Biotecnología Universidad Nacional de Moquegua “Año del bicentenario del Perú 200 años de independencia “ Escuela Profesional de Ingeniería Ambiental TEMA: ENTREGA DEL INFORME DE USO DEL SOFTWARE MEGA DNA Presentado por: Joshelin Shantal Alarcon Mamami Docente: Hebert Hernan Soto Gonzales Ciclo: VII Fecha: 22/10/21 ILO – Perú 2021 ÍNDICE INTRODUCCION............................................................................................................... 2 I. OBJETIVOS .................................................................................................................... 3 II. 2.1. OBJETIVO GENERAL ................................................................................................ 3 2.2. OBJETIVO ESPECIFICOS .......................................................................................... 3 MATERIALES Y METODOS ....................................................................................... 4 III. 3.1. MATERIALES ............................................................................................................. 4 3.2. METODOS ................................................................................................................... 5 IV. V. VI. RESULTADOS .............................................................................................................. 15 CONCLUSIONES ............................................................................................................. 16 BIBLIOGRAFIA ........................................................................................................... 16 NIVERSIDAD NACIONAL DE MOQUGUA Escuela Profesional de Ingeniería Ambiental I. El análisis de genética INTRODUCCION evolutiva molecular ( MEGA ) es un software de computadora para realizar análisis estadísticos de la evolución molecular y para construir árboles filogenéticos . Incluye muchos métodos y herramientas sofisticados para filogenómica y filomedicina . Tiene licencia como software gratuito propietario .El proyecto para desarrollar este software fue iniciado por el liderazgo de Masatoshi Nei en su laboratorio en la Universidad Estatal de Pensilvania en colaboración con su estudiante de posgrado Sudhir Kumar y el becario postdoctoral Koichiro Tamura. Nei escribió una monografía (págs. 130) que describe el alcance del software y presenta nuevos métodos estadísticos que se incluyeron en MEGA. El conjunto completo de programas de computadora fue escrito por Kumar y Tamura. Las computadoras personales carecían de la capacidad de enviar la monografía y el software de forma electrónica, por lo que se entregaron por correo postal. Desde el principio, se pretendía que MEGA fuera fácil de usar e incluyera únicamente métodos estadísticos sólidos. MEGA se ha actualizado y ampliado varias veces y actualmente todas estas versiones están disponibles en el sitio web de MEGA. La última versión, MEGA7, se ha optimizado para su uso en sistemas informáticos de 64 bits . MEGA está en dos versiones. Una interfaz gráfica de usuario está disponible como programa nativo de Microsoft Windows. Una versión de línea de comando, MEGA-Computing Core (MEGA-CC), está disponible para operación nativa multiplataforma. El método es ampliamente utilizado y citado. Con millones de descargas en los lanzamientos, MEGA se cita en más de 85.000 artículos. La quinta versión ha sido citada más de 25.000 veces en 4 años. (MEGA) En esta práctica realizada con el programa MEGA lo primero que se realizo fue entrar a MEGA Web Browser: National Center for Biotechnology Information al abrir aparece una ventana de buscador del NCBI en el cual en la esquina colocamos Nucleotide y hacemos clic en buscar y escribimos 16S ahí nos aparecerá una fila de Nucleótidos lo que se hizo en la práctica fue buscar 10 nucleótidos de 16S y buscar la cantidad de su secuenciación para analizarlo en el programa MEGA el alineamiento de cada nucleótido se escogió tres diferentes genes y en total realizamos 30 secuenciaciones en el programa MEGA se realizó el análisis de las secuencias como también se construyó el árbol filogenético de las secuencias estudiadas. NIVERSIDAD NACIONAL DE MOQUGUA Escuela Profesional de Ingeniería Ambiental II. OBJETIVOS 2.1. OBJETIVO GENERAL Analizar y realizar análisis estadísticos de la evolución molecular y construir el árbol filogenético con las secuencias del 16S ARNr mediante el software MEGA. 2.2. OBJETIVO ESPECIFICOS Utilizar el sofware MEGA siguiendo paso a paso las indicaciones del docente. Realizar bien el alineamiento de las secuencias del gen 16S ARNr. Realizar el árbol filogenético adecuadamente con lo trabajo de la alineación. NIVERSIDAD NACIONAL DE MOQUGUA Escuela Profesional de Ingeniería Ambiental III. MATERIALES Y METODOS 3.1. MATERIALES IMAGEN MEGA-X Figura: 1 El software MEGA – X Fuente: propio de Alarcon Mamani, Joshelin LAPTOP DESCRIPCION El software de Análisis de Genética Evolutiva Molecular (MEGA) implementa muchos métodos analíticos y herramientas para filogenómica y filomedicina. MEGA X no requiere software de virtualización o emulación y proporciona una experiencia de usuario uniforme en todas las plataformas. MEGA X también se ha actualizado para utilizar múltiples núcleos informáticos para muchos análisis evolutivos moleculares. (Kumar, Stecher, Li, Knyaz, & Tamura) Un computador portátil o laptop es un equipo personal que puede ser transportado fácilmente. Muchos de ellos están diseñados para soportar software y archivos igual de robustos a los que procesa un computador de escritorio. (LAPTOP) Figura: 2 Laptop Fuente: http://www.aumentaty.com/community/es/pin/ficha/l apto-acer/ MEGA Web Browser: National Center for Biotechnology Information Dentro del software MEGA se encuentra la opción de MEGA Web Browser: National Center for Biotechnology Information el cual es un buscador para encontrar las secuencias que se va alinear con el programa MEGA. Figura: 3 MEGA Web Browser: NCBI Fuente: Elaboración propia de Alarcon Mamani, Joshelin shantal EL ÁRBOL FILOGENÉTICO CONSTRUIDO POR MEGA X Figura: 4 Árbol Filogenético Fuente: Elaboración propia de Alarcon Mamani, Joshelin Shantal El árbol filogenético construido por MEGA X, con las secuencias de ARNr 16S en esta práctica se realizó el árbol filogenético con las secuenciaciones utilizadas de 16 ARNr. NIVERSIDAD NACIONAL DE MOQUGUA Escuela Profesional de Ingeniería Ambiental EXPLORADOR DE ARCHIVOS El explorador de Windows es un componente principal del sistema operativo que permite administrar el equipo, crear archivos y carpetas, lanzar aplicaciones, etc. (Explorador de Archivos ) Fuente: https://es.wikipedia.org/wiki/Explorador_de_arc hivos 3.2. METODOS PRIMER PASO: Se descargo el software MEGA. El programa se debió descargar y tenerlo en nuestras computadoras para realizar esta práctica. Figura: 5 Se observa cómo se descarga el software MEGA X Fuente: https://www.megasoftware.net/show_eua Figura: 6 El software MEGA X ya instalado y listo para realizar la practica Fuente: Elaboración propia de Alarcon Mamani, Joshelin Shantal NIVERSIDAD NACIONAL DE MOQUGUA Escuela Profesional de Ingeniería Ambiental SEGUNDO PASO: Entramos al programa del MEGA X y hacemos clic en el primer redondito donde dice la palabra (ALIGN) y buscamos donde dice Show Web Browser y realizamos un clic. Figura: 7 Se observa el programa mega y le hacemos clic justo donde dice Show Web Browser Fuente: Elaboración propia de Alarcon Mamani, Joshelin Shantal TERCER PASO: Seguidamente se habría una ventana The National Center for Biotechnology (NCBI) el cual almacena y constantemente actualiza la información referente a secuencias genómicas en GenBank, al lado del buscador ay para seleccionar todas las bases de datos (All Databeses) y buscamos la palabra Nucleotide y luego hacemos clic en Search (buscar) con la finalidad de buscar 16S rRNA y nos saldrá lista de secuencias de diferentes bacterias. Figura: 8 Se muestra la ventana que nos sale cuando hacemos clic en Show Web Browser Fuente: Elaboración propia de Alarcon Mamani, Joshelin Shantal NIVERSIDAD NACIONAL DE MOQUGUA Escuela Profesional de Ingeniería Ambiental Figura: 9 Se observa la lista que nos sale de bacterias. Fuente: Elaboración propia de Alarcon Mamani, Joshelin Shantal CUARTO PASO: Elegimos 10 bacterias diferentes en este caso elegiré Bacillius cereus strain 16S rRNA realizare un clic y nos aparecerá una lista de secuencias del gen del cual hacemos clic en uno de ellos donde la secuenciación sea mínima como podemos mostrar en la imagen. Figura: 10 Se observa la lista de secuencias al buscar la bacteria Bacillius cereus strain 16S rRNA Fuente: Elaboración propia de Alarcon Mamani, Joshelin Shantal QUINTO PASO: Una vez seleccionado la secuenciación nos aparecerá la siguiente ventana y podemos analizar observar todos los datos que nos muestra luego de ello seleccionamos donde dice + Add to Alignment. NIVERSIDAD NACIONAL DE MOQUGUA Escuela Profesional de Ingeniería Ambiental Figura: 11 Aquí observamos la ventana que nos aparece la cual debemos ver analizar y ver la secuenciación de abajo. Fuente: Elaboración propia de Alarcon Mamani, Joshelin Shantal Figura: 12 Aquí observamos la ventana que nos sale al presionar + Add to Alignment. Fuente: Elaboración propia de Alarcon Mamani, Joshelin Shantal SEXTO PASO: Seguidamente despues de hacer echo clic en ok cuando precionas el + Add to Alignment nos saldrá esta ventana la cual observamos ay una secuencia bien larga hacemos este mismo paso con dos secuencias diferentes, pero de la misma bacteria de Bacillius cereus strain 16S rRNA NIVERSIDAD NACIONAL DE MOQUGUA Escuela Profesional de Ingeniería Ambiental luego hacemos con ese mismo paso buscando la siguiente bacteria y con tres secuencias distintas. Figura: 13 Aquí observamos la ventana que nos sale cuando hemos presionado ok podemos observar la secuenciación larga. Fuente: Elaboración propia de Alarcon Mamani, Joshelin Shantal SEPTIMO PASO: Hacemos ese procedimiento con las 10 bacterias y obtendremos una ventana como se muestra en la figura 14. Ahí podemos observar las secuenciaciones de cada una lista para ser guardadas en una carpeta antes de empezar el alineamiento. Figura: 14 Aquí podemos observar las secuenciaciones de las distintas bacterias y listas para ser alineadas. Fuente: Elaboración propia de Alarcon Mamani, Joshelin Shantal OCTAVO PASO: Aquí hacemos clic donde dice data y buscamos la opción donde dice Export Alignment nos aparecerá tres opciones esas tres opciones podemos guardar en las tres nuestra lista de secuenciaciones, presionas MEGA Format y lo que aparcera será una carpeta NIVERSIDAD NACIONAL DE MOQUGUA Escuela Profesional de Ingeniería Ambiental donde la puedes guardar el mismo procedimiento haces con la que dice FASTA Format y NEXUS/ PAUP Format. Figura: 16 Aquí observamos las tres opciones las cuales se guardará esta lista de secuenciación que hemos realizado en el programa MEGA Fuente: Elaboración propia de Alarcon Mamani, Joshelin Shantal Figura: 15 Aquí podemos observar el explorador de archivos donde nosotros ya tenemos una carpeta donde podemos guardar esta lista de secuenciación como nuestra primera práctica. Fuente: Elaboración propia de Alarcon Mamani, Joshelin Shantal NOVENO PASO: Después de haber guardado hacemos un clic en donde aparece la imagen de un bracito rojo y nos sale dos opciones, presionamos la primera opción que dice (Align DNA) nos saldrá una ventana donde NIVERSIDAD NACIONAL DE MOQUGUA Escuela Profesional de Ingeniería Ambiental presionaremos ok y en la siguiente igual presionamos ok y ahí va empezar la función de hacer el alineamiento de las secuencias. Figura: 17 Aquí observamos el bracito rojo al cual presionamos y nos salen esas opciones que podemos observar Fuente: Elaboración propia de Alarcon Mamani, Joshelin Shantal DECIMO PASO: Una vez de haber precionado dos veces ok nos aparece esa ventana donde demora un poco por que esra alineando las secuenciaciones y debemos esperar el tiempo que termine. Figura: 18 Aquí podemos observar la venta cuando esta cargando por que se está alienando las secuenciaciones. Fuente: Elaboración propia de Alarcon Mamani, Joshelin Shantal NIVERSIDAD NACIONAL DE MOQUGUA Escuela Profesional de Ingeniería Ambiental ONCEAVO PASO: Cuando termine de cargar nos aparecerá las secuencias alineadas, pero con espacios en blanco los cuales debemos eliminar cuidadosamente esos espacios grandes que vemos en blanco. Figura: 19 Aquí podemos observar que las secuencias han sido alineadas, pero observamos también espacios en blanco. Fuente: Elaboración propia de Alarcon Mamani, Joshelin Shantal PASO 12: Una vez de haber eliminado los espacios en blanco horizontalmente y verticalmente y haberlas alineado, hacemos clic en data y lo guardamos en formato de práctica. Figura: 20 secuencias completamente alineadas Fuente: Elaboración propia de Alarcon Mamani, Joshelin Shantal NIVERSIDAD NACIONAL DE MOQUGUA Escuela Profesional de Ingeniería Ambiental PASO 13: Se debe grabar cada alineamiento que se va realizar, y confirmamos la grabación la cual se va a guardar. Figura: 21 aquí guardamos las secuencias que estuvimo elaborando Fuente: Elaboración propia de Alarcon Mamani, Joshelin Shantal PASO 14: Guardamos en los 3 tipos de formato, MEGA Format, FASTA Format, NEXUS PAUP Format, luego de haber grabado la última versión. Figura: 22 Aquí guardamos en los 3 tipos de formato Fuente: Elaboración propia de Alarcon Mamani, Joshelin Shantal NIVERSIDAD NACIONAL DE MOQUGUA Escuela Profesional de Ingeniería Ambiental PASO 15: Posteriormente nos dirigimos al MEGA, nos dirigimos a la opción de PHILOGENY utilizaremos en formato UPGMA, abrimos nuestro archivo, en la cual nos aparecerá una ventana el cual es el método estadístico UPGMA el cual no es necesario cambiar los datos Figura: 23 Utilización del formato UPGMA Fuente: Elaboración propia de Alarcon Mamani, Joshelin Shantal Figura: 24 Ventana del método estadístico UPGMA Fuente: Elaboración propia de Alarcon Mamani, Joshelin Shantal NIVERSIDAD NACIONAL DE MOQUGUA Escuela Profesional de Ingeniería Ambiental PASO 16. Podemos visualizar nuestro árbol filogenético, la cual se podría reinventar el nombre si es que es muy extenso el cual solo debe tener el nombre de la bacteria y la cepa. Figura: 25 Árbol filogenético Fuente: Elaboración propia de Alarcon Mamani, Joshelin Shantal IV. RESULTADOS Como resultado obtenido en esta practica realizada fue realizar nuestro árbol filogenético con nuestras 30 secuenciaciones alineadas. Figura: 26 Árbol filogenético Fuente: Elaboración propia de Alarcon Mamani, Joshelin Shantal NIVERSIDAD NACIONAL DE MOQUGUA Escuela Profesional de Ingeniería Ambiental V. CONCLUSIONES Se logro la alineacion de las 30 muestras, se pudo observar en el arbol genealogico de microorganismos que todas las cepas de las pseudomonas son cepas agrupadas que se agrupan en un grupo asimismo las demas especies se van agrupando. El MEGA DNA ha sido muy útil para hacer alineamiento de secuencias del ADN bacteriano y nos recorta las horas de trabajo. Para analizar grandes cantidades de datos es importante usar las aplicaciones de bioinformática. Por otro lado, con el uso de estos programas de software, se concluyó que no son tan amigables con el usuario que no tiene conocimiento de comandos de línea. VI. BIBLIOGRAFIA gcfglobal. (s.f.). Recuperado el 20 de OCTUBRE de 2021, de gcfglobal: https://edu.gcfglobal.org/es/informatica-basica/computadores-portatiles-olaptops/1/ Kumar, S., Stecher, G., Li, M., Knyaz, Z., & Tamura, K. (s.f.). mendeley. Recuperado el 20 de OCTUBRE de 2021, de mendeley: https://www.mendeley.com/catalogue/a103b6c1-b6d4-3ae7-afb2054c7a0d9274/ WIKIPEDIA. (s.f.). Recuperado el 20 de OCTUBRE de 2021, de WIKIPEDIA: https://en.wikipedia.org/wiki/Molecular_Evolutionary_Genetics_Analysis WIKIPEDIA. (s.f.). Recuperado el 20 de OCTUBRE de 2021, de WIKIPEDIA: https://es.wikipedia.org/wiki/Explorador_de_archivos