Regulación del Metabolismo

Búsqueda de ortólogos de la proteína growth differentiation factor 7 o bmp12 o gdf16
Resumen
Realizamos la búsqueda de ortólogos del growth differentiation factor 7, partiendo de las secuencias
de cuatro proteínas problema (query). Elaboramos un listado de ortólogos en diferentes especies
empleando la herramienta BLAST (Basic Alignment Search Tool) del NCBI. Posteriormente se
procede alalineamiento de secuencias y construcción de árboles filogenéticos con el programa
SeaView. Nuestro objetivo es analizar la divergencia evolutiva que ha sufrido nuestra proteína y
además comprobar la eficacia de los algoritmos de alineamiento (Clustal y Muscle) y de los
métodos de creación de árboles filogenéticos (Método de Distancias, Parsimonia y Método de
Máxima Verosimilitud).
Introducción.El growth differentiation factor 7(GDF7), también llamado bmp12 o gdf16 es una citocina o
citoquina que pertenece a la subfamilia de los factores de crecimiento y diferenciación (GDFs); esta
subfamilia de proteínas a su vez pertenece a la superfamilia de proteínas de factores beta de
transformación y crecimiento (TGF beta superfamily), que tienen un papel predominante en el
desarrollo.
Enhumanos, el growth differentiation factor 7(GDF7) induce específicamente la formación de
neuronas sensitivas en la espina dorsal de las células de las crestas neurales mediante la generación
de señales en el prosencéfalo en los primeros estadios de desarrollo.
Estructuralmente se trata de una única cadena polipeptídica que forma un homodímero unido por
puentes disulfuro. Como citocina o moléculaseñal, se libera al espacio extracelular y tiene especial
relevancia su dominio de unión a receptores TGF beta.
Por tanto, queremos realizar el análisis filogenético de una proteína con un rol esencial en los
primeras etapas de desarrollo del organismo, para ello intentaremos realizar alineamientos múltiples
de secuencias fasta de varios organismos seleccionados y posteriormente construir unorganismo
filogenético de los mismos (ver citas bibliográficas, punto 3).
Métodos
Partiendo de la secuencia en formato fasta de la proteína growth differentiation factor 7 de nuestros
cuatro organismos iniciales hacemos una búsqueda de proteínas homólogas en otras especies, es
decir, realizamos una búsqueda de ortólogos. Para ello empleamos la herramienta BLAST (Basic
Alignment Search Tool)del NCBI, que es una herramienta de alineamiento de secuencias de tipo
local, ya sea DNA, RNA o proteínas. Por tanto realizamos un BLAST con nuestras secuencias de
proteína problema (query), para disminuir el número de resultados excluimos nuestro organismo de
partida, ya que queremos buscar homología de secuencia en otras especies. Realizando un BLAST
para cada organismo de partida obtenemossuficientes entradas y procedemos a descargar la
secuencia fasta de aquellos organismos que presenten una buena homología de secuencia y que se
encuentren filogénicamente separados con el fin de hacer un sondeo en búsqueda de ortólogos en
especies diversas (ver tabla 1).
Una vez tenemos las secuencias fasta descargadas (ver anexo 1) elaboramos un fichero con todas
ella empleando WorPad o elBloc de Notas de Windows y lo abrimos con el programa SeaView.
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Este programa es muy útil para realizar análisis de homología de secuencias ya que tiene la
capacidad de realizar alineamientos múltiples de secuencias empleando dos algoritmos diferentes:
Clustal y Muscle; ambos son efectivos pero tienen parámetros distintos en su algoritmo. Por tanto,
abrimos el documento con las secuenciasfasta y realizamos los alineamientos múltiples de
secuencias con ambos algoritmos (ver figuras 1-6).
Por último, realizamos tres árboles filogenéticos para cada alineamiento (de cada algoritmo) a
través de los tres métodos que nos proporciona SeaView: Distance Method (Método de Distancias),
Parsimony (Parsimonia) y PhyML (Método de Máxima Verosimilitud) (ver figuras 7-12).
Resultados...