La Fiolgenia y Bioinformatica

Técnicas I
Análisis de datos genéticos

Proyecto I: búsqueda de señal filogenética en el uso de codones bacterianos

Objetivo ¿Tiene el uso de codones de eubacterias señal filogenética? En este proyecto queremos construir un árbol de grupos bacterianos basado en el uso de codones y compararlo con un árbol basado en el SSU rRNA. Si ambos árboles dan el mismo resultado concluiremos que el usode codones refleja la historia evolutiva de las especies.

Herramientas. Base de datos de genomas bacterianos del NCBI. EMBOSS para el cálculo de tablas de uso de codones y cálculo de las distancias. MEGA para construir el árbol de distancias del uso de codones y para construir el árbol de los SSU.

Metodología.
1-Seleccionar una bacteria de cada grupo taxonómico:

-Cyanobacteria-Chloroflexi
-Alphaproteobacteria -Deinococcus-Thermus
-Firmicutes -Deltaproteobacteria
-Acidobacteria -Epsilonproteobacteria
-Actinobacteria -Epsilonproteobacteria
-Aquificae -Epsilonproteobacteria
-Bacteroidetes/Chlorobi -Planctomycetes
-Betaproteobacteria -Spirochaetes
-Chlamydiae/Verrucomicrobia -Thermotogae

2-Descargar los ficheros que contienen las ORF de cada genoma en formatoFASTA.
3-Construir tablas de uso de codones con el programa CUSP de EMBOSS con los ficheros FASTA
4-Calcular las distancias (Sum Squared Difference) entre los usos de codones con el programa CODCMP de EMBOSS para cada pareja de bacterias y colocarlas en un fichero de distancias apto para MEGA (ver en la carpeta examples un ejemplo de fichero de distancias).
5-Construir el árbol basado en eluso de codones con UPGMA y NJ.
6-Localizar los SSU rRNA de la especies en estudio y construir el árbol. Alinear con MUSCLE.Seleccionar mejor modelo, aplicar ML y/o distancias.
7-Comparar ambos árboles y discutir si los dos métodos dan la misma topología.

Proyecto II: Diversidad genética de Carya illinoinensis.
(Este proyecto está basado en https://appliedpopulationgenetics2010.wikispaces.com/)Objetivo. La nuez pecana (Carya illinoinensis ) es un árbol que crece en el centro de USA y norte de México. Crece de forma natural pero hay poblaciones cultivadas por la gente. Algunas de esas poblaciones están siendo domesticadas (es decir está siendo sometidas a selección artificial) por el tipo de fruto. Lo que queremos hacer es comparar las poblaciones domesticadas frente a las salvajes,la domesticación en un proceso en fases, hay poblaciones que llevan siendo seleccionadas mucho tiempo y otras poco. El material de estudio procede de la reserva de germoplasmas del “University of Missouri Center for Agroforesty” (UMCA). Esta colección consiste en unos 150 árboles obtenidos del medio-oeste americano. Hay 3 tipos de árboles representados, nativos, de patios de casas e híbridosentre el medio-oeste y el sur. La población analizada se dividió en 6 grupos, 1-híbridos, 2-seleccionados por el fruto (patios) y 3-a,-b,-c y -d que son 4 grupos de nativos. Los 150 árboles se analizaron para 8 microsatélites. El objetivo de este estudio es describir genéticamente las poblaciones (frecuencias alélicas y genotípicas, equilibrio H-W), describir la diversidad genéticas de las poblacionesy detectar si alguno de los marcadores está sometido a selección, comparar las poblaciones por si existe diferenciación genética y por último calcular las distancias genéticas entre las poblaciones.

Herramientas. Se utilizará el programa PonGen (ver anexo). Los datos de microsatélites están en el fichero microsatelites.xls

Metodología.
1-Editar el fichero de datos para adaptarlo al formatode POPGEN.
2-Estudiar las 6 poblaciones por separado. Describir frecuencias alélicas y genotípicas. Estudiar equilibrio H-W.
3-Estudiar índices de diversidad en las 6 poblaciones y compararlas.
4-Estudiar índices de fijación, sobre todo Fst.
5-Distancias genéticas y dendrograma de poblaciones.
6-Estudiar si existe desequilibrio de ligamiento entre los loci.

Anexo POPGEN

EL PROGRAMA...