A Análise de Sequenciamento de Nucleotídeos

[pic 1]

BIOINFORMÁTICA

Análise de sequenciamento de nucleotídeos

                                                                                         Jefferson Trevisol Sebrão

                                                                                Bruno Martins Costa

                                                                                    Prof. Dennis Junqueira

07/10/2015

Introdução

A bioinformática ou biocomputação associa conhecimentos em distintas áreas do conhecimento a fim de decifrar o código genético contido nas biomoléculas pelo estabelecimento de modelos lógico-matemáticos e estatísticos. Tais estratégias têm assegurado a interpretação e elucidação de eventos biológicos gerados a partir do sequenciamento de genes e proteínas. Bancos de dados de informações biológicas cada vez mais crescentes, o desenvolvimento de novas abordagens para análise e apresentação desses dados e a investigação de novas e complexas perguntas são as forças motrizes da bioinformática. A partir do advento dos projetos genomas, biologistas moleculares passam a empregar ferramentas computacionais capazes de analisar grandes quantidades de dados biológicos, a predizer funções dos genes e a demonstrar relações entre genes e proteínas. A internet e sua capacidade de compartilhar dados, além do desenvolvimento de processadores mais rápidos e com maior memória, desempenharam um papel decisivo para a consolidação da bioinformática como potencial campo do conhecimento científico. Entre suas aplicações extensamente descritas na literatura, pode-se destacar a busca pela identificação de proteínas diferencialmente expressas sob condições patológicas como potenciais alvos para a produção de fármacos antitumorais. Assim, o presente trabalho tem o objetivo de entender a função e variações no gene, comparando sequências de diversos organismos.

Material e Métodos

BLAST:

Com a sequência de nucleotídeos fornecida pelo professor Dennis Junqueira, utilizamos o programa BLAST para comparar sequências e desta maneira descobrir o nome do gene (CALM2) e a proteína codificada (Calmodulina) por este para que então pudéssemos nos aprofundar na pesquisa.

MUSCLE:

Utilizamos este programa para fazermos o alinhamento da sequência. O alinhamento de sequências biológicas é um processo de fundamental importância para o campo da bioinformática. É uma técnica de comparação entre duas ou mais sequências biológicas, que buscam séries de caracteres individuais que se encontram na mesma ordem nas sequências analisadas.

ENSEMBL:

Com a ajuda deste programa obtivemos informações gerais sobre genes específicos para humanos, camundongos, macacos, sapos e diversas outras espécies. O acesso ao sistema permite obter informações a respeito da posição do gene desejado, número de transcritos, quantidade de éxons e íntrons, principais variações, etc.

OMIM:

Possibilitou que pudéssemos encontrar os fenótipos do gene expresso pela sequência dada.

GENECARDS:

Obtivemos com ele informações, separadas por tópicos, que envolvem desde o produto protéico de determinado gene até as principais referências da área, passando por doenças, bioquímica, mutações, interações com outras proteínas, etc.

BIOEDIT:

Com o BioEdit podemos observar as diferenças entre os pares de base no gene de outras espécies, que mostrou um gene muito conservado pois apresentava apenas duas mutações.

Resultados

1.Análise BLAST:

Através da comparação de sequências de nucleotídeos realizada pelo aplicativo BLAST, conseguimos encontrar cerca de 20 sequências de organismos relacionados, em geral com taxas de 95% a 100% de conservação do gene.

2. Análise MUSCLE:

Com o programa MUSCLE podemos notar que há uma grande diferença entre os íntrons e os éxons entre as espécies para o mesmo gene, tendo alguns com tamanhos muito maiores e outros muito menores, porém em um determinado locus todos eles se assemelham tanto a ponto de quase não haver mutações (havendo apenas dois SNIP’s em toda sequência).

3.Análise ENSEMBL:

O ENSEMBL foi fundamental na identificação dos transcritos com seus éxons. Introns, pares de bases e a quantidade de aminoácidos que expressa (Tabela 1).

Vejamos a tabela 1:

[pic 2]

Tabela 1: Podemos ver aqui a tabela com respectivamente o nome do transcrito, a quantidade de pares de base, o número de éxons e íntrons, a posição no genoma, e quantidade de aminoácidos que codifica. 

Variação de transcritos : este gene possui 9 transcritos.

Apesar de o gene possuir nove transcritos, apenas quatro não codificam a proteína Calmodulina, enquanto os outros cinco, mesmo possuindo diferenças no número de pares de base (pb), éxons, íntrons e aminoácidos continuam a expressar a mesma