Informe practico 1 Elaboración Endógamas con Software MEGA DNA grupo 2A

2. UNIVERSIDAD NACIONAL DE MOQUEGUA
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA AMBIENTAL
“Año del Fortalecimiento de la Soberanía Nacional”
INFORME DETALLADO DE PRACTICA I:
ELABORACIÓN DE ENDOGRAMAS A PARTIR DE ARTÍCULOS
.....UTILIZANDO EL PROGRAMA BIOINFORMÁTICO MEGA DNA
Trabajo Presentado por:
Yunguri Huamani, Sunmi Mirian
Colana Coayla, Shirley Vanessa
Amesquita Gonzales, Melany Del
Carmen
Coacalla Cutimbo, Jorge Luis
Curso:
Biotecnología
Docente:
Soto Gonzales, Hebert Hernan
ILO-PERU
Abril, 2023
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3. Índice
1. INTRODUCCIÓN............................................................................................................................. 3
2. OBJETIVOS.......................................................................................................................................4
2.1. Objetivo General.........................................................................................................................4
2.2. Objetivos Específicos................................................................................................................. 4
3. MARCO TEÓRICO.......................................................................................................................... 4
3.1. Genética:.....................................................................................................................................4
3.2. Secuencia ADN:......................................................................................................................... 4
3.3. Filogenética:............................................................................................................................... 5
3.4. Árbol filogenético.......................................................................................................................5
3.5. Bioinformática:...........................................................................................................................5
3.6. Dendrograma:.............................................................................................................................6
3.7. Software MEGA DNA:.............................................................................................................. 6
4. MATERIALES Y MÉTODOS..........................................................................................................6
4.1. Materiales................................................................................................................................... 6
4.2. Metodología................................................................................................................................7
5. RESULTADOS................................................................................................................................. 13
6. DISCUSIÓN DE RESULTADOS................................................................................................... 13
7. CONCLUSIONES............................................................................................................................14
8. CUESTIONARIO............................................................................................................................ 14
8.1. ¿Qué es el programa Mega DNA,puede ser aplicado en la Ingeniería Ambiental? Menciona 5
aplicaciones..................................................................................................................................... 14
8.2. ¿Para qué sirve el MUSCLE del programa MEGA DNA?...................................................... 16
8.3. ¿Qué es un dendograma o árbol filogenético?..........................................................................16
8.4. Dibuje a mano la estructura del ADN...................................................................................... 17
9. BIBLIOGRAFÍA..............................................................................................................................18
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4. 1. INTRODUCCIÓN
En la actualidad, la biología molecular se ha convertido en una disciplina fundamental en el
estudio de los seres vivos. La capacidad de secuenciar y analizar el ADN ha permitido obtener
información valiosa sobre la evolución, la diversidad y la función de los organismos en la
Tierra. En este contexto, la elaboración de dendrogramas a partir de artículos científicos
utilizando el programa bioinformático MEGA DNA representa una herramienta esencial en la
investigación biológica.
El presente informe tiene como objetivo principal describir el proceso de elaboración de
dendrogramas a partir de artículos científicos utilizando el programa bioinformático MEGA
DNA. Para ello, se llevó a cabo una metodología que permitió aprender el uso y manejo del
software, manipular secuencias de ADN y generar un dendrograma.
La revisión bibliográfica exhaustiva de los artículos científicos seleccionados como base para
el estudio permitió obtener información detallada sobre las especies de interés y sus
relaciones evolutivas. La utilización del programa MEGA DNA, una herramienta de libre
acceso y ampliamente utilizada en la comunidad científica, permitió la descarga y
procesamiento de las secuencias de ADN de manera eficiente y sencilla.
Una vez obtenidas las secuencias de ADN, se procedió a realizar las alineaciones y se llevó a
cabo un análisis filogenético utilizando diferentes métodos de inferencia para construir el
dendrograma. La interpretación de los resultados permitió entender las relaciones evolutivas
entre las diferentes especies y su diversidad genética y biogeográfica.
La elaboración de dendrogramas a partir de artículos científicos utilizando el programa
bioinformático MEGA DNA es una herramienta valiosa en la investigación biológica. La
metodología aplicada en este informe permitió aprender el uso y manejo del software,
manipular secuencias de ADN y generar un dendrograma, lo que contribuye al avance del
conocimiento científico en la biología molecular.
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5. 2. OBJETIVOS
2.1. Objetivo General
- Aprender el uso y manejo del programa MEGA DNA ,Derar un dendograma y
Manipular secuencias de ADN
2.2. Objetivos Específicos
- Adquirir habilidades en la manipulación y edición de secuencias de ADN utilizando
el programa MEGA DNA.
- Identificar y corregir errores en las secuencias de ADN.
- Realizar alineaciones múltiples de secuencias de ADN para la identificación de
regiones conservadas y variables.
- Utilizar las herramientas de MEGA DNA para la comparación de secuencias de ADN
y la identificación de diferencias genéticas entre diferentes especies.
3. MARCO TEÓRICO.
3.1. Genética:
La genética es una rama de la biología que se enfoca en el estudio de los genes , la herencia y
la variabilidad genética en los seres vivos. Los genes son unidades funcionales de ADN que
contienen la información necesaria para la síntesis de proteínas y para el desarrollo y
funcionamiento de los organismos . La genética también estudia cómo se transmiten los
rasgos de una generación a otra, incluyendo la relación entre los genes y las enfermedades
hereditarias. En resumen, la genética es una disciplina científica esencial para entendimiento
de la evolución, la biología celular y la medicina
3.2. Secuencia ADN:
La secuencia de ADN es importante porque determina las características físicas y funcionales
de un organismo, así como su capacidad para desarrollar enfermedades genéticas. Además, la
secuencia de ADN también es utilizada en la investigación científica para estudiar la
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6. evolución de los organismos, las relaciones filogenéticas entre ellos y para diseñar
herramientas de diagnóstico y terapias genéticas.
La determinación de la secuencia de ADN ha sido una herramienta revolucionaria en la
biología molecular y ha permitido grandes avances en nuestra comprensión de la biología, la
medicina y la genética.
3.3. Filogenética:
La filogenética es una rama de la biología que se encarga de estudiar las relaciones evolutivas
entre los organismos. A partir de la comparación de características morfológicas, moleculares,
genéticas y ecológicas, se busca establecer la historia evolutiva de las especies y su
diversificación a lo largo del tiempo. La filogenética se basa en la teoría de la evolución de
Darwin y utiliza diversas técnicas y herramientas de análisis de datos para estudiar la
evolución y las relaciones entre los organismos. La filogenética es una disciplina importante
en la biología moderna ya que permite entender la diversidad y la complejidad de la vida en la
Tierra y brinda información valiosa para la conservación de la biodiversidad, la biotecnología,
la medicina y otras áreas de la biología.
3.4. Árbol filogenético
La construcción de un árbol filogenético implica el análisis de datos moleculares (como el
ADN o las proteínas) o características morfológicas de diferentes especies para determinar su
relación evolutiva. Los árboles filogenéticos son útiles para entender la diversidad biológica y
para estudiar la evolución de las especies a lo largo del tiempo.
3.5. Bioinformática:
La bioinformática es un campo científico interdisciplinario que combina la biología, la
informática, las estadísticas y la física para estudiar y analizar datos biológicos,
particularmente los datos genómicos. La bioinformática utiliza herramientas y técnicas
informáticas para analizar el gran volumen de datos biológicos generados por las tecnologías
modernas de la biología molecular y genética, como la secuenciación del ADN
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7. 3.6. Dendrograma:
Un dendrograma es un tipo de gráfico o diagrama utilizado en ciencias como la biología, la
ecología, la genética y la informática, entre otras. Representa una estructura de jerarquía de
objetos, y se utiliza comúnmente para mostrar la relación entre diferentes grupos de objetos,
como organismos o muestras de datos.
En términos simples, un dendrograma es una representación gráfica de un árbol jerárquico
que muestra la relación entre diferentes objetos. Los objetos se agrupan en función de su
similitud o diferencia en ciertos aspectos. En el caso de la biología molecular, el dendrograma
se utiliza para mostrar la relación evolutiva entre diferentes especies o para mostrar la
similitud o diferencia entre secuencias de ADN o proteínas.
3.7. Software MEGA DNA:
Es un programa de computadora utilizado para el análisis comparativo de secuencias de ADN
y para la construcción de árboles filogenéticos . MEGA es una herramienta útil para
investigadores en biología evolutiva, genética y biología molecular, ya que ayuda a descubrir
la evolución y la diversidad biológica. El software MEGA permite la comparación de
secuencias, análisis estadístico y visual y la representación en gráficos de los resultados.
4. MATERIALES Y MÉTODOS
4.1. Materiales
a) Materiales de escritorio:
● laptop o computador
b) Software utilizado:
● software MEGA DNA
● national library of biotechnology information
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8. 4.2. Metodología
● Para comenzar con el presente trabajo práctico , primero debemos tener instalado en
software MEGA DNA ,con el que se hará uso para elaborar el árbol filogenético y el
cual será guiado con el docente a cargo , Soto Gonzales, Hebert Hernan
● Para la construcción de un dendograma, se hará uso del programa MEGA, donde se
iniciará dirigiéndonos la pestaña ALIGN- QUERY DATABANKS y seleccionamos
para dirigiros a la pestaña de búsqueda web.
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9. ● Ya estando en el NIH(national of library medicine),https://www.ncbi.nlm.nih.gov/ ,
en el buscador escribimos los códigos obtenidos del artículo(Biodegradación de fenol
en aguas tratadas de la industria petrolera para re-uso en cultivos agrícolas) , en el
cual nos aparecerán opciones en las cuales sólo seleccionaremos una para poder así
solo trabajar con una tipo de bacteria.
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10. ● Posteriormente de la selección de la bacteria escogida,se seleccionará la opción “add
to Alignment”, para completar el cuadro,para obtener la secuencia transcrita en el
cuadro.
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11. ● Luego, realizamos la misma acción con las demás secuencias de datos las cuales son
31 en total ,para completar.
● Al tener el cuadro ya presentado, oprimimos la opción MUSCLE-ALING DNA y
luego en la ventana emergente seleccionamos la opción OKEY ,una vez a lineada la
secuencia se debe tener en cuenta que los espacios en blanco de las columnas no debe
exceder el 50% , en caso de que esto suceda debemos eliminar la comuna y para eso
se selecciona el icono CUT THE SELECTED BLOCK
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12. ● Una vez completada las 31 secuencias de ADN, guardamos el archivo en los tres
formatos posibles en el programa. Oprimiendo DATA<EXPORT ALIGNMENT , ahi
encontraremos los diferentes formatos los cuales conforman
:MEGA-FASTA-NEXUS/PAUP y finalmente lo guardamos
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13. ● Finalmente para obtener el dendograma presionamos
PHYLOGENY<CONSTRUCT/TEST UPGMA TREE y obtenemos el árbol
filogenético
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14. 5. RESULTADOS
6. DISCUSIÓN DE RESULTADOS
● Con el resultado obtenido podemos observar la gran utilidad del software MEGA
DNA, obteniendo así, 31 especies de nuestro interés, 40 ramas aproximadamente y
alrededor de 22 puntos de ramificación aproximadamente.
● los resultados obtenidos son importantes porque permiten entender las relaciones
evolutivas entre las diferentes especies y su diversidad genética y biogeográfica. En la
sección de discusión de resultados, se menciona que la gran utilidad del software
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15. MEGA DNA se evidencia en la cantidad de especies y ramas obtenidas, lo que
permite una mejor comprensión de la evolución y diversidad de los organismos
estudiados.
● Además, se puede decir que el uso de esta herramienta es fundamental en la
investigación biológica, ya que permite la manipulación y análisis de secuencias de
ADN de manera eficiente y sencilla. En conclusión, los resultados obtenidos a través
del uso del software MEGA DNA son valiosos para la investigación biológica.
7. CONCLUSIONES
● El patrón en el que se conectan ramas representa nuestra comprensión de cómo
evolucionaron las especies del árbol a partir de una serie de ancestros comunes. Cada
punto de ramificación (también llamado nodo interno) representa un evento de
divergencia o separación de un grupo en dos grupos descendientes.
● Para generar un árbol filogenético, los científicos a menudo comparan y analizan
muchas características de las especies o grupos involucrados. Estas características
pueden incluir la morfología externa (forma y apariencia), la anatomía interna, el
comportamiento, las rutas bioquímicas, las secuencias de ADN y proteínas, e incluso
las características de fósiles.
8. CUESTIONARIO
8.1. ¿Qué es el programa Mega DNA,puede ser aplicado en la Ingeniería Ambiental?
Menciona 5 aplicaciones.
El programa Mega DNA es un software utilizado para la manipulación, visualización, análisis
y comparación de secuencias de ADN y proteínas en bioinformática y esto puede ser aplicado
en una amplia variedad de campos, incluyendo la investigación en biología molecular,
genética, biotecnología y ciencias ambientales, como la Ingeniería Ambiental.
En la Ingeniería Ambiental, el programa Mega DNA puede ser utilizado para el análisis y
comparación de diferentes secuencias de ADN de organismos presentes en muestras
ambientales, lo que permite el estudio de la biodiversidad y secuenciación de bacterias
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16. importantes para suelos y ríos. El Programa Mega DNA permite analizar posibles cambios en
secuencias a través del tiempo, lo que permitirá el estudio de cambios evolutivos y la
posibilidad de entender la adaptación de organismos a los cambios en el ambiente, a
continuación podemos ver 5 aplicaciones en las que podemos hacer usos de esta herramienta:
● Diseño y optimización de microorganismos genéticamente modificados: El software
Mega DNA es útil para diseñar y optimizar microorganismos genéticamente
modificados que pueden degradar contaminantes ambientales, una estrategia
importante para la biorremediación de sitios contaminados.
● Identificación y caracterización de especies animales y vegetales: El software Mega
DNA puede identificar y caracterizar especies animales y vegetales en el medio
ambiente, lo que es importante para la conservación de la biodiversidad y la gestión
de los recursos naturales.
● Detección y seguimiento de patógenos y enfermedades: El software Mega DNA
puede detectar y hacer un seguimiento de patógenos y enfermedades en el medio
ambiente, lo que es fundamental para la salud pública y la seguridad alimentaria.
● Construcción de árboles filogenéticos: El software Mega DNA permite la
construcción de árboles filogenéticos, lo que ayuda a entender las relaciones
evolutivas entre diferentes especies y puede proporcionar información importante
para la conservación de la biodiversidad.
● Análisis de comunidades microbianas: El software Mega DNA permite analizar y
comparar las secuencias de ADN de los microorganismos presentes en muestras
ambientales, lo que ayuda a entender su interacción y cómo pueden ser manipulados
para mejorar la calidad del medio ambiente.
En conclusión, el programa Mega DNA es una herramienta importante para la Ingeniería
Ambiental, que permite el análisis de información genética y molecular de organismos
presentes en el medio ambiente, lo que puede ayudar a entender mejor los procesos
ambientales y la biodiversidad.
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17. 8.2. ¿Para qué sirve el MUSCLE del programa MEGA DNA?
El programa MEGA DNA es un software diseñado para la bioinformática y la genética,
utilizado para el análisis de datos genómicos y filogenéticos Y tiene una función llamada
MUSCLE, que es un algoritmo utilizado para la alineación de secuencias de ADN y proteínas.
Esto se utiliza para comparar las secuencias genéticas de diferentes organismos y construir
árboles filogenéticos que muestren su relación evolutiva. Por lo tanto, el músculo de MEGA
DNA es utilizado para la comparación de secuencias y el análisis filogenético, lo que puede
tener aplicaciones en diversas áreas de investigación, como la biología evolutiva, la
biotecnología, la medicina y la agricultura
8.3. ¿Qué es un dendograma o árbol filogenético?
Un dendrograma o árbol filogenético es una representación gráfica de la relación evolutiva
entre diferentes organismos o especies. Se construye a partir de la comparación de
características genéticas o morfológicas de los organismos, y muestra cómo las diferentes
especies están relacionadas entre sí en términos de su evolución y antepasados comunes.
En un dendrograma, cada nodo representa un antepasado común y cada rama representa la
evolución y divergencia de las diferentes especies a partir de ese antepasado común. Las
ramas más cercanas a un nodo representan especies que están más estrechamente relacionadas
en términos evolutivos, mientras que las ramas más alejadas indican especies que están menos
relacionadas.
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18. 8.4. Dibuje a mano la estructura del ADN
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19. 9. BIBLIOGRAFÍA
➢ Home. (s. f.). https://www.megasoftware.net/
➢ National Center for Biotechnology Information. (s. f.). https://www.ncbi.nlm.nih.gov/
➢ Chilebio. (2019). La Estructura del ADN, los genes y el código genético. ChileBIO.
https://www.chilebio.cl/el-adn-los-genes-y-el-codigo-genetico/
➢ Dendrograma - Minitab. (s. f.). (C) Minitab, LLC. All rights Reserved. 2023.
https://support.minitab.com/es-mx/minitab/21/help-and-how-to/statistical-modeling/
multivariate/how-to/cluster-observations/interpret-the-results/all-statistics-and-graphs
/dendrogram/
➢ Filogenias — Bioinformatics at COMAV 0.1 documentation. (s. f.).
https://bioinf.comav.upv.es/courses/intro_bioinf/filogenias.html
➢ Bioinformática. (s. f.). Genome.gov.
https://www.genome.gov/es/genetics-glossary/Bioinformatica
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