCACTTTGGCAAAGAATTCACCCCACCAGTGCAGGCTGCCTATCAGAAAGTGG

    TGGCTGGTGTGGCTAATGCCCTGGCCCACAAGTATCACTAAGCTCGCTTTCTTGCTGTCCAATTTCTATTAAAGGTT

    CCTTTGTTCCCTAAGTCCAACTACTAAACTGGGGGATATTATGAAGGGCCTTGAGCATCTGGATTCTGCCTAATAAA

    AAACATTTATTTTCATTGC

    Protena: Secuencia de la cadena polipeptdica de HBB en formato FASTA

    >gi|4504349|ref|NP_000509.1| beta globin [Homo sapiens], (147 aa)

    MVHLTPEEKSAVTALWGKVNVDEVGGEALGRLLVVYPWTQRFFESFGDLSTPDAVMGNPKVKAHGKKVLGAFSDGL

    AHLDNLKGTFATLSELHCDKLHVDPENFRLLGNVLVCVLAHHFGKEFTPPVQAAYQKVVAGVANALAHKY

    Secuencias del gen de la de la globina (HBB) humana y sus variantes

    >normal HBB human sequence

    ATGGTGCATCTGACTCCTGAGGAGAAGTCTGCCGTTACTGCCCTGTGGGGCAAGGTGAACGTGGATGAAGTTGGTG

    GTGAGGCCCTGGGCAGGCTGCTGGTGGTCTACCCTTGGACCCAGAGGTTCTTTGAGTCCTTTGGGGATCTGTCCACT

    CCTGATGCTGTTATGGGCAACCCTAAGGTGAAGGCTCATGGCAAGAAAGTGCTCGGTGCCTTTAGTGATGGCCTGG

    CTCACCTGGACAACCTCAAGGGCACCTTTGCCACACTGAGTGAGCTGCACTGTGACAAGCTGCACGTGGATCCTGAG

    AACTTCAGGCTCCTGGGCAACGTGCTGGTCTGTGTGCTGGCCCATCACTTTGGCAAAGAATTCACCCCACCAGTGCA

    GGCTGCCTATCAGAAAGTGGTGGCTGGTGTGGCTAATGCCCTGGCCCACAAGTATCACTAA

    >VariantA HBB gene sequence

    ATGGTGCATCTGACTCCTGAGGAAAAGTCTGCCGTTACTGCCCTGTGGGGCAAGGTGAACGTGGATGAAGTTGGTG

    GTGAGGCCCTGGGCAGGCTGCTGGTGGTCTACCCTTGGACCCAGAGGTTCTTTGAGTCCTTTGGGGATCTGTCCACT

    CCTGATGCTGTTATGGGCAACCCTAAGGTGAAGGCTCATGGCAAGAAAGTGCTCGGTGCCTTTAGTGATGGCCTGG

    CTCACCTGGACAACCTCAAGGGCACCTTTGCCACACTGAGTGAGCTGCACTGTGACAAGCTGCACGTGGATCCTGAG

    AACTTCAGGCTCCTGGGCAACGTGCTGGTCTGTGTGCTGGCCCATCACTTTGGCAAAGAATTCACCCCACCAGTGCA

    GGCTGCCTATCAGAAAGTGGTGGCTGGTGTGGCTAATGCCCTGGCCCACAAGTATCACTAA

    >VariantB HBB gene sequence

    ATGGTGCATCTGACTCCTGAGGAGAAGTCTGCCGTTACTGCCCTGTGGGGAAAGGTGAACGTGGATGAAGTTGGTG

    GTGAGGCCCTGGGCAGGCTGCTGGTGGTCTACCCTTGGACCCAGAGGTTCTTTGAGTCCTTTGGGGATCTGTCCACT

    CCTGATGCTGTTATGGGCAACCCTAAGGTGAAGGCTCATGGCAAGAAAGTGCTCGGTGCCTTTAGTGATGGCCTGG

    CTCACCTGGACAACCTCAAGGGCACCTTTGCCACACTGAGTGAGCTGCACTGTGACAAGCTGCACGTGGATCCTGAG

    AACTTCAGGCTCCTGGGCAACGTGCTGGTCTGTGTGCTGGCCCATCACTTTGGCAAAGAATTCACCCCACCAGTGCA

    GGCTGCCTATCAGAAAGTGGTGGCTGGTGTGGCTAATGCCCTGGCCCACAAGTATCACTAA

  • BIOLOGIA CELULAR Y MOLECULAR

    12 Actividades de Prctica P.Ch.M.

    >VariantC HBB gene sequence

    ATGGTGCATCTGACTCCTGAGGAGAAGTCTGCCGTTACTGCCCTGTGGGGCAAGGTGAAAGTGGATGAAGTTGGTG

    GTGAGGCCCTGGGCAGGCTGCTGGTGGTCTACCCTTGGACCCAGAGGTTCTTTGAGTCCTTTGGGGATCTGTCCACT

    CCTGATGCTGTTATGGGCAACCCTAAGGTGAAGGCTCATGGCAAGAAAGTGCTCGGTGCCTTTAGTGATGGCCTGG

    CTCACCTGGACAACCTCAAGGGCACCTTTGCCACACTGAGTGAGCTGCACTGTGACAAGCTGCACGTGGATCCTGAG

    AACTTCAGGCTCCTGGGCAACGTGCTGGTCTGTGTGCTGGCCCATCACTTTGGCAAAGAATTCACCCCACCAGTGCA

    GGCTGCCTATCAGAAAGTGGTGGCTGGTGTGGCTAATGCCCTGGCCCACAAGTATCACTAA

    >VariantD HBB gene sequence

    ATGGTGCATCTGACTCCTGAGGAGAAGTCTGCCGTTACTGCCCTGTGGGGCAAGGTGAACGTGGATGAAGTTGGTG

    GTGAGGCCATGGGCAGGCTGCTGGTGGTCTACCCTTGGACCCAGAGGTTCTTTGAGTCCTTTGGGGATCTGTCCACT

    CCTGATGCTGTTATGGGCAACCCTAAGGTGAAGGCTCATGGCAAGAAAGTGCTCGGTGCCTTTAGTGATGGCCTGG

    CTCACCTGGACAACCTCAAGGGCACCTTTGCCACACTGAGTGAGCTGCACTGTGACAAGCTGCACGTGGATCCTGAG

    AACTTCAGGCTCCTGGGCAACGTGCTGGTCTGTGTGCTGGCCCATCACTTTGGCAAAGAATTCACCCCACCAGTGCA

    GGCTGCCTATCAGAAAGTGGTGGCTGGTGTGGCTAATGCCCTGGCCCACAAGTATCACTAA

    >VariantE HBB gene sequence

    ATGGTGCATCTGACTCCTGAGGAGAAGTCTGCCGTTACTGCCCTGTGGGGCAAGGTGAACGTGGATGAAGTTGGTG

    GTGAGGCCCTGGGCAGGCTGCTGGTGGTCTACCCTTGGACCCAGAGGTTCTTTGAGTCCTTTGGGGATCTGTCCACC

    CCTGATGCTGTTATGGGCAACCCTAAGGTGAAGGCTCATGGCAAGAAAGTGCTCGGTGCCTTTAGTGATGGCCTGG

    CTCACCTGGACAACCTCAAGGGCACCTTTGCCACACTGAGTGAGCTGCACTGTGACAAGCTGCACGTGGATCCTGAG

    AACTTCAGGCTCCTGGGCAACGTGCTGGTCTGTGTGCTGGCCCATCACTTTGGCAAAGAATTCACCCCACCAGTGCA

    GGCTGCCTATCAGAAAGTGGTGGCTGGTGTGGCTAATGCCCTGGCCCACAAGTATCACTAA

    >VariantF HBB gene sequence

    ATGGTGCATCTGACTCCTGAGGAGAAGTCTGCCGTTACTGCCCTGTGGGGCAAGGTGAACGTGGATGAAGTTGGTG

    GTGAGGCCCTGGGCAGGCTGCTGGTGGTCTACCCTTGGACCCAGAGGTTCTTTGAGTCCTTTGGGGATCTGTCCACT

    CCTGATGCTGTTATGGGCAACCCTAAGGTGAAGGCTCATGGCAAGAACGTGCTCGGTGCCTTTAGTGATGGCCTGG

    CTCACCTGGACAACCTCAAGGGCACCTTTGCCACACTGAGTGAGCTGCACTGTGACAAGCTGCACGTGGATCCTGAG

    AACTTCAGGCTCCTGGGCAACGTGCTGGTCTGTGTGCTGGCCCATCACTTTGGCAAAGAATTCACCCCACCAGTGCA

    GGCTGCCTATCAGAAAGTGGTGGCTGGTGTGGCTAATGCCCTGGCCCACAAGTATCACTAA

    >VariantG HBB gene sequence

    ATGGTGCATCTGACTCCTGAGGAGAAGTCTGCCGTTACTGCCCTGTGGGGCAAGGTGAACGTGGATGAAGTTGGTG

    GTGAGGCCCTGGGCAGGCTGCTGGTGGTCTACCCTTGGACCCAGAGGTTCTTTGAGTCCTTTGGGGATCTGTCCACT

    CCTGATGCTGTTATGGGCAACCCTAAGGTGAAGGCTCATGGCAAGAAAGTGCTCGGTGCCTTTAGTGATGGCCTGG

    CTCAACTGGACAACCTCAAGGGCACCTTTGCCACACTGAGTGAGCTGCACTGTGACAAGCTGCACGTGGATCCTGAG

    AACTTCAGGCTCCTGGGCAACGTGCTGGTCTGTGTGCTGGCCCATCACTTTGGCAAAGAATTCACCCCACCAGTGCA

    GGCTGCCTATCAGAAAGTGGTGGCTGGTGTGGCTAATGCCCTGGCCCACAAGTATCACTAA

    >VariantH HBB gene sequence

    ATGGTGCATCTGACTCCTGAGGAGAAGTCTGCCGTTACTGCCCTGTGGGGCAAGGTGAACGTGGATGAAGTTGGTG

    GTGAGGCCCTGGGCAGGCTGCTGGTGGTCTACCCTTGGACCCAGAGGTTCTTTGAGTCCTTTGGGGATCTGTCCACT

    CCTGATGCTGTTATGGGCAACCCTAAGGTGAAGGCTCATGGCAAGAAAGTGCTCGGTGCCTTTAGTGATGGCCTGG

    CTCACCTGGACAACCTCAAGGGCACCTTTGCCACACTGAGTGAGCTGCACTGTGACAAGCTGCAAGTGGATCCTGAG

    AACTTCAGGCTCCTGGGCAACGTGCTGGTCTGTGTGCTGGCCCATCACTTTGGCAAAGAATTCACCCCACCAGTGCA

    GGCTGCCTATCAGAAAGTGGTGGCTGGTGTGGCTAATGCCCTGGCCCACAAGTATCACTAA

  • BIOLOGIA CELULAR Y MOLECULAR

    13 Actividades de Prctica P.Ch.M.

    >VariantI HBB gene sequence

    ATGGTGCATCTGACTCCTGAGGAGAAGTCTGCCGTTACTGCCCTGTGGGGCAAGGTGAACGTGGATGAAGTTGGTG

    GTGAGGCCCTGGGCAGGCTGCTGGTGGTCTACCCTTGGACCCAGAGGTTCTTTGAGTCCTTTGGGGATCTGTCCACT

    CCTGATGCTGTTATGGGCAACCCTAAGGTGAAGGCTCATGGCAAGAAAGTGCTCGGTGCCTTTAGTGATGGCCTGG

    CTCACCTGGACAACCTCAAGGGCACCTTTGCCACACTGAGTGAGCTGCACTGTGACAAGCTGCACGTGGATCCTGAG

    AACTTCAGGCTCCTGGGCAACGTGCTGGTCTGTGTGCTGGCCCATCACTTTGGCAAAGAATTAACCCCACCAGTGCA

    GGCTGCCTATCAGAAAGTGGTGGCTGGTGTGGCTAATGCCCTGGCCCACAAGTATCACTAA

    >VariantJ HBB gene sequence

    ATGGTGCATCTGACTCCTGAGGAGAAGTCTGCCGTTACTGCCCTGTGGGGCAAGGTGAACGTGGATGAAGTTGGTG

    GTGAGGCCCTGGGCAGGCTGCTGGTGGTCTACCCTTGGACCCAGAGGTTCTTTGAGTCCTTTGGGGATCTGTCCACT

    CCTGATGCTGTTATGGGCAACCCTAAGGTGAAGGCTCATGGCAAGAAAGTGCTCGGTGCCTTTAGTGATGGCCTGG

    CTCACCTGGACAACCTCAAGGGCACCTTTGCCACACTGAGTGAGCTGCACTGTGACAAGCTGCACGTGGATCCTGAG

    AACTTCAGGCTCCTGGGCAACGTGCTGGTCTGTGTGCTGGCCCATCACTTTGGCAAAGAATTCACCCCACCAGTGCA

    GGCTGCCTATCAGAAAGTGGTGGCTGGTGTGGCTAAAGCCCTGGCCCACAAGTATCACTAA

    Tabla 1 Comparacin de todas las variantes de los genes rpoB MTb

    MTb Variantes

    Mutacin Silenciosa, cambio de

    sentido, Sin sentido en la secuencia de aminocidos

    Cambio de aminocido entre tipo silvestre y

    variante (De __ a ___ o no cambia)

    Polimorfismo sinnimo o

    no sinnimo

    Propiedades qumicas del aminocido que cambia

    Est el cambio de aminocido en el sitio de unin de la rimfapicina

    (entre 36-67 aa)

    Inferencia: podra esta variante ser resistente a rifampicina ?

    A

    B

    C

    D

    E

    F

    Observaciones: ...

    ..

  • BIOLOGIA CELULAR Y MOLECULAR

    14 Actividades de Prctica P.Ch.M.

    Tabla 2. Comparacin de todas las variantes de los genes HBB

    HBB

    Variantes

    Mutacin silenciosa,

    cambio de sentido, sin

    sentido en la secuen-

    cia de aminocidos

    Cambio de

    aminocido entre tipo

    silvestre y variante (De

    __ a ___ o no cambia)

    Polimorfismo

    sinnimo o no

    sinnimo

    Propiedades

    qumicas del

    aminocido que

    cambia

    A

    B

    C

    D

    E

    F

    G

    H

    I

    J

    Observaciones: ...

    ..