2. Contenido
I. Introducción............................................................................................................................... 2
II. Objetivos ................................................................................................................................ 3
III. Materiales............................................................................................................................... 3
IV. Marco Teórico ....................................................................................................................... 4
V. Metodología ............................................................................................................................... 4
VI. Resultados............................................................................................................................ 11
6.1. Alineamiento de secuencias de ADN, 20 muestras. ...................................................... 12
6.2. Construcción del árbol filogenético ............................................................................... 12
VII. Conclusiónes ........................................................................................................................ 13
VIII. Bibliografía ...................................................................................................................... 13
3. I. Introducción
La viabilidad de la secuenciación masiva de todo el ADN contenido en una compleja
muestra ambiental ha establecido el campo de la metagenómica. Uno de los objetivos
finales de la secuenciación del medio ambiente es transferir la información extraída de
los genomas de los organismos a las formas de vida sintéticas. Estos podrían ser
diseñados 3 de diversas maneras para beneficiar a la humanidad y reducir los problemas
ecológicos, que sirve como medicina, combustible o fertilizante por nombrar algunas
aplicaciones.
Los avances tecnológicos en secuenciación hacen atractivo utilizar un enfoque basado en
la secuenciación para identificar y cuantificar el transcriptoma de una célula en lugar de
utilizar matrices que se limitan al análisis de las transcripciones específicas conocidas.
La bioinformática consiste en la creación de herramientas informáticas para analizar y
gestionar datos de interés, también para entender como una disciplina utiliza y procesa
información de aspectos biológicos.
Uno de los puntos más importantes durante la secuenciación masiva de ADN es la calidad
de los resultados debido a que depende en gran medida de la pureza y correcta
cuantificación de las muestras de ADN analizadas.
Las bacterias son microorganismos con una extraordinaria capacidad de adaptación a
diferentes condiciones ambientales. Para comprender la esencia de esta capacidad es
importante conocer las bases de su genética, es decir cómo están compuestas, su
información genética, como realizan y regulan su expresión, mediante sus mecanismos
de variación genética.
Para la realización de la presente practica se tendrá un programa gratuito para edición de
alineamientos y análisis de secuencias, del software MEGA DNA el cual ha sido diseñado
para el análisis comparativo de secuencias de genes homólogos, ya sea de familias
multigénicas o de diferentes especies, de esta manera permite realizar una identificación
más rápida de microorganismos, bacterias, hongos. Mediante la utilización de técnicas
moleculares y la construcción de un árbol filogenético a través de alineamiento de
secuencias de ADN bacteriano en base al Gen 16S.
4. II. Objetivos
• Realizar el análisis de calidad y alineamiento de secuencias de ADN y generación
del árbol filogenético en base al gen 16S.
• Elaborar el alineamiento y la construcción del árbol filogenético en base al gen
16S con el programa MEGA DNA.
III. Materiales
• Software MEGA X
El análisis de genética evolutiva molecular (MEGA) es un software de
computadora para realizar análisis estadísticos de la evolución molecular y para
construir árboles filogenéticos.
MEGA es una herramienta integrada para realizar la alineación automática y
manual de secuencias, inferir árboles filogenéticos, minar bases de datos basadas
en la web.
• Laptop
5. IV. Marco Teórico
4.1. MEGA DNA
El análisis de genética evolutiva molecular (MEGA) es un software de computadora
para realizar análisis estadísticos de la evolución molecular y para construir árboles
filogenéticos. Incluye muchos métodos y herramientas sofisticados para filogenómica
y filomedicina .
4.2. Alineación de Secuencias ADN
Un alineamiento de secuencias en bioinformática es una forma de representar y
comparar dos o más secuencias o cadenas de ADN, ARN, o estructuras primarias
proteicas para resaltar sus zonas de similitud, que podrían indicar relaciones
funcionales o evolutivas entre los genes o proteínas consultados.
4.3.Árbol Filogenético
Un árbol filogenético es un esquema arborescente que muestra las relaciones
evolutivas entre varias especies u otras entidades que se cree que tienen una
ascendencia común. Se puede construir un árbol filogenético con las características
morfológicas (forma del cuerpo), bioquímicas, conductuales o moleculares de las
especies u otros grupos.
V. Metodología
- Para la presente practica utilizaremos el programa MEGA X para realizar el
alineamiento de secuencias del ADN del gen 16S y la construcción del árbol
filogenético. Este ya debe estar previamente instalada en su equipo.
6. - Primero abriremos el Software MEGA X.
- Seguidamente hacemos clic en ALIGN, se desplegará una serie de opciones en la
cual daremos clic en donde dice Query Databanks.
7. - Luego en la pestaña nueva que tenemos, en el buscador colocamos 16S y clic en
Search. Abriremos cada una de las opciones de secuencia de ADN que nos aparece,
de preferible las 10 primeras.
- Hacemos clic en la primera opción, “Escherichia coli 16S rRNA” le damos Search y
nos aparece una serie de resultados de las cuales escogeremos de 2 a 3 con un numero
de secuencia no tan grande.
8. - Luego de seleccionar 2 o 3 secuencias del ADN, abrimos cada una y nos dirigimos a
“Add to Aligment”.
- Seguidamente nos aparece el siguiente cuadro, al cual de daremos “OK”.
9. - Una vez realizado el procedimiento anterior, se abrirá una nueva ventana con la
pagina llamada MIX: Alignment Explore.
- Se repetirá el mismo procedimiento hasta obtener en la lista unos 15 a 30 muestras,
obteniendo el siguiente resultado.
- Procedemos a alinear las secuencias, damos clic en Edit, luego en Select All.
10. - Damos clic en el icono MUSCULO y luego en “ALIGN DNA”. Seguidamente se abre
un cuadro al cual de damos OK.
- Nos dará el alineamiento de las muestras insertadas, en las cuales debemos de
eliminar los espacios vacios, seleccionamos y damos clic en X.
11. - Nos dará el alineamiento de las muestras insertadas, en las cuales debemos de
eliminar los espacios vacios, seleccionamos y damos clic en X. Al eliminar se obtiene
el siguiente resultado.
- Nos vamos a MEGA X y le damos clic en PHYLOGENY, se desplegara una serie de
opciones en la cual daremos clic en CONSTRUCT/TES UPGMA TREE.
- Nos dirigirá a abrir el alineamiento que guardamos, abrimos el archivo y
seguidamente aparecerá el siguiente cuadro al que le daremos OK.
12. - Finalmente obtendremos el ARBOL FILOGENETICO.
VI. Resultados
Se elaboro el alineamiento de secuencias de ADN y la construcción del árbol filogenético
en base al Gen 16S con el programa MEGA X.
13. 6.1. Alineamiento de secuencias de ADN, 20 muestras.
6.2.Construcción del árbol filogenético
Un árbol filogenético es un diagrama que representa las relaciones evolutivas entre
organismos, el patrón de ramificación nos muestra como las especies o
microorganismos evolucionaron a partir de una serie de ancestros comunes, también
se observa diferencias en el tiempo en que se desarrollan.
En los árboles, dos especies están mas relacionadas si tienen un ancestro común. Este
árbol se basa en la información que se ha recopilado acerca de un conjunto de
especies, cosas como sus características físicas y la secuencia de ADN de sus genes.
14. VII. Conclusiónes
• El programa presentado MEGA DNA permitió analizar secuencias ADN en base al
Gen 16S de manera rápida y precisa, de tal manera realizando el alineamiento
respectivo de las secuencias, construyendo un árbol filogenético el cual se basa en
sus similitudes de genes y su evolución molecular.
• Se obtuvo el árbol filogenético del Gen 16S con 20 secuencias con el programa
bioinformático MEGA el cual es muy fácil de manejar y es una herramienta muy útil,
y un programa de cajón para cualquier laboratorio.
• Además, se utilizó también el programa de NBCI Blast la cual almacena en su base
de datos bastante información acerca de las secuenciaciones de gen, sirviéndonos
satisfactoriamente con la práctica realizada, dándonos resultados de las identidades
de organismos determinados.
VIII. Bibliografía
Biotecnológica, E. C. (s.f.). Nucleotide BLAST. Obtenido de https://blast.ncbi.nlm.nih.gov/
Madrigal-Valverde, K. A. (2017). Uso de herramientas para alineación de secuencias y creación de
árboles filogenéticos para la determinación de especies. Costa Rica: Revista Tecnología en
Marcha.
Nelson Osorio, C. A. (2013). Identificación molecular de microorganismos. Colombia.
Soria, M. (2017). ntroducción a la Bioinformática. Aplicaciones. Buenos Aires.
Valenzuela-González, F. (2015). El gen ARNr 16S en el estudio. Mexico.
