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BIT 120 - Actividad Práctica No 4
Filogenética Molecular

PIA VIERA VILLALON

El objetivo de esta actividad es familiarizarse con los conceptos y algoritmos detrás de la filogenética molecular. Se hace énfasis en el uso de herramientas bioinformáticas para la investigación de relaciones filogenéticas distantes mediante el uso de proteínas como marcadores moleculares.

Introducción: Lassintasas de isopreno son una superfamilia de enzimas presentes en organismos de los tres dominios de la vida, cuya función es catalizar las reacciones químicas que dan origen al grupo más diverso de moléculas en la naturaleza: los isoprenoides. Esta superfamilia consta de 5 subgrupos de proteínas, cada uno con diversos grupos funcionales de enzimas. En este laboratorio usted usará diversasproteínas de esta superfamilia para analizar las relaciones filogenéticas entre ellas.

Código Uniprot
Grupo Funcional
Q03471
Aristolochene synthase
O81192
(+)-bornyl diphosphate synthase
Q9K499
Epi-isozizaene synthase
P93665
(+)-delta-cadinene synthase
Q5R6U3
Squalene synthase
P14324
Farnesyl pyrophosphate synthase
Q8PYS1
Geranylfarnesyl diphosphate synthase
Q43133
Geranylgeranylpyrophosphate synthase
O66129
Hexaprenyl-diphosphate synthase
Q97W92
Hexaprenyl pyrophosphate synthase
Q38802
Ent-copalyl diphosphate synthase
Q9F1Y6
2-methylisoborneol synthase
Q55012
Pentalenene synthase
Q5HZ00
Solanesyl diphosphate synthase
Q38710
Abietadiene synthase
Q7LP67
Trichodiene synthase
B5VT94
YPL069Cp-like protein
I3FHF6
Dehydrosqualene synthase



1. Alineamientomúltiple y generación de árbol guía. Vaya a Uniprot (http://www.uniprot.org/), y en la pestaña titulada "Align" ingrese los códigos Uniprot de las 18 proteínas. Luego presione el botón "Align" (aquí usted está ejecutando el programa Clustal de alineamiento múltiple progresivo. Vaya a la sección titulada "Guide tree". A mano derecha, donde dice Highlight, presione el boton que dice "Taxonomy".
a.Guarde una imagen del árbol (presione la tecla "Imprimir pantalla", luego abra un editor de imágenes como por ejemplo Paint, y pegue la imagen ahí). Incluya la imagen en su informe.

b. ¿El árbol que usted visualiza es un cladograma o un filograma? ¿El árbol tiene o no tiene raíz?
R: El árbol no tiene raíz, corresponde a un cladograma.

c. ¿Qué método utiliza Clustal para generar el "guidetree" o árbol guía (PISTA: aparece en las diapositivas que pasamos en la clase de "Alineamiento Múltiple")?
R: el método utilizado es Algoritmo Haleuristico.

d. ¿Cuáles secuencias corresponden a organismos eucariotas, procariotas y arqueas? (PISTA: cada color corresponde a un dominio de la vida distinto. Además, al pasar el mouse por sobre cada código Uniprot, se despliega un menú que contienela clasificación taxonómica de los organismos).
R: Rojoarqueas (2) Q8PYS1, Q97W92
Verde  procariota (5) I3FHF6, O66129, Q9F1Y6, Q9K499, Q55012
Azul eucariota (11) Q5R6U3, P14324, Q43133, Q5HZ00, B5VT94, Q7LP67, Q03471, Q38802, Q38710, 081192, P93665

e. Respecto de las secuencias provenientes de arqueas. ¿Estas forman un grupo monofilético, parafilético o polifilético?
R: Forman un grupoparafilético.

f. Identifique los códigos Uniprot del grupo de 3 secuencias bacterianas que forman un grupo monofilético. ¿A qué especies corresponden? (PISTA: presione sobre los códigos Uniprot de cada una de las tres secuencias, y extraiga desde ahí la especie). Con esta información, identifique el par de proteínas que es parálogo.
R: Q55012, Q9K499, Q9F1Y6. Streptomyces exfoliatus yStreptomyces coelicolor. Las últimas dos son parálogos.

g. Note que en el árbol, hacia la derecha de los códigos Uniprot, aparece otro código, llamado "entry name". Estos consisten de dos palabras unidas por el símbolo "_". La primera palabra describe la función de la proteína, mientras que la segunda describe la especie. Con esta información, identifique otro par de proteínas parálogas presentes...