INFORME: PRÁCTICA N°1: ELABORACIÓN DE DENDOGRAMAS A PARTIR DE ARTÍCULOS CIENTÍFICOS UTILIZANDO EL PROGRAMA BIOINFORMÁTICO MEGA DNA

1. INFORME:
ELABORACIÓN DE
DENDOGRAMAS A
PARTIR DE ARTÍCULOS
CIENTÍFICOS UTILIZANDO
EL PROGRAMA
BIOINFORMÁTICO MEGA
DNA
ELABORADO POR EL GRUPO 3A:
1. ESPINOZA CASTILLO, KATTYA MERCEDES
2. MAMANI CONDORI, NOEMI
3. PAYE ZEBALLOS, FRESIA DEL CARMEN
4. URIBE SILVA, SUSAN MELANIA
ILO - PERÚ
2023
DOCENTE: DR. HERBERT HERNAN SOTO GONZALES

2. UNIVERSIDAD NACIONAL DE MOQUEGUA
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍAAMBIENTAL
“Año de la unidad, la paz y el desarrollo”
BIOTECNOLOGÍA
VII CICLO
PRÁCTICA N°1
ELABORACIÓN DE DENDOGRAMAS A
PARTIR DE ARTÍCULOS CIENTÍFICOS
UTILIZANDO EL PROGRAMA
BIOINFORMÁTICO MEGA DNA
ELABORADO POR GRUPO 3A:
ESPINOZA CASTILLO, KATTYA MERCEDES
MAMANI CONDORI, NOEMI
PAYE ZEBALLOS, FRESIA DEL CARMEN
URIBE SILVA, SUSAN MELANIA
ILO-PERÚ
28-04-2023

3. INDICE
1INTRODUCCIÓN ..................................................................................................................3
2OBJETIVOS............................................................................................................................4
2.1 OBJETIVO GENERAL.................................................................................................4
2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS.........................................................................................4
3MARCO TEORICO ...............................................................................................................4
3.1 MEGA DNA ..................................................................................................................4
3.2 APLICACIONES DEL MEGA DNA EN LA INGENIERÍAAMBIENTAL................5
3.3 DENDOGRAMA...........................................................................................................5
3.4 ARBOL FILOGENETICO ............................................................................................6
3.5 DIBUJO A MANO DE LA ESTRUCTURA DELADN ...............................................7
4METODOLOGÍA...................................................................................................................7
4.1 RECURSOS MATERIALES Y EQUIPOS....................................................................7
5PROCEDIMIENTO ...............................................................................................................9
6RESULTADOS......................................................................................................................15
7CONCLUSIONES ................................................................................................................16
8RECOMENDACIONES ......................................................................................................16
9BIBLIOGRAFÍA ..................................................................................................................17

4. INDICE DE FIGURAS
Figura 1. Estructura de un dendograma .................................................................................5
Figura 2. Representación de ancestros y especies actuales....................................................6
Figura 3. Ubicación de la estructura de partes de un dendograma ........................................6
Figura 4. Representación artística de la estructura del ADN.................................................7
Figura 5. Árbol filogenético propio (Generado en MEGA DNA).......................................15
Figura 6. Árbol filogenético extraído del artículo de investigación “Biodegradación de fenol
en aguas tratadas de la industria petrolera para re-uso en cultivos agrícolas” ...............................16

5. 1 INTRODUCCIÓN
El presente informe tiene como objetivo presentar el análisis de los resultados obtenidos a partir
de la elaboración de Dendogramas dados por artículos científicos, tales como "Biodegradación de
fenol en aguas tratadas de la industria petrolera para re-uso en cultivos agrícolas por Sergio Pardo-
Díaz" y de la aplicación de programas bioinformáticos como el MEGA DNA.
El estudio elegido fue hecho por la ecotoxicidad que traen los fenoles y sus compuestos
relacionados ya que interfieren con el equilibrio del ecosistema y llegan a afectar las vías
biogeoquímicas de la materia orgánica y en el reciclaje de nutriente (Contreras, Albertario, Bertola,
& Zaritzky, 2008; Cordova Rosa et al., 2009s). Es por eso que para evitar opciones de alto costos
y producción de otros compuestos tóxicos, se prefiere elegir una mejor alternativa como la
Biorremediación y de acuerdo a sus propiedades se ha considerado como herramienta importante
para aislar y caracterizar bacterias con potencial degradador de fenol y evaluar su capacidad de
degradación en aguas residuales tratadas de la explotación de petróleo para re-uso en cultivos
agrícolas (Geng Soh, Lim, & Loke, 2006; Kotresha & Vidyasagar, 2007; Yang & Lee, 2007; Dong,
Hong, He, Jiang, & Li, 2008; Cordova-Rosa et al., 2009; Mohite, Jalgaonwala, Pawar, & Morankar,
2010).
Tal es el motivo, que debido al estudio manejado se procedió a realizar un análisis filogenético
basado en las secuencias de las cepas degradadoras de fenol y especies relacionadas. Así que, como
parte del desarrollo y construcción del árbol se dió uso de programas bioinformáticos como el
MEGA DNA (The Molecular Evolutionary Genetics Analysis).
La bioinformática como disciplina usa tecnologías de la información para captar, organizar,
analizar y aportar información biológica con el propósito de responder dudas complejas en
biología. Sin embargo guarda su objetivo final que consiste en utilizar aquella información para

6. desarrollar nuevas formas o técnicas de tratar, curar y prevenir los impactos que afligen a la
sociedad, medio ambiente y economía.
En resumen, se elaboró y obtuvo el alineamiento de las muestras insertadas en el MEGA DNA
para luego formar el Árbol Filogenético y observar las similitudes y diferentes rasgos donde se
puede ver a las especies relacionadas con otros genes de tipo bacterias. Cabe agregar que parte de
la metodología empleada de investigación realizada en este trabajo es con el propósito de poder
identificar el árbol filogenético.
2 OBJETIVOS
2.1 OBJETIVO GENERAL
❖ Analizar los resultados dados a partir de la elaboración de dendogramas gracias al programa
Bioinformático MEGA DNA y de artículos científicos.
2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS
❖ Aprender el uso y manejo del programa MEGA DNA.
❖ Generar un Dendograma.
❖ Manipular secuencias de ADN.
3 MARCO TEORICO
3.1 MEGA DNA
MEGA (Análisis genético evolutivo molecular) es un software de computadora una herramienta
integrada para la alineación de secuencias automática y manual. Asimismo, para realizar la
estimación de tasas de evolución molecular y la prueba de hipótesis evolutivas, además de la
inferencia y construcción de árboles filogenéticos, la extracción de bases de datos basadas en la
web. Incluye muchos métodos y herramientas sofisticadas para filogenómica y filomedicina.

7. 3.2 APLICACIONES DEL MEGA DNA EN LA INGENIERÍAAMBIENTAL
• Identificación de microorganismos a través de sus codificaciones, para luego obtener su
respectiva secuencia deADN y conocer su origen (Ancestros) hasta las especies actuales.
• Identificación de factores ambientales, que afectaron en la evolución de especies
microscópicas a partir de la obtención de un árbol filogenético refleja cómo las especies
u otros grupos evolucionaron a partir de una serie de ancestros comunes.
• Determinación del hábitat de microorganismos, para posteriormente aplicarlos en un
determinado espacio geográfico para el beneficio del medio ambiente.
3.3 DENDOGRAMA
El dendrograma es un tipo de representación gráfica o diagrama de datos en forma de árbol.
Este tipo de representación permite apreciar claramente las relaciones de agrupación entre los
datos e incluso entre grupos de ellos, aunque no las relaciones de similitud o cercanía entre
categorías. El nivel de similitud se mide en el eje vertical (alternativamente se puede mostrar el
nivel de distancia) y las diferentes observaciones se especifican en el eje horizontal.
Figura 1.Estructura de un dendograma

8. 3.4 ARBOL FILOGENETICO
Un árbol filogenético es un diagrama que representa las relaciones evolutivas, es decir, la
historia evolutiva y las asociaciones entre especies. Los árboles filogenéticos son hipótesis, no
hechos definitivos, a través de ella estamos representando nuestra mejor hipótesis sobre cómo
evolucionó un conjunto de especies (u otros grupos) a partir de un ancestro común, esta hipótesis
se basa en la información que hemos recopilado acerca de nuestro conjunto de especies, cosas como
sus características físicas y la secuencia de ADN de sus genes.
Figura 2.Representación de ancestros y especies actuales
Figura 3.Ubicación de la estructura de partes de un dendograma

9. 3.5 DIBUJO A MANO DE LA ESTRUCTURA DELADN
Figura 4.Representación artística de la estructura del ADN
4 METODOLOGÍA
4.1 RECURSOS MATERIALES Y EQUIPOS
• HARDWARE: Se refiere a la parte física de un ordenador o sistema informático. Es
decir, un dispositivo que contenga los suficientes softwares para un buen funcionamiento
o uso. Por ejemplo, una computadora o una laptop.
• SOFTWARE MEGA: MEGA o Análisis Genético Evolutivo Molecular es un software
informático para realizar análisis estadísticos de la evolución molecular y para construir
árboles filogenéticos. Incluye muchos métodos y herramientas sofisticadas para la

10. filogenómica y la fitomedicina. Es recomendable tener la versión reciente porque
contiene todas las mejoras del software.
• INTERNET: Es una red de computadoras que se encuentran interconectadas a nivel
mundial para compartir información. Esta red es muy importante ya que nuestro software
trabaja a partir de ella para obtener la información genética.
• PÁGINA NCBI: NCBI o Centro Nacional para la Información Biotecnológica es parte
de la Biblioteca Nacional de Medicina de Estados Unidos. Es muy importante para el
desarrollo del árbol filogenético, ya que alberga genoma secuenciado en GenBank, y un
índice de los artículos biomédicos de investigación en PubMed Central y PubMed, así
como otra información relevante a la biotecnología .
• ARTÍCULO CIENTÍFICO: Para recolectar la información de los códigos genéticos
de las distintas especies, recurrimos al siguiente artículo de investigación.

11. 5 PROCEDIMIENTO
• Primero, se debe recolectar información del artículo científico brindado. En éste utilizan
las secuencias de 16S rDNA de las cepas degradadoras de fenol y especies relacionadas,
en donde usaremos los códigos de diferentes nucleótidos pertenecientes al gen 16S
rDNA.
• Para empezar a desarrollar nuestro árbol filogenético, abrimos la aplicación MEGA, nos
vamos a la barra de herramientas y seleccionamos “Aling”.
• Luego, haremos click en “Show Web Browser” en donde nos redirigirá a la página NBCI
(National Center for Biotechnology Information)

12. • Después, cambiamos la búsqueda a “Nucleotides”, agregamos el código del nucleótido
requerido y le hacemos click en “Search”.
• Continuamos haciendo click en la cepa buscada, despues click en “Add to Aligment” y
por último en “OK”

13. • Continuar con el mismo proceso para añadir todas las demás cepas.
• Cuando ya añadimos las cepas requeridas, hacemos click en el icono del brazo,
seleccionamos “Align DNA” y ponemos “OK”.

14. • Al terminar el proceso de alineamiento, nos mostrará espacios entre los nucleótidos de
las distintas especies. Es por ello que, seleccionando los espacios vacíos, pulsamos en el
icono de la “X” para eliminarlos.

15. • Luego de tener los nucleótidos de cada especie perfectamente alineados, procedemos a
exportar el alineamiento pulsando en la barra de herramientas a “Data”, luego “Export
Alignment” y por último “FASTA Format”.
• Después, le damos un nombre al archivo y lo guardamos en formato FASTA.
• Por último, nos vamos a la barra de herramientas, seleccionamos “PHYLOGENY” y
seguidamente “Construct/Test Neighbor”

16. • Al finalizar, cargamos el archivo guardado y nos aparecerán ventanas emergentes en las
que tenemos que seleccionar las siguientes opciones para que nos muestre nuestro árbol
filogenético.

17. 6 RESULTADOS
• Como resultados, tenemos al árbol filogenético de las cepas del gen 16S. En el artículo
de investigación se aislaron 8 cepas del gen: en muestras de biopilas (Sps1, Sps2, Sc3,
Sc5) y en las muestras de suelo de cultivos agrícolas (ECO1P, ECO2P, Fenol2C y
FenolP). Gracias a la obtención del árbol filogenético; en donde se evidenció que la
agrupación de la mayoría de las cepas aisladas fue asociadas al género de las
Pseudomonas, siendo éste el género más recomendable para la degradación de
hidrocarburos, compuestos aromáticos, y sus derivados. Además, denota una gran
presencia de las Gammaproteobacterias siendo estas gram-negativas confirmando
estudios en donde le atribuyen una gran importancia médica, ecológica y científica. Cabe
resaltar que en la elaboración de nuestro árbol filogenético, identificamos un error en el
código en la especie de Pseudomona Entomophila; por lo cual, no fue considerada.
Figura 5.Árbol filogenético propio (Generado en MEGA DNA)

18. Figura 6.Árbol filogenético extraído del artículo de investigación “Biodegradación de fenol en aguas tratadas de la
industria petrolera para re-uso en cultivos agrícolas”
7 CONCLUSIONES
Podemos concluir que la tecnología es hoy en día una herramienta indispensable para el estudio
y facilitación de elaboración de secuencias genéticas. El empleo de softwares como el utilizado en
el presente trabajo (Mega DNA), hicieron que pudiéramos plasmar los genes en un solo árbol
filogenético, para poder simplificar un determinado organismo, como el caso del artículo
previamente seleccionado y estudiado, donde tratamos de duplicar el árbol filogenético.
De acuerdo a nuestro árbol filogenético, concluimos que, el género de Pseudomonas, dentro de
la mayoría de las 8 cepas, es el más idóneo en la degradación aeróbica por hidrocarburos.
8 RECOMENDACIONES
Con respecto al programa, se recomienda contar con un internet estable conectado a la
laptop/computadora, para de esta forma se pueda trabajar eficazmente y continuamente, por otro
lado, se recomienda revisar los números del código, ya que cada organismo se diferencia con uno
y se debe tener cierto cuidado al momento de digitarlos para que nos aparezca en el sistema el
organismo que queremos agregar a nuestro árbol filogenético. Finalmente se recomienda trabajar

19. en un ambiente que sea propicio el estudio, para el correcto manejo del software empleado como
MEGA DNA.
9 BIBLIOGRAFÍA
• Contreras, E. M., Albertario, M. E., Bertola, N. C., & Zaritzky, N. E. (2008). Modelling
phenol biodegradation by activated sludges evaluated through respirometric techniques.
Journal of Hazardous Materials,
• Geng, A., Soh, A. E. W., Lim, C. J., & Loke, L. C. T. (2006). Isolation and
characterization of a phenoldegrading bacterium from an industrial activated sludge.
Applied Microbiology and Biotechnology, 71(5), 728-35. 158(2-3), 366-74.
• Sudhir Kumar, Masatoshi Nei, Joel Dudley, Koichiro Tamura, MEGA: A biologist-centric
software for evolutionary analysis of DNA and protein sequences, Briefings in
Bioinformatics, Volume 9, Issue 4, July 2008, Pages 299–306,
https://doi.org/10.1093/bib/bbn017
• Kumar S, Dudley J. Bioinformatics software for biologists in the genomics era,
Bioinformatics, 2007, vol. 23 (pg. 1713-7)
• Saitou N, Nei M. The neighbor-joining method – a new method for reconstructing
phylogenetic trees, Mol Biol Evol, 1987, vol. 4 (pg. 406-25)
• Kumar S, Tamura K, Nei M. MEGA: Molecular Evolutionary Genetics Analysis software
for microcomputers, Comput Appl Biosci, 1994, vol. 10 (pg. 189-91)
• Árboles filogenéticos. (n.d.). Khan Academy. Retrieved April 25, 2023, from
https://es.khanacademy.org/science/ap-biology/natural-
selection/phylogeny/a/phylogenetic-trees
• Costa, E. A., Finger, C. A. G., Fleig, F. D., Hess, A. F., & Marangon, G. P. (2016).
DENDROGRAMA DE MANEJO DA DENSIDADE PARA UMA FLORESTA

20. INEQUIÂNEA DE ARAUCÁRIA. Floresta, 46(2), 173.
https://doi.org/10.5380/rf.v46i2.43449