hicomb-2003, v. arnau. - uv
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BIOINFORMÁTICA
Vicente Arnau Llombart
Técnicas Avanzadas de Inteligencia Artificial.
http://www.uv.es/~varnau/TAIA_2011-12.htm
E-mail: [email protected]
Cosas que veremos en el curso:
• El Genoma Humano.
– La Bioinformática.
– La Célula.
– El Genoma Humano.
– Análisis de secuencias de DNA:
• Análisis de una secuencia de DNA.
• Análisis comparativo entre dos secuencias.
• Secuencias Múltiples.
• Secuenciación de ADN de última generación.
• El Proteoma.
– Análisis de interacciones entre proteínas.
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¿Que es la BIOINFORMÁTICA?
BIOLOGIA MOLECULAR INFORMÁTICA
La Celula
C. EUCARIOTA Humana posee 3 Gbases en el NUCLEO y 16 Kbases en las
MITOCONDRIAS
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La Celula
La Celula
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La Celula
El Genoma mitocondrial es el material genético de las mitocondrias, los orgánulos que generan energía para la célula, se reproducen por sí mismos semi-autonómicamente cuando la célula eucariota que ellos ocupan se divide. Este ADN, al igual que los ADN bacterianos, es una molécula bicatenaria, circular, cerrada y sin extremos. Conocido desde 1981, posee 16569 nucleótidos, correspondientes a 37 genes codificantes:
ftp://ftp.ncbi.nih.gov/genomes/H_sapiens/CHR_MT/
La Celula
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La Celula
ALIMENTOS TRANSGÉNICOS: Se denominan alimentos transgénicos a los obtenidos por manipulación genética que contienen un aditivo (genes) derivado de un organismo sometido a ingeniería genética. (Ej: tomate resistente al frio). Ventajas: + Posibilidad de incorporar características nutricionales distintas en los alimentos. (Ej: zanahorias ricas en calcio). + Vacunas indiscriminadas comestibles, por ejemplo: tomates con la vacuna de la hepatitis B. Problemas: - Mayor uso y dependencia de los herbicidas. - Provocan la aparición de nuevas alergias (maiz). - Resistencias a los antibióticos. - La liberación de organismos modificados genéticamente al medio ambiente tiene consecuencias a menudo imprevisibles. - Contaminación de variedades tradicionales: nuevos híbridos.
El Genoma Humano
¿Cómo se hace un transgénico: Para transferir ADN a una planta se utilizan diversos vectores: 1. Plásmidos bacterianos, que tienen gran facilidad para migrar y recombinarse e
intercambiar información genética. 2. Virus mutilados que tienen una gran capacidad invasora y pueden incorporar
su propia información genética al ADN de la planta.
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El Genoma Humano
http://es.encarta.msn.com/
La molécula de ADN fue descubierta en
1951 por James Watson, Francis Crick y
Maurice Wilkins empleando la técnica de
difracción de los rayos X. En 1953, Watson
(izquierda) y Francis Crick (derecha)
describieron la estructura en doble hélice
de la molécula de ADN como una especie
de escalera de caracol con muchos
escalones. En 1962 ambos recibieron el
Premio Nobel de Medicina por su trabajo.
El Genoma Humano
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• La molécula de ADN tiene la
estructura de una escalera formada
por azúcares, fosfatos y cuatro
bases nucleotídicas llamadas
Adenina (A), Timina (T), Citosina
(C) y Guanina (G).
• El código genético queda determinado
por el orden de estas bases, y cada gen
tiene una secuencia única de pares de
bases. Los científicos utilizan estas
secuencias para localizar la posición de
los genes en los cromosomas y elaborar
el mapa del genoma humano.
El Genoma Humano
El Genoma Humano
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CATGTTTGATTTTTTCAATTTTCGTCGCAGATTTTGTCGGTTTTGGGTACCTGGAACATTTCTCGACCAATAGCTCCGGAACTATTAGAAATAACCCCATAAAGTGTGCTATCGTTGGAAAGCTCTTTAAATTATCTATTTTTTCAGAAAAGATTGTTGTTCTCCGACTAATAGTTTTCGAGCAAATTGCTGCTAAATGCAAAAATTGGAAATTTTATTGGTCAAATTAGCTAATAACTAATTTGTCCAGCAAGAACCACGTGGAGGTTTAGAGCATTCTTGCCAGGAAAAAGGATATAAGGATGAGGTAAACAATGATTACTTCAAATGAAGGGAATAAAGGAATTATTGGTTTTGAAATAAAAAAATACAACACAGAAATAAAATGCACCTACCTTTATGGCTTCCACGTTGGCTACTGTTTAGCAAAACAATAAAAAGAAATTAAAAACAACACCATTAAAAAATCTTAATTTGCATGAAAATTACTACAGCGACATAATTTAAAGGTGTAAAAAACAATCAAGAATACTTATTATATTTAAGGATTGCTCTAATTGGTCATGCAGTGTATTATCGTTAGAAGCTCTTTCAATTATCTATTTTTTTCACAAAAGATTATTGCTCTCCGACTAATAGTTTTTTTAAATATATAAAAAACTATTGGGAAGTTGGCAGTTGTCTCGATGCTAATCGATTTCCCGGATCATTTTGCATAGGTAGATTAAAATAGTTCCACTTTTTCTAATAGTTTGTTCTAGTGAATTCAGCGGCTAATTTTTGTTTATACGCTTTTCATTTATTTATAATTTATAATTTTGAATGTTTTTGCTTAAAATTGTAATAATCAAGTCTTACATACGGATGTCCGGAACATTTATCTAGCAATAACAACGGAACTATTAGAGATAACCGACCGAACATAATCAACTGTGATACAGAACAATGGAATTATTGGTCAAAATATGGATAGTC
AATCCTCGTTGAGCTTGTAATTGAATTCCCCATGATTGGCATCAAAATTTGACCTTTTAATTTTTTACCATTTTTCGCAAATTTTGATGATGTTACCCCTTATCGAA
AATGCAAAATTGGACCCAAAAATTGATTTTTCAAAATCCTTCAAAAAATTGATTTTGTCAGTTTGTATTGGTAAAAAGCTGTAAAAAAAAAGCTATTGGTTCATCTTT
ATAAGCATTTTTGGCCAAGTTATGAAGAAAAGACCATTCGTAAATAGCGGATTTTTCCAAAAACCGATTTTCCGAATTTCCATAATACATCAATAGGTTTTTGGCCA
TAACTTTGAAATAATAGTCTGAATTCGGAATGTCATATATCGTTGAGCTCGTAATTAAATTTCCATTCAAACTGTATTCAAAATTGGAATTCTATTTTTTACCAATTTT
TTGCAAATTTTGATGATGTTACCCCTTACCGAAAATGCGAAAATCGACCCAAAATTTAATTTTTCAAAATCTTTCAAAAAGTGATAGGGATACTTAGTATTGGTAAA
AAGCTGTAAAAAAACAGCCATTGGTTTATCTTTATGACCATTTTTAGGCAAGTTACGATGTATAGATCTTTTGCAAAAAGCGGATTTTTCCAAAAACCGATTTTCCA
TAATAAAATAATCTGTTTTTTGGCCATAACTTTAAAAATAAGAGTCTGAATACGGAATGCCATATCTCGCTGAACTCGTAATTACATTTTCATTCAAACTGTATTCAA
AAATTGGAATTCTATTTTTTACCCATTTTTTGCAAATTTTGATGATGTTACCCCTTACCGAAAATGCGAAAATCGACCCAAAATTTAATTTTTCAAAATCTTTCAAAAA
GTGATAGGGATACTTAGTATTGGTAAAAAGCTGTAAAAAACAGTCATTGGTTTATTTTTATGACCATTTTTAGGCAAGTTACGATGTATAGATCTTTTGCAAAAAGCGGATTTTTCCAAA
AACCGATTTTCCATAATAAAATAATCTGTTTTTTGGCCATAACTTTAAAAATAAGAGTCTGAATATGGAATGCCATATCTCGTTGAGCTCGTAATTAAATTTCCATTCAAACTGTATTCAA
AAATTGGAATTCTATTTTTTCCCATTTTTTGCAAATTTTGATATGTTACCCCTTACCGAAAATGCGAAAATCGACCCAAAATTAAATTTAAAATCCCTCAAAAAGTGATTGGGATAATTAG
TATTGAATATCTCTTAAACTGTTATTCTTTTAACTATACGATCATTGTTAATCCAGTTTAGGCAAGTTACGATGTATAGATCTTTTGCAAAAAGCGGATTTTTCCAAAAACCGATTTTCCATAATAAAATAATCTGTTTTTTGG
CCATAACTTTAAAAATAAGA……
El Genoma Humano
El Genoma Humano
Dogma central de la Biología Molecular
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El Genoma Humano
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El Genoma Humano
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Plegamiento de proteínas: “protein folding”.
El Genoma Humano
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El Genoma Humano
PREGUNTA: ¿Cómo podemos saber que regiones de un gen o de un genoma son regiones codificantes y cuales no?. RESPUESTA:
El Genoma Humano
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Problema 1) Dada la siguiente secuencia de nucleótidos, determinar cuales son
las 6 posibles listas de aminoácidos que codifican, dando la Letra Código.
GCAGCAACAGCAGCAGGCCCCGCAGCAGCTCAGCTTGGGCTACTTTAGCAATGGCAGTGTTGCGACTTCA
GAGCAAGTCCCGCTGCCTTCGCCCTACCAGCGGGTGCCCCTGCCACATGGATACCAGCCTGCAGCAGCAG
GACCCTACTACCCGCTACCCAATGCCCAGCAACATCTGCAGCAGCAACAGCTGATGGCTAAGCCCGTGCA
GAAAAAGGTGAGCTTTGAGCCAGGAACTAAAGGCGAAGCCGATTGCTTGCCCCCACCACCGCCGCCGCCG
CAAAAGAACGGCTTGCCCGAGACGGGATCTGCAGGATCAGGACACCCTGGAGCAGCACCCGGGGCAAGTG
GAGCGGGCGGCACCACATCGGCCGGCATCACCGCCATTCCCACCCGCGTCTACAACAATGCCATTGTAAA
GGCTTCGGCCAAAGCCGTTGAGTGCAATTTGTGCCGCAAGCGGCATGTGATCGCACCGGCGGTATATTGC
ACCAACTGCGAGTACTACCTGCAGATGCTGAACCAGCGCAGATGATGATGATTCGACACTCGACCATCGA
CCATCTCTAGTGCAACTTTCTAGCCGTACATGGAACCCGTTAATCTCAAGCATTAAAATGCTGCCACGTC
GCCAATAAGGAGCCGCCAAGGATGTACATAGCATGCTTACAAATACATAGATAGGTGTAAGGATATAAAG
TGGTGCCAGCTAACAGGCGAATTGCATGGACCCGGACTCAAGGATCAGGCGGAATGCGGAAACGGAGGGG
AAACACAGTCCTTCTATGGTTCTACATGAGAAGTTCCCGCTGTGACACATAACCCACCCACTAACCCACC
CATCACCACCCACATCAATGCCAATGTTCCCAAGCACACGCACACAAGCATATTGTACACGCCCATTCAT
ACCTACACATATACTTGCCCAGGAATCGTGCTAAAGCTTAGCGATGCAGCGGCACCACCGAATGGGATTG
CAGTGAAGTCCAGCCGCTGCAACGCTTACGAACTGCACAGTGCCACCCGTCGCCCCATTGGACATCGATC
GCTTGACTAACTCCACATTTTTTAAACACCCAAAGCCTGACCAGTCGTCCGCCTCCATAAACCACATTAG
TGCTTTTTGTTTCGACATCGAATTTTATTTACATTTTTTTACCTAAGCTAACTAAATACGATTTATTTCT
CTGTGTGAGACGCCAGCAGTTTGAAACTTGGTCGTTGAGCTTCCTTGTGCGTGCTGTTGTCCAACGACAC
TCGCACTTCCATTTTTTTTACATATTTTTTTTTTGTATAATTTTTAATTTTACTCTAAATCAGTTAAGGC
ATTTATTTTTGTATTGTCGTACTTAATTATGTTAAGAATATTTTTTGTGTCTTGCATTTAAACGAATACG
El Genoma Humano
Problema 1.bis) Recordatorio de la tabla de aminoácidos.
El Genoma Humano
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Problema 2) Dada la anterior
secuencia de nucleótidos,
dar la frecuencia de aparición
de cada uno de los 21
aminoácidos.
Tener en cuenta las 6
posibles listas de
aminoácidos posibles.
El Genoma Humano
ftp://ftp.ncbi.nih.gov/genomes/H_sapiens/ (base de datos que contiene el código
genético de todas las especies de las cuales se ha conseguido secuencias total
o parcialmente su genoma).
http://www.cecalc.ula.ve/bioinformatica/BIOTUTOR/ (curso de Bioinformática)
http://dip.doe-mbi.ucla.edu/ DIP: Database of Interacting Proteins.
http://www.stanford.edu/group/pandegroup/folding/ (excelente página sobre
plegamiento de proteínas. Con artículos de investigación actuales).
http://www.biocarampangue.dm.cl/enlaces.htm (muchos cursos sobre biología).
http://solon.cma.univie.ac.at/~neum/protein.html (buena página web sobre
plegamiento de proteínas. Con muchos artículos, software, bases de datos, …).
El Genoma Humano
Bases de datos:
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Centros de Investigación: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/
ftp://ftp.ncbi.nih.gov/genomes/
El Genoma Humano
CSIC: http://www.csic.es/
El Genoma Humano
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Centros de Investigación: http://www.cnb.uam.es/
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Centros de Investigación Pricipe Felipe: http://www.cipf.es/
El Genoma Humano
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Centros de Investigación Pricipe Felipe: http://www.cipf.es/
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http://bioinfo.cipf.es/
El Genoma Humano
21
http://www.hhmi.org/
El Genoma Humano
El Genoma Humano
22
http://www.hhmi.org/
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El Genoma Humano
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El Genoma Humano
El Genoma Humano
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El Genoma Humano
Postgraduate, Doctoral and Specialization:
Biotecnología y Bioinformática. Universidad de León (2006). Genómica y sus aplicaciones en Biomedicina. Universidad Autónoma de Madrid. (2006). Eines per a l'anàlisi de seqüències i estructures de proteïnes. Universitat de Barcelona (2006). Bioinformática. Estructura y función de proteínas. Facultad de Medicina. Universidad de Zaragoza (2006). Análisis de secuencias y modelado de proteínas. Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (2006). Ph.D. Course: Bioinformática: análisis y predicción de secuencia y estructura de proteínas. UAM (2006). Bioinformática. Análisis y predicción de estructura de proteínas. Nodo50. Madrid (2005) Bioinformática. Universidad Francisco de Vitoria. Madrid (2005). PhD. Course: Análisis bioinformático de secuencias y expresión de genes y genomas. UAM (2005). Ph.D. Course: Bioinformática: análisis y predicción de secuencia y estructura de proteínas. UAM (2005). Bioinformática. Facultad de Medicina. Universidad de Zaragoza (2005). Bioinformática. Curso: Genómica y Proteómica. Hospital Gregorio Marañón. Madrid (2005). Análisis de secuencias y estructura de proteínas. Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (2005). Alineamiento de secuencias y modelado de proteínas. Centro de Biología Molecular "Severo Ochoa" (2005). Predicción de estructura de proteínas e interacciones proteína-ligando. Universidad de León.(2005). Anotación de secuencias de genes. Bases de datos. Gene Ontology. INBIOTEC - Universidad de León. (2005). Eines per a l'anàlisi de seqüències i estructures de proteïnes. Universitat de Barcelona (2005). Bioinformática. Curso: Bases moleculares de las enfermedades genéticas. CBMSO - UAM (2005). Bioinformática: Genómica y Proteómica. Escuela Complutense de Verano. Univ. Complutense de Madrid (2005). Bioinformática: Bases de Datos. III Master en Biofísica. Univ. Autónoma de Madrid (2005).
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Otros Cursos:
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E-mail: [email protected]
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