2.3 Proyecto ENCODE Flashcards
Función principal del proyecto ENCODE
Identificar elementos funcionales del genoma humano (crear una enciclopedia), y la regulación de la expresión génica y la salud
-> identificar todos los genes que producen prot
(creado en 2003)
2003 - 2021
¿Qué es un elemento funcional?
Segmento discreto del genoma → codifica un producto definido o forma bioquímica reproducible (TBS)
TBS: transcription binding sites
¿Qué regiones pretende identificar el proyecto ENCODE?
- Genes codificantes y no codificantes para proteínas
- Elementos reguladores de transcripción
- Secuencias que median la estructura y dinámica cromosómica
Fases del proyecto ENCODE
piloto fase 1 (humano)
fase 2 (humano) (2008-2012) modENCODE
fase 3 (humano & ratón)
fase 4 (humano & ratón) -> caracterización funcional (2017-2021)
Caract. de la fase piloto
- Evaluaron estrategias para la identificación de regiones en el genoma
- Desarrollo tecnológico → crear nuevas estrategias computacionales y de lab para identificar secuencias ya identificadas o descubrir nuevas regiones
¿Qué regiones se eligieron en la fase piloto?
- 44 regiones ya conocidas para estudiar (30Mb; 1% del genoma)
- Identificación de regiones de DNA que transcriban a RNA -> xq son las funcionales, las que me dan prot
Elementos funcionales analizados en el proyecto ENCODE (5)
- Long-range regulatory elements -> permiten regular genes a distancia
- Modificaciones epigenéticas
- Cis regulatory elements -> misma cadena del gen que van a regular
- Sitios de replicación del DNA
- Transcripción
Long-range regulatory elements analizados en el proyecto
Enhancers
Represores/silenciadores
Aisladores
Cis regulatory elements analizados en el proyecto
Promotores
Sitios de unión a factores de transcripción
Metodología utilizada en ENCODE
y para qué se utiliza
ChIP-seq (Immunoprecipitación de cromatina followed by Sequencing) técnica utilizada para identificar los sitios de unión de las proteínas que se unen al DNA, especialmente FT, proteínas asociadas a la cromatina, histonas
Este paso es crucial porque asegura que las interacciones se mantengan intactas durante el resto del procedimiento.
El primer paso en ChIP-seq es fijar las interacciones entre las proteínas y el ADN con formaldehído
-> crea enlaces cruzados entre las proteínas (FT) y el ADN al que están unidas.
Pasos hibridación ChIP-chip
1- Formaldehído para fijar las proteínas (FT) a las secuencias de ADN (creando enlaces cruzados)
2- La cromatina se extrae de las células y se fragmenta en pequeños trozos mediante sonicación o enzimas AKA
3- Se añade un Ac específico para la proteína deseada, permitiendo que las prot. de interés sean inmunoprecipitadas
4- Se rompen los enlaces cruzados entre las prot y el ADN, dejando el ADN puro que estaba unido a la proteína.
5- Los fragmentos de ADN purificados se secuencian mediante NGS (como Ilumina) para identificar las secuencias exactas de ADN.
6- Las secuencias obtenidas se mapean al genoma de referencia, lo que nos lleva a la identificación precisa de los sitios de unión de proteínas en el genoma.
rompo los FT con proteinasa K
La inmunoprecipitación es una técnica de laboratorio que se utiliza para ________
purificar y enriquecer proteínas diana a partir de una solución, mediante la unión de un Ac específico a una proteína.
¿Qué caracterizó a la fase dos del proyecto ENCODE?
Secuenciación de regiones genéticas que provienen del mismo ancestro (secuencias ortólogas) -> esto con el fin de encontrar elementos conservados a nivel evolutivo
-> esta fase utilizó la conservación evolutiva como una herramienta para identificar elementos funcionales en el genoma (usó drosophila y memátodo)
2008-2012
¿Qué logro alcanzó la segunda fase del Proyecto ENCODE (2008-2012)?
Expandió el análisis de la funcionalidad a todo el genoma humano.
-> Se amplió el análisis funcional a todo el genoma, demostrando que más del 80% del genoma tiene alguna actividad bioquímica detectable.
Primera Fase (Piloto)
(2003-2007): Se centró en el análisis detallado de un 1% del genoma humano. (30Mb)
caract de la Fase 3
2013-2016
-> empezó el análisis computacional, se ha centrado en proporcionar mapas más detallados de la regulación génica, aumentando la precisión de datos
Resultados de la fase 2
Los resultados se resumen en 13 artículos en donde se menciona la estructura y funcionamiento de la info genética
ENCODE 2
Artículo 1: Motivos de los FT
- Mapearon 119 regiones en dónde se observa unión de proteínas a DNA
- Encuentro de componentes de RNA pol en 72 tipos de cel (mediante ChIP-Seq)
- 87 secuencias específicas de FT
- 8.1% del genoma tiene regiones de DNA con unión a prot
- FACTORBOOK - catálogo de sitios de unión a FT
ENCODE 2
Artículo 2:
- Estudio en los patrones de sitios de unión de FT
- Estos ayudan a explorar las propiedades de la cromatina
- Relación entre la hipermetilación y los sitios de unión a FT
Este artículo evalúa la unión de H3K27me3 (modificación epigenética en histona H3, trimetilación de la lisisna 27)
Artículo 2: Estudio en los patrones de sitios de unión de FT
¿Qué postula el artículo 3 de las fase 2 del proyecto ENCODE?
Caracterización de regiones intergénicas y definición de un gen
-> tengo gen 1 y gen 2 pero entre ellos ¿Qué pasa?
¿Qué postula el artículo 4 de las fase 2 del proyecto ENCODE?
RNAs y patrones de modificaciones de cromatina alrededor de regiones promotoras
-> Realizaron modelos de predicción que ven la interacción entre las modificaciones de las histonas y los promotores (si existe relación)
¿Qué postula el artículo 5 de las fase 2 del proyecto ENCODE?
Regulación epigenética del procesamiento del RNA
- Se encontraron dos tipos de promotores
* Cajas TATA
* Islas CpG (en menor cantidad que TATA)
¿Qué postula el artículo 6 de las fase 2 del proyecto ENCODE?
Caracterización de RNAs no codificantes
- Se utilizó la técnica de CAGE-seq para identificar sitios de inicio de la transcripción (TSSs)
- RNAs de menos de 200nt han sido asociados
CAGE-seq caract.
CAGE seq nos permite identificar las caperuzas lo que nos permite identificar los sitios de inicio de la transcripción
-> detecta 5´CAP e identifica genes NO codificantes
artículo 6°
¿Qué postula el artículo 7 de las fase 2 del proyecto ENCODE?
Metilación de DNA
- Para identificar los enhancers
