Biología de los sistemas Flashcards
En qué consisten las pruebas bioquímicas
Darle un sustrato a la bacteria, si es que esta tiene la enzima habrá una reacción que se va a detectar a través de un indicador de cambio de pH.
Posteriormente se realiza PCR y gel de electroforesis
Para qué sirven las ómicas
Caracterizar y cuantificar biomoléculas (ácidos nucleicos, proteínas, metabolitos)
Cuáles son los 3 ejes de la biología de los sistemas
Biología: nuevas perspectivas y preguntas
Tecnología: nuevas tecnologías y nuevos datos
Computación: nuevos software y nuevas hipótesis
Qué ha traido la biología de los sistemas
No se utiliza un solo gen para identificar a una especie, ahora se utiliza el genoma com pleto (todo el conjunto de info genetica que tiene un organismo)
Biologia de sistemas se refiere a como estudiamos actualmente a la biologia
Va acompañado del poder computacional, gran memoria RAM, espacio de almacenamiento, gran velocidad
Plataformas tecnológicas de ejemplo
Sanger: fue la primera para hacer secuenciación
MinION: secuenciar el genoma completo de bacterias y otros microorganismos. Tenemos una sola copia del genoma completo
MiniSeq, MiSeq: Cortamos el genoma en muchos pedacitos, y se obtienen muchas copias de cada segmento a lo largo del genoma
Costo de la secuenciación a lo largo de los años (por cada raw megabase)
2000: 1 Mgb (1 millon pb) costaba 10 millones de dólares. Así se secuenció el genoma humano
A lo largo de los años, el costo ha bajado
2021: 1 millon pb costaba menos de 0.01 dólares
Estos costos son diferentes en cada país
De ahí la importancia de los convenios entre universidades e institutos de investigación
Secuenciar todo el genoma humano, en el año 2001, costaba 100 millones de dólares.
Secuenciar todo el genoma humano, en el 2021, costaba 1000 dólares
Desafíos bioinformáticos
VCF file:
Archivo en el que se comparan 2 organismos, y se identifican las mutaciones (variantes que tienen entre sí)
Lecturas crudas:
Las que salen directamente del secuenciador
Estas pasan por proceso de limpieza, para obtener un resultado de mejor calidad
Resultados:
El número de caracteres del VCF file es mucho mayor que el que hay en el libro Quijote.
En cambio, el número de caracteres en el VCF file es menor al de Wikipedia hasta el 2014, a su vez, esto es menor que las lecturas crudas.
Este nivel de poder computacional necesita un disco duro o memoria enorme para guardar, procesar y analizar estos enormes archivos
Por ende, de ley se necesita de un experto en este tema: bioinformático
Qué es la genómica
Conjunto completo de información
genética de un organismo, incluidos
los genes - codifican proteínas, ARN
y secuencias reguladoras, así como
cualquier ADN no codificante que
pueda estar presente
Ejemplos de lo que se puede hacer con el genoma de un organismo
Una secuencia del genoma permite el desarrollo de diversas ómicas y herramientas para entender, investigar y monitorear microorganismos en cultivos y en la naturaleza.
Identificar todo el contenido génico de una comunidad microbiana
Analisis de transcriptomica (conjunto de los transcritos: ARNm), proteomica (proteinas) y metabolomica (metabolitos): Interactive mapping and predictive modeling
Secuencias específicas para identificar cepas: Monitoring disease outbreaks (brotes)
Diagnósticos: Detecting pathogens (que no pueden cultivarse) or identifying microbes in an environmental sample
Proteómica: Identificar potential drug targets
Conocimientos sobre el metabolismo o la virulencia: Revelar nutrientes necesarios para un cultivo
Qué es la proteómica
La proteómica puede definirse como la genómica funcional a nivel de proteínas. Es la ciencia que correlaciona las proteínas con sus genes, estudia el conjunto completo de proteínas que se pueden obtener de un genoma.
Características importantes de la proteómica
Depende de en que momento estamos extrayendo la información de esas moléculas (proteinas)
Ejm: E.coli en etapa de latencia expresa proteinas muy diferentes a una E.coli en estrés por calor
Por ende, depende del ambiente y el estadío en el que se encuentre una bacteria
Secuenciación de genomas de virus y bacterias
Hace 40 años secuenciamos completamente el genoma de un virus
1995: primera bacteria secuenciada
Actualmente, mas de 125000 bacterias, arqueas y virus secuenciados
Esto se sube a bases de datos públicas
Se pueden hacer analisis genomicos gracias al trabajo de otros
Cómo se da el proceso de secuenciación del genoma con métodos Ilumina
Muestra de hoja
Se extrae adn completo
Se le corta en millones de pedazos chiquitos
Se les coloca adaptadores a los pedazos, que vienen de un kit comercial
Gracias a esto se copian o amplifican miles de veces estos segmentos (permiten a la máquina reconocer las secuencias)
Tras la secuenciacion hay lecturas crudas: archivos gigantes
A partir de esto se puede: Buscar genes de resistencia a antibioticos, genes de tolerancia al estrés, identificar recombinacion genetica o transferencia horizontal de genes
Se puede limpiar y eliminar los adaptadores
Posteriormente, se puede comparar con un genoma de referencia (en el mismo equipo)
Se puede hacer mapeo o ensamblaje de novo
Qué es mapeo y ensamblaje de novo
Mapeo: comparar tus lecturas crudas con un genoma de referencia
Ensamblaje de novo:
De todas las lecturas crudas que tengo, le pido al equipo identificar solapamientos
Se ordenan las lecturas por complementariedad
Se crea una secuencia de referencia
Necesita un poder computacional mayor que el mapeo
VCF:
Identificar todos los SNPs de una bacteria vs otra bacteria
Qué podemos hacer con la secuenciación
Podemos identificar distintos ORF (marcos abiertos de lectura) = cantidad de genes
