Ejercicios de Bioinformtica Flores Snchez Mnica Arisbet

2.-Ejercicio de MapViewer.

a) Seleccionar en la ventana de la izquierda el organismo y lo que se quiere buscar (usar nombre del gen, o genes implicados en una funcin (cncer related genes, diabetes related genes, hypertension related genes, obesity, Alzheimer, sex, inteligence, oncogenes y tumor supresor genes, etc).

a) Seleccione dos tema cualesquiera y haga una tabla que contenga: Cuntos genes estn relacionados a la obesidad /diabetes, y su localizacin cromosmica.

Pan troglodytes (chimpanzee) genome view

Enfermedad No. de genes No. de Cromosomas

Alzheimer (APP) 1498 11, 17 ,21 , X

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/mapview/map_search.cgi?taxid=9598&query=APP

Canis lupus familiaris (dog) genome view

Enfermedad No. de genes No. de Cromosomas Fibrosis Qustica (CFTR) 15 hits 14

COMENTARIO:

Este programa permite detectar los genes presentes en algn organismo seleccionado , la estructura y organizacin que maneja hace que su manipulacin sea fcil y rpida , de hecho da pie a que sigas buscando genes en ms especies.La nica desventaja que encontr (quiz porque no busqu lo suficiente) fue el hecho de que debes conocer la abreviatura del gen de inters y el nombre cientfico del organismo, infiero que esto no es problema para las personas que continuamente consultan esta base de datos , no obstante sugiero que exista un programa adicional que apoye en este tipo de inconveniente.

3. Ejercicio de Genomes. Uso de GENOME-NCBI

En la seccin de GENOMES del sitio NCBI seleccione la liga Browse genomes y haga una tabla que contenga 3 genomas de cada uno de los siguientes organismos:

Nombre

Tamao genoma

(Mb)

No. de cromosomas

No. de genes

Virus

Abelson murine leukemia virus

0.005894

1

1

Acholeplasma phage L2

0.011965

1

14

Abalone herpesvirus Victoria/AUS/2009

0.211518

1

118

bacterias

Escherichia coli O157:H7 str. Sakai

5.59448

-

5,360

Abiotrophia defectiva

2.04

--

2,010

Chrysanthemum coronarium' phytoplasma

0.74

-

928

Protozoarios

Babesia bovis

8.17971

4

Chr 2- 785

Cryptosporidium

9.50978

-

6

Leishmania mexicana

32.1087

34

Chr1-83

Plantas

Beta vulgaris

568.609

9

Chr 1- 1,755

Fragaria vesca

214.373

14

LG7-- 3,110

Micromonas

21.1093

17

Chr 1-- 754

Mamferos (no humanos)

Bos taurus

2983.31

31

334

Chinchilla lanigera

2390.87

31

CAMBIAR

Mus musculus (house mouse)

2800.06

21

11510

Primates

Pan troglodytes (chimpanzee)

3309.58

25

Chr 1- 3,145

Papio anubis (olive baboon)

2948.4

21

Chr1 -- 3,629

Pongo abelii

3441.24

24

Chr 1-2,916

Humano

Homo sapiens

9506.67

25

Chr1 -- 3,958

Homo sapiens neanderthalensis (Neandertal)

16.565 KB

-

37

Homo sapiens ssp. Denisova

16.570 KB

-

36

COMENTARIO:

Por medio de este programa se puede obtener de manera general datos como tamao de genoma, cromosomas y nmero de genes de un organismo. Es importante mencionar que la pgina se encuentra totalmente organizada de manera que se pueda hacer tanto una bsqueda general utilizando todas las clasificaciones con las que cuenta la pgina. Para el caso de del nmero de genomas no se aprecia en todos los organismos la cantidad total, por lo que slo se seleccion un cromosoma y de ste se report el nmero de genes.

9.-GEN asignado: Se les mandar una lista de genes (uno para cada alumno) y reportarn la siguiente informacin:

a) Nombre oficial del gen y alias

Nonmbre oficial : MBP ID Entrez Gene :4155 ID Ensembl : ENSG00000197971

Aliases

Myelin Basic Protein1 2 Myelin A1 Protein2 3 Myelin Membrane Encephalitogenic Protein2 3

Nombre corto: MBP

Nombres alternativos:Myelin A1 protein ,Myelin Membrane Encephalitogenic Protein

Nombre de genes: MBP Organismo: Homo sapiens (Humano)

b) Contexto genmico:

Localizacin del gen 18q23

En que cromosoma se encuentra Cromosoma 18

De qu cadena se transcribe Cadena -

Cules son sus genes vecinos: Algunos de los genes vecinos se encuentran en la siguiente captura de pantalla esto se consiguio al entrar en GenCards --> Genomic Views y seleccionar GeneLoc location for GC18M074690: view genomic region.

Se pueden apreciar algunos genes vecino , la mayora de ellos se encuentran en la cadena negativa , entre ellos destaca GALRI exon structure el cual es receptor 1 de Galina.

Otros genes vecinos tambin se pueden apreciar con Map viewer

c) Secuencia genmica y su ID (solo reporte el tamao, no muestre la secuencia, puede ser muy grande!)

La secuencia genomica se encuentra en:

LOCUS NC_000018 154857 bp DNA linear CON 13-AUG-2013

DEFINITION Homo sapiens chromosome 18, GRCh37.p13 Primary Assembly.

ACCESSION NC_000018

REGION: complement(74690783..74845639) GPC_000000042

GENE

gene 866..154851 /gene="MBP" /note="myelin basic protein;

GeneID:4155" /db_xref="HGNC:HGNC:6925" /db_xref="HPRD:01158" /db_xref="MIM:159430"

Ensembl version ID : ENSG00000197971 .Este mapa del gen va de 74,690,783-74,845,639 en GRCh37.

La manera ms sencilla de buscar esta informacin fue en GeneCards en el apartado de Genomic Views ; pero para confirmar se us el NCBI en concreto Entrez y despus Ensembl.Las bases de datos empleadas presentan la misma informacin ,pero en lo personal ENSEMBL tiene ms estructura, y GeneCards es el ms sencillo de entender.

MBP myelin basic protein [ Homo sapiens (human) ]

Gene ID: 4155, updated on 8-Feb-2015

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/gene?cmd=Retrieve&dopt=full_report&list_uids=4155

d) Secuencia de cDNA y su ID (reporte el tamao y caractersticas importantes, no imprima toda la secuencia!).

154876 bp DNA linear LOCUS NC_000018.10

e) Procesamiento post-transcripcional. Tamao del mRNA, (cDNA ID) Nmero y tamao de exones, explicar si existe ayuste alternativo (nmero de variantes). En caso de que lo hay, reportar el nmero de variantes y su protena respectiva.

NOTA: En caso de ayuste alternativo solo muestre los datos de una variante!

MBP presenta seis isoformas , producidas por ayuste alternativo.

NCBI Reference Sequences (RefSeq)

mRNA ID : NM_001025081.1 Isoforma 1 : Golli-Mbp1, HOG7

Se analizaran el tamao de los exones a esta isoforma

En Gen Bank

LOCUS NM_001025081 2300 bp mRNA linear PRI 19-APR-2014

DEFINITION Homo sapiens myelin basic protein (MBP), transcript variant 1, mRNA.

ACCESSION NM_001025081

KEYWORDS RefSeq. SOURCE Homo sapiens (human)

ORGANISM Homo sapiens

STS

63..708 /gene="MBP"

CDS

92..685 /gene="MBP"

Exon

269..346 /gene="MBP

77 pb

Exon

347..451 /gene="MBP"

104 pb

Exon

452..487 /gene="MBP"

35 pb

Exon

488..520 /gene="MBP

32 pb

Exon

521..640 /gene="MBP"

119 pb

Exon

641..2279 /gene="MBP"

1638 pb

STS

717..1596 /gene="MBP"

STS

750..1084 /gene="MBP"

STS

1833..2135 /gene="MBP"

STS

1877..2051 /gene="MBP"

STS

1882..2048 /gene="MBP"

STS

2031..2233 /gene="MBP"

STS

2031..2126 /gene="MBP"

STS

2132..2255 /gene="MBP"

regulatory

2254..2259 /gene="MBP

regulatory

2262..2267 /gene="MBP"

polyA_site

2279 /gene="MBP"

La nica CDS , empieza en 92 y termina en 685 , por lo que el codn de inicio para la traduccin se encuentra 92 pb despus del primer exn , y el codn de termino se encuentra 1594 pb antes que termine el ltimo exn que es 2279 , en este sitio est la cola de pol- que hace referencia a modificaciones transcripciones en el extremo 3que refieren a un mRNA maduro.

OTRAS ISOFORMAS SON:

NM_001025100.1 Isoforma 2 ,Tambin conocido como: Golli-MBP2, HOG5

NM_001025090.1 Isoforma 3 , conocida como : MBP1, 21.5 kDa

NM_001025092.1 Isoforma 4 , conocida como : MBP2, 20.2 kDa

NM_001025101.1 Isoforma 5 , conocida como MBP3, 18.5 kDa

NM_002385.2 Isoforma 6 , MBP4, 17.2 kDa

f) Secuencia de la protena codificada por el gen asignado, con su ID. Caractersticas generales de la protena (tamao en aa, PM, PI, etc).

Isoforma 1 , Protena : NP_001020252.1 : Golli-Mbp1, HOG7

NP_001020271.1 Isoforma 2, Tambin conocido como: Golli-MBP2, HOG5

NP_001020261.1 Isoforma 3 , conocida como : MBP1, 21.5 kDa

NP_001020263.1 Isoforma 4 , conocida como : MBP2, 20.2 kDa

NP_001020272.1 Isoforma 5 , conocida como MBP3, 18.5 kDa

NP_002376.1 Isoforma 6 , MBP4, 17.2 kDa

CARACTERISTICAS:

La mielina protena bsica MBP.

Tamao: 304 aminocidos; 33117 DaSubunit Homodmero.

Isoforma 3 existe como una etapa comienza abruptamente en 14-16 semanas de edad fetos. Incluso isoformas ms pequeos parecen producirse durante la embriognesis; Algunos de estos persistir en el adulto. Isoforma 4 expresin es ms evidente a los 16 semanas y su proporcin relativa disminuye posteriormente.

g) Analizar la secuencia de protena y reportar si existe procesamiento post-traduccional (al analizar la secuencia indique si hay sitios de modificacin como por ejemplo; pptido seal, sitio de fosforilacin, glucosilacin, etc).

Isoforma 1 , Protena : NP_001020252.1 : Golli-Mbp1, HOG7

Se evaluar esta isoforma de la protena MBP.

LOCUS NP_001020252 197 aa linear PRI 19-APR-2014

DEFINITION myelin basic protein isoform 1 [Homo sapiens]. ACCESSION NP_001020252

Protein 1..197 /product="myelin basic protein isoform 1" /note="Golli-MBP; myelin A1 protein; myelin membrane encephalitogenic protein"

Region 16..153 /region_name="Myelin_MBP"

CDS 1..197 /gene="MBP" /coded_by="NM_001025081.1:92..685"

ORIGIN

1 masqkrpsqr hgskylatas tmdharhgfl prhrdtgild sigrffggdr gapkrgsgkv

61 pwlkpgrspl psharsqpgl cnmykdshhp artahygslp qkshgrtqde npvvhffkni

121 vtprtpppsq gkgrglslsr fswgaegqrp gfgyggrasd yksahkgfkg vdaqgtlski

181 fklggrdsrs gspmarr

En el grfico se alcanzan a apreciar 15 sitios de fosforilacin y uno de metilacin.

METILACIN:

La metilacin post-translacional de las protenas ocurre en los Nitrgenos y en los Oxgenos, el donador de grupos metilos activado es la S-adenosilmetionina (SAM). Las mutilaciones ms comunes estn en la -amina de los residuos de lisina, metilaciones de nitrgeno adicionales se encuentran en el anillo imidaslico de la histidina, en el grupo guanino de la arginina y en los grupos R del glutamato y del asparato.

FOSFORILACIN:

La fosforilacin post-translacional es una de las modificaciones ms comunes de las protenas que ocurre en las clulas animales. La extensa mayora de fosforilaciones ocurren como un mecanismo para regular la actividad biolgica de una protena y por tanto son transitorias. En otras palabras un fosfato (o ms de uno en muchos casos) es aadido y luego es removido. En las clulas animales la serina, la treonina y la tirosina son los aminocidos sujetos de fosforilacin. El grupo ms grande de cinazas son aquellas que fosforilan las serinas o las treoninas y como tal se denominan serina/treonina cinazas. El cociente de fosforilacin de los tres diferentes aminocidos es aproximadamente 1000/100/1 para serina/ treonina/tirosina.

Modificaciones postraduccionales: Varios ismeros de carga de MBP1 (el ms catinico, menos modificado, y la forma ms abundante), C2, C3, C4, C5, C6,C7, C8 y C8-A-B (la forma menos catinico); se producen como resultado de la PTM opcional, tales como fosforilacin,desamidacin de glutamina o asparagina, arginina y citrullination metilacin. C8-A y C8-B contienen cada dos isoformas de masas denominado C8-A (H), C8-A (L), C8-B (H) y C8-B (L), (H) de pie para una mayor y (L) para la parte inferior molecular de peso. C3, C4 y C5 son fosforiladas.

La alanina N-terminal est acetilado (isoforma 3, isoforma 4, 5 y isoforma isoforma 6) 1 Arg-241 se encontr que era 6% monometilado y 60% simtricamente dimethylated1

h) Reportar al menos una STS que nos permita identificar el gen. Reporte el ID de la STS, su localizacin, los primers y el tamao y secuencia del fragmento amplificado.

LOCUS NM_001025081 2300 bp mRNA linear PRI 19-APR-2014

DEFINITION Homo sapiens myelin basic protein (MBP), transcript variant 1, mRNA.

ACCESSION NM_001025081

KEYWORDS RefSeq. SOURCE Homo sapiens (human)

ORGANISM Homo sapiens

En la isoforma 1 se encuentra un STS a 63 ...708 , con un tamao de 645pb

ID: STS probe UniSTS: 483755

Sequences

>Probe|31813198|PRIMERF Forward PCR primer (outermost) (20b)

GTGCAGCCACCTCCGAGAGC

>Probe|31813198|PRIMERR Reverse PCR primer (outermost) (20b)

GGATTCCGGAACCAGGTGGG

En los nucletidos de transcrito que pertenecen a la STS seleccionada aparecen marcados en la regin:

Las STSs son secuencias genmicas nicas son tiles localizar secuencias genmicas (aproximadamente 500 pb) .Proporcionan informacin acerca de la localizacin de mapas genticos y Homologa putativa a travs de otras entradas a travs de BLAST. Es decir que son sitios de etiquetado, y que gracias a ellos podemos localizar un gen especfico.

i) Con la secuencia de aminocidos de la protena busque los homlogos reportados (Homologene). Reporte resultados como un MSA o con la figura del rbol filogentico.

La homologa entre dos secuencias es, usualmente, una indicacin de una relacin evolutiva.

Este rbol filogentico , est basado en comparacin de secuencia de aa y bases , para ver la identidad relacionada a la homologa. De acuerdo a la figura antes presentada, somos ms parecidos al Gorilla con respecto a la protena MBP isoforma 1.Se pueden observar varios nodos de especiacin , los cuales indican la especiacin o la formacin de nuevas especies, se puede considerar como el proceso evolutivo por el que algunas poblaciones de una especie se diferencian estableciendo barreras de flujo gentico consecuencia del desarrollo de mecanismos de aislamiento reproductivo.

j) Identificar los tipos de motivos y dominios reportados en la protena, use CDART. Anexe figura

Un motivo es un elemento conservado en la secuencia de aminocidos, que habitualmente se asocia con una funcin concreta. Los motivos se generan a partir de alineamientos mltiples de regiones con elementos funcionales o estructurales conocidos, por lo que son tiles para predecir la existencia de esos mismos elementos en otras protenas de funcin y estructura desconocida.

Un dominio es un trmino ms genrico que designa una regin de una protena con inters biolgico funcional o estructural. Tambin se llama dominio a una regin de la estructura tridimensional de una protena con una funcin concreta, que incluye regiones no necesariamente contiguas en la secuencia de aminocidos.

k) Reportar el interactoma o Reactoma: Indicar con que productos gnicos interacta su protena.

MBP interacta con MAPK1. Esta interaccin se inspir en una interaccin demostrada entre MBP de una especie no especificados, y el mono y MAPK1 ratn. NP_002376.1 NP_002728.1PKC-alfa fosforila e interacta con MBP. Esta interaccin fue modelado en una interaccin demostrada entre PKC-alfa y MBP, tanto a partir de especies no especificados. NP_002376.1PKC-delta fosforila e interacta con MBP. Esta interaccin se inspir en una interaccin demostrada entre PKC-delta y MBP, tanto de especies no especificadas. NP_002376.1 NP_002731.3PKC-lambda fosforila e interacta con MBP. Esta interaccin se inspir en una interaccin demostrada entre PKC-lambda y MBP, tanto de especies no especificadas. NP_002376.1 NP_002735.3PKC-zeta fosforila e interacta con MBP. Esta interaccin se inspir en una interaccin demostrada entre PKC-zeta y MBP, tanto de especies no especificadas. NP_002376.1 NP_005397.1ROCK1 (ROCK) interacta con y fosforila MBP. NP_002376.1 NP_004841.2 ROCK2ROCK2 (ROCK) interacta con y fosforila MBP. NP_002376.NS3 interacta con MBP. Esta interaccin se inspir en una interaccin demostrada entre HCV NS3 y MBP de una especie no especificados.

l) Patrn de expresin. En qu tejidos se expresa principalmente? Solo mencione los tejidos de mayor expresin

Isoformas de MBP se encuentran tanto en la central y el sistema nervioso perifrico.Mientras que las isoformas Golli -MBP se expresan en el timo fetal , bazo y la mdula espinal , as como en lneas celulares derivadas de la publicacin sistema inmune.

m) Relacionar alteraciones de la protena y la presencia de enfermedad. Use dbSNPs y OMIM o MALA cards. En este punto, la informacin puede ser variada y en algunos casos extensa. Solo reporte lo ms importante (mximo 10 renglones).

Esclerosis mltiple, tambin conocida como MS. Un gen importante asociado a la esclerosis mltiple es IL17A ( 17A interleucina ) , y entre sus vas relacionadas son citoquinas y la respuesta inflamatoria y de citoquinas. La ciclofosfamida y hidroxocobalamina medicamentos y los compuestos, pptido de control y NDT . Tejidos afiliadas incluyen las clulas T , el cerebro y la mdula espinal , y fenotipos ratn relacionados son sistema hematopoytico y sistema inmunitario .

Genes relacionados con esclerosis mltiple:

Related Disease

Score

Top Affiliating Genes

relapsing-remitting multiple sclerosis

32.6

MBP, IFNB1

optic neuritis

32.0

MBP, IFNB1

neuromyelitis optica

32.0

IFNB1, MBP

n) Comentarios finales (mximo 10 renglones!).

La bsqueda de mi gen me permiti conocer y manipular una serie de bases de datos, as como desarrollar la habilidad y criterios para discernir la informacin encontrada. De esta manera puedo inferir que de las tres bases de datos empleadas: NCBI , Ensembl y GeneCards , la de mejor organizacin (en lo personal) fue NCBI , ya que te mostraba los nmero de referencia de nucletidos ,protena y daba lugar a que pudieses entrar a otras pginas de la misma base de datos para buscar ms informacin o diagramas. Sin embargo, la base de datos ms sencilla de utilizar fue GeneCards , ya que esta te presentaba toda la informacin digerida del gen de inters , y organizada de manera clara. Para finalizar Ensembl , fue la base de datos que ms diagramas mostraba y estos iban desde trascritos hasta rboles filogenticos. En lo que respecta a mi gen: MBP , se logr encontrar la mayora de la informacin solicitada , no obstante con este ejercicio me di cuenta que algunos conceptos no me quedaron claros o quiz no supe depurar correctamente la informacin que encontraba .

REFERENCIAS:

http://www.ensembl.org/Multi/Search/Results?q=MBP;site=ensembl Consultado el 27/02/2015 a las 3:00pm

http://www.ensembl.org/Homo_sapiens/Gene/Compara_Tree?g=ENSG00000197971;r=18:76978827-77133683 Consultado el 27/02/2015 a las 3:30 pm

http://www.malacards.org/card/multiple_sclerosis?search=MBP Consultado el 27/02/2015 a las 5:05pm

http://www.ensembl.org/Homo_sapiens/Gene/Variation_Gene/Table?collapse=none;db=core;g=ENSG00000197971;r=18:76978827-77133683 Consultado el 27/02/2015 a las 5:30 pm

http://www.genecards.org/cgi-bin/carddisp.pl?gene=MBP&search=83152927692cdd03d2f5aabc1971646c#pathways_source Consultado el 28/02/2015 a las 3:00pm

http://www.proteinatlas.org/ENSG00000197971-MBP/subcellular Consultado el 2/02/2015 a las 5:30pm

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/Structure/lexington/lexington.cgi Consultado el 28/02/2015 a las 8:00pm

http://www.omim.org/search?index=entry&sort=score+desc%2C+prefix_sort+desc&start=1&limit=10&search=MBP Consultado el 28/02/2015 a las 9:00pm

http://www.ensembl.org/Homo_sapiens/Gene/Splice?collapse=none;db=core;g=ENSG00000197971;r=18:76978827-77133683 Consultado el 1/03/2015 a las 3:00pm

http://genecards.weizmann.ac.il/geneloc-bin/display_map.pl?chr_nr=18&range_type=gc_id&gc_id=GC18M074690&contig= Consultado el 1/03/2015 a las 3:10pm

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/gene?cmd=Retrieve&dopt=full_report&list_uids=4155 Consultado el 1/03/2015 a las 3:30pm

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/projects/mapview/map_search.cgi?taxid=9606&query=MBP Consultado el 1/03/2015 a las 3:55 pm

http://www.genenames.org/cgi-bin/gene_symbol_report?hgnc_id=HGNC:6925 Consultado el 1/03/2015 a las 4:00pm

http://www.informatics.jax.org/homology/1788 Consultado el 1/03/2015 a las 4:10pm

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/protein/68509930?report=graph Consultado el 1/03/2015 a las 4:30pm