Área de Ciências da Saúde – Curso de Farmácia
Disciplina: Biotecnologia Farmacêutica
Professora: Juliana C. Schmidt
Aula Prática: BIOINFORMÁTICA II – FERRAMENTAS PARA ANÁLISE DE GENES
Quando obtemos uma seqüência de nucleotídeos qualquer, ela por si só nos é inútil, é apenas
uma “sopa de letras”. Sua utilidade terá início quando pudermos extrair a informação contida nela.
Depois de encontrar o gene é interessante verificar se ele é similar a outros genes codificadores de
proteínas já conhecidas, para que seja possível ter uma idéia da sua função. Existem várias
ferramentas que auxiliam essas análises, algumas são comentadas a seguir:
1) VERIFICAÇÃO DE SIMILARIDADE COM GENES OU PROTEÍNAS COM FUNÇÃO CONHECIDA
BLAST (Basic Local Alignment Search Tool)
É uma ferramenta básica de pesquisa por alinhamento, que compara uma seqüência de
nucleotídeos (ou de aminoácidos) de uma fita de DNA ou RNA (ou proteína) consulta (Query sequence)
com todas as seqüências de nucleotídeos de genes (ou proteínas) armazenadas no banco de dados. A
partir dessa comparação são obtidas várias informações:
- apresentação gráfica dos resultados onde cada barra corresponde a uma seqüência sujeito
(subject) diferente e cada cor corresponde a uma qualidade de alinhamento diferente o
melhor alinhamento é mostrado primeiro
- abaixo da apresentação gráfica dos resultados, aparece uma lista das sequências alinhadas,
na mesma ordem das barras coloridas. À direita aparecem duas colunas, uma com o escore
da qualidade do alinhamento, e outra com o valor de E que indica a probabilidade de que o
alinhamento obtido com esta qualidade possa ser obtido ao acaso, em um banco de dados no
mesmo tamanho do utilizado na pesquisa.
- a similaridade entre duas seqüências, que é dada pelo alinhamento que tem maior pontuação
entre todos os alinhamentos possíveis
- a identidade entre duas seqüências é apresentada em forma de porcentagem, em relação ao
nº de nucleotídeos (ou aminoácidos) que foram alinhados.
Existem vários subprogramas (blastp, blastn, blastx,...)
CONSIDERAÇÕES SOBRE RESULTADOS OBTIDOS
• Possibilidade de homologia: valores de E() abaixo de 10-10
• Compare aminoácidos ao invés de nucleotídeos sempre que possível
• Use estatísticas (E()) ao invés de similaridade % como critério primário de homologia
2) COMPARAÇÃO DE VÁRIAS SEQÜÊNCIAS JUNTAS AO MESMO TEMPO
ALINHAMENTO SEQUÊNCIAS MÚLTIPLAS
• Importante em estudos filogenéticos
• Alinhamentos progressivos (Sankoff, 1975) → cálculos de alinhamentos pareados um a um para
ver a relação entre elas (matriz de distância).
• Geralmente as comparações são globais, mas alguns programas usam a comparação local.
• Principais programas (algoritmos):
- CLUSTALW (Higgins et al, 1996)
- MultAlin ( Corpet, 1988)
- MSA (Lipman et al, 1989)
- PIMA (Smith e Smith, 1990-92)
- PRALIGN (Waterman e Jones, 1990)
- MACAW (Schuler et al., 1991)
ATIVIDADE 1 – Verificar similaridade com genes que codificam proteínas conhecidas
- no site do NCBI clicar em BLAST
- selecionar BLAST de seqüência de aminoácidos
- colar a seqüência em estudo na janela
- escolher o banco de dados para pesquisa nr (não redundante)
- aparecerão várias informações clicar em Format
- irá aparecer um nova janela com os resultados
- coletar 5 seqüências de nucleotídeos e aminoácidos dos genes ou proteínas com maior
similaridade à seqüência consulta (não esqueça que devem estar no formato FASTA)
ATIVIDADE 2 – Comparação entre várias seqüências de nucleotídeos ou proteínas
- entrar no site www.ebi.ac.uk
- entrar em Sequence Similarity Analysis
- encontrar o link ClustalW2
- colar as seqüências de nucleotídeos na janela de consulta e correr o programa
- comparar o alinhamento das seqüências de nucleotídeos obtido pelo ClustalW
- faça a mesma coisa para as seqüências de aminoácidos.
ATIVIDADE 3 – Buscar a estrutura terciária da proteína em banco de dados
-
entrar no site PDB (Protein Data Bank) www.pdb.org
no sistema de busca escrever o nome da proteína com seqüência de aminoácidos com mais alta
similaridade à seqüência consulta (query)
salvar a estrutura
ATIVIDADE 4 – Modelagem Molecular
-
baixar o programa Deep View do site http://ca.expasy.org/spdbv/mainpage.htm
procurar spdv e abrir o aplicativo
com o programa aberto entrar em File Open PDB file abrir os arquivos obtidos na atividade
3
o programa irá mostrar a estrutura 3D da proteína
existem vários comandos na barra de ferramentas do programa para a manipulação do modelo
3D...divirtam-se!