Área de Ciências da Saúde – Curso de Farmácia
Disciplina: Biotecnologia Farmacêutica
Professora: Juliana C. Schmidt
Aula Prática: BIOINFORMÁTICA I – ESTRUTURA DE ÁCIDOS NUCLÉICOS E PROTEÍNAS
NOÇÕES DE BIOINFORMÁTICA
Nas últimas décadas surgiram três áreas de pesquisa (alguns autores consideram somente uma) que estão
caminhando juntas:
a Bioinformática, que pode ser descrita como a aquisição, análise e estoque de informação biológica,
especificamente de ácidos nucleicos e proteínas;
a Biologia Molecular Computacional, que é a que estuda o desenvolvimento de algoritmos e
programas computacionais para resolver problemas nesta área e;
a Genômica Computacional, que realiza uma análise integral da informação genômica.
Todas têm crescido enormemente motivadas pelos projetos Genomas em curso. Um dos objetivos
fundamentais destas áreas é converter a informação contida na seqüência de nucleotídeos ou de proteínas
(linguagem biológica) em conhecimento bioquímico e biofísico (funções estruturais, funcionais e evolutivas). Na
realidade o que se procura é decodificar uma linguagem desconhecida, extraindo o seu significado biológico.
Esforços na área de banco de dados
mantiveram-se na mesma taxa elevada em
que as seqüências vêm sendo produzidas,
permitindo aos investigadores o acesso
público a estes dados de forma praticamente
instantânea.
Laboratório de Bioinformática do LNCC/MCT
BANCOS DE DADOS
NCBI www.ncbi.nlm.nih.gov
O National Center for Biotechnology Information (NCBI) foi estabelecido em 1988
como um recurso nacional para informação de biologia molecular:
NCBI criou banco de dados público;
Conduz pesquisas em biologia computacional;
Desenvolve programas para análise de dados de genomas;
Dissemina informação biomédica.
É uma divisão da National Library of Medicine (NLM) no National Institute of Health
(NIH) dos EUA.
EBI www.ebi.ac.uk
O European Bioinformatics Institute (EBI) é uma organização acadêmica sem
fins lucrativos que pertence ao European Molecular Biology Laboratory
(EMBL).
O EBI é um centro para pesquisa e serviços em bioinformática e administra
bancos de dados de informações biológicas incluindo, seqüências de ácidos
nucléicos e proteínas e estruturas macromoleculares.
PDB (Protein Data Bank) www.pdb.org
É um banco de dados de estruturas 3D de proteínas e ácidos nucléicos.
Fornece uma variedade de ferramentas e recursos para estudar a
estrutura tridimensional de macromoléculas biológicas, bem como
relaciona-la com a seqüência de aminoácidos, função biológica e
doenças.
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. Entre todos os tipos de informação contidos numa seqüência de nucleotídeos, talvez
encontrar um gene seja o mais importante.
BUSCA DE QUADROS ABERTOS DE LEITURA EM SEQUÊNCIA DE NUCLEOTÍDEOS (Open
Reading Frame - ORF)
Em uma sequência de nucleotídeos é possível encontrar regiões codificadoras de proteínas.
Para tanto, é necessário buscar as trincas de nucleotídeos (códons) que indicam o inicio da tradução
e o final da tradução. Uma região codificadora contendo nº de nucleotídeos múltiplo de três e
compreendida entre um códon de início e o códon de término de tradução é denominada de Quadro
Aberto de Leitura (Open Reading Frame – ORF). A partir de uma seqüência de nucleotídeos são
possíveis 6 diferentes quadros de leitura, conforme ilustrado na figura a seguir:
ATIVIDADE 1 – Transcrever a seqüência de DNA em RNA
-
você pode converter a seqüência de DNA em RNA manualmente, ou;
usando um programa conversor existe um em http://www.fr33.net/seqedit.php
ATIVIDADE 2 – Traduzir a seqüência de DNA ou RNA em seqüência de aminoácidos
-
entrar no site www.expasy.org
entrar em Proteomic tools
encontrar o link Translate
colar a seqüência de DNA ou RNA dentro da janela e clicar em Translate sequence.
ATIVIDADE 3 – Encontrar um gene numa seqüência de nucleotídeos
- entrar no site do NCBI
- clicar no link ORF FINDER
- colar a sequência de nucleotídeos fornecida dentro da janela
- clicar em Orf Find
irão aparecer os 6 quadros abertos de leitura possíveis verificar qual deles corresponde ao quadro
correto.