BIOINFORMÁTICA BIOINFORMÁTICA Y SECUENCIAS GENÓMICAS
James Erazo Córdoba, Córdoba, Camilo Camilo Cuaspa, Cuaspa, Julieth Coral Coral Biología celular y molecular Universidad de Nariño
Resumen
a bioi bioin! n!or orm" m"ti tica ca es la cien cienci cia a #ue #ue util utiliz iza a los los m$ m$to todo doss ma mate tem" m"ti tico cos, s, estadísticos y computacionales #ue pretenden solucionar problemas problemas biológicos usan usando do secu secuen enci cias as de %&N %&N y am amin ino" o"ci cido doss e in!o in!orm rmac ació ión n relac elacio iona nada da'' (articu articular larme mente nte es de gran gran impor importan tancia cia pues pues aporta aporta a los invest investiga igador dores es t$cnicas y herramientas de procesamiento y visualización' El presente in!orme detall det alla a los pr proce oceso soss par para a ide ident nti)c i)car ar una sec secuen uencia cia gen genóm ómica ica esp especí ecí)ca )ca,, comparar comp ararla la con las bases de datos datos y )nalmente )nalmente obtener obtener una identida identidad d del *++ o cercana a $sta' a identidad de la secuencia suministrada es para -nte -n terl rleu eu.i .ina na/0 /0 11-0 022 co cons nsid ider erad ada a co como mo una ci cito toci cina na co con n pr prop opie ieda dade dess anti an tin3 n3am amat ator oria iass y pr proi oin3 n3am amat ator oria ias' s' Ca Cabe be ac acla lara rarr #u #ue e la lass se secu cuen enci cias as genómicas entre algunas proteínas pueden coincidir en algunos amino"cidos lo cual les con)ere características similares pero no id$nticas como ocurrió en $sta $st a pr pr"ct "ctica ica'' %d %dem" em"ss $st $sta a par partic ticul ulari arida dad d per permi mite te #ue tod todas as cum cumpla pla una !unción especí)ca en cada especie' Palabras clave4
Bioin!orm"tica, interle.ina 0'
INTRODUCCIÓN
a bioin bioin!or !orm" m"tic tica a es consi consider derada ada por algunos como la biología computacional gracias a la aplicaci aplicación ón de t$cnicas t$cnicas analíticas analíticas y cuantitativas para el modelamiento de sistemas biológicos, es decir, son 5los m$todos matem"ticos, estadísticos y computacionales #ue pret preten ende den n solu soluci cion onar ar prob proble lema mass biol biológ ógic icos os usan usando do secu secuen enci cias as de %&N y amino" amino"cid cidos os e in!or in!ormac mación ión relac elacio iona nada da6' 6' 7red8 ed8 9e.ai e.aia, a, 1microbiólogo -nstituto (asteur2' :sta :sta cienci ciencia a logra logra con8ug con8ugars arse e con con otras ramas como la !ísica, #uímica, mate ma tem" m"ti tica cas, s, es esta tadí díst stic ica, a, entr entre e otras lo #ue le permite estudiar la
in!o in!orm rmac ació ión n biol biológ ógic ica a desd desde e su almac lmacen enam amiiento ento en el geno enoma hast hasta a la obte obtenc nció ión n de prod produc ucto toss g$ni g$nico coss en la c$ c$lu lula la'' (or ello ello,, la secuenciación de genomas lleva la necesidad de obtener conclusiones de la lectura de esos millones de pares de bases, saber #u$ codi)can, cómo cómo se relac elacio iona nan n y regul egulan an la e;presión de los distintos productos g$ni g$nico cos, s, adem adem"s "s de enco encont ntra rarr la !unción de proteínas desconocidas y de generar generar modelos modelos #ue permita permitan n estudiar estudiar mutacion mutaciones es puntuales puntuales'' a rapidez y e)cacia de esas conclusiones se ha generado gracias al desarrollo de la Bioin!orm"tica'
METODOOG!A"
El ob8etivo de la pr"ctica !ue encontrar la m";ima similitud y poder determinar a #ue corresponde una secuencia genómica suministrada previamente' (ara ello, se utilizaron bases de datos de secuencias genómicas entre ellas la de la de la National Center !or Biotechnology -n!ormation 1NCB-2 y realizando el cote8o en la Basic ocal %lignment ibosome, #ue arro8ó una secuencia de amino"cidos especí)ca para un proteína' (ara la identi)cación se realizó una comparación con las bases de datos de 9he Universal (rotein >esource 1Uni(rot2 la cual provee in!ormación de m?ltiples proteínas #ue ya han sido codi)cadas' 7inalmente se realiza el modelo gr")co y tridimensional mediante (hyre y (ymol' RESUTADOS Y DISCUSIÓN
(artiendo de una secuencia de bases nitrogenadas y una vez realizado el cote8o con la base de datos de la NBC- se obtuvo una identidad *++ para interleu.ina 0 1-02 con m?ltiples variantes por pertenecer a la !amilia de las citocinas 1%ne;o *2' a comparación muestra similitud de re!erencia en el cromosoma @, sitio donde se halla el gen de la -/0, razón por la cual se concluye #ue $sta secuencia codi)ca dicha proteína'
(ara con)rmar los resultados se realizó la traducción de la secuencia obteniendo un apro;imado de *A amino"cidos 1ane;o 2' En la secuencia se observa #ue la estructura proteica la con!orman m?ltiples amino"cidos y no uno en especí)co lo #ue le provee variedad y estabilidad' :sta secuencia de amino"cidos con la base de datos de uniprot con)rma el resultado para interleu.ina 0 pues compara con secuencias de nucleótidos o proteínas calculando la signi)cación estadística' 1ane;o D2, cabe aclarar #ue no !ue el ?nico resultado pues se obtienen resultados apro;imados para especies de acacos y Forilas, #ue pueden coincidir debido a #ue son especies similares al homo sapiens pero con una identidad menor al *++ En la estructura de la proteína 1ane;o 2 se observa una estructura terciaria o patrón de plegamiento de la estructura secundaria en una con!ormación tridimensional'
as citocinas son mol$culas de comunicación intercelular producidas por una gran variedad de tipos celulares'
amino"cidos, codi)cada por un gen ubicado en el brazo corto del cromosoma @, todas las citocinas #ue !orman parte de esta super!amilia se unen a receptores de la super)cie celular y a receptores solubles' El receptor humano de la -/0 1-/0>2 es una glicoproteína de membrana tipo - de A+ .&a #ue se une a la -/0 con ba8a a)nidad a -/0 es producida por diversos tipos celulares4 monocitos, macró!agos, lin!ocitos 9 y B, )broblastos, c$lulas endoteliales, sinoviocitos, c$lulas de la glía, adipocitos y c$lulas epiteliales intestinales, entre otras' os principales estímulos para su síntesis y liberación son las in!ecciones por ciertos microorganismos, particularmente virus y bacterias 1lipopolisac"rido bacteriano2 y la acción de otras citocinas, como la -/*, 9N7/H a -/0 es la principal estimuladora de la producción de la mayoría de las proteínas de !ase aguda, como, por e8emplo4 proteína C/reactiva, amiloide s$rico %, ceruloplasmina, haptoglobina, hemope;ina, !erritina, algunas proteínas del sistema del complemento, di!erentes proteínas de la cascada de la coagulación y del sistema )brinolítico' a -/0 8uega un papel importante en la patog$nesis de la anemia de las en!ermedades crónicas al inducir la producción hep"tica de hepcidina, #ue inhibe la absorción intestinal 1duodenal2 de hierro' %dem"s, induce la e;presión de !erritina, #ue promueve el almacenamiento y retención del hierro dentro de los macró!agos' En el sistema nervioso, la -/0 es importante en la )siología de la
nocicepción y en la )siopatología del dolor por#ue parece ser uno de los estimulantes m"s poderosos del e8e hipotal"mico/ hipo)siariosuprarrenal de los seres humanos' En el sistema inmune, la -/0 promueve la di!erenciación y maduración de los lin!ocitos 9 y B, estimula la producción de inmunoglobulinas por parte de las c$lulas B, inhibe la secreción de citocinas proin3amatorias como el 9N7/H y la -/*' En los huesos la -/0 promueve la di!erenciación de monocitosImacró!agos en osteoclastos, potencia la actividad de la agrecanasa lo cual incrementa el rompimiento de los proteoglicanos por consiguiente, !avorece el desarrollo de osteoporosis yu;tarticular y el daño erosivo observado en la artritis reumatoidea' a interleucina/0 es una citocina con muchas !unciones biológicas' %lgunas son proin3amatorias mientras #ue otras son antin3amatorias'
a bioin!orm"tica como ciencia realiza día a día valiosos aportes mediante la codi)cación de genomas y aplicaciones comparativas para determinar a #ue corresponde una secuencia determinada' %dem"s apoya a los investigadores mediante t$cnicas y herramientas de procesamiento y visualización'
a introducción de nuevas tecnologías ha permitido avances signi)cativos en la investigación biológica obteniendo resultados con)ables y a un menor costo y tiempo' as bases de datos se han convertido en un apoyo para el almacenamiento de in!ormación de las distintas secuenciaciones realizadas por di!erentes laboratorios y #ue permiten la uni)cación de los datos para posteriores investigaciones' as secuencias genómicas entre algunas proteínas pueden coincidir en algunos amino"cidos lo cual les con)ere características similares pero no id$nticas' %dem"s $sta particularidad permite #ue todas cumpla una !unción especí)ca en cada especie' BIBIOGRAFIA
<%%=E&>% (' =%E-% =ol 12' edellín P Colombia' Junio +**' E&-N% J' F%>LMN 7' 9%7U>9Q (' B%>BM<% J' >ecopilacion bioin!ormatica' Universidad &istrital 7rancisco Jose de Caldas' +* (-NLMN %' -ntroducción a la bioin!orm"tica' Centro de Bioin!orm"tica -nstituto de Biotecnología Universidad Nacional de Colombia' Bogot"' +*+' (aginas consultadas4 https4IIblast'ncbi'nlm'nih'govIBlast'c gi http4IIRRR'cbs'dtu'd.IservicesI=irtu al>ibosomeI http4IIRRR'uniprot'orgIblastI
