BIOINFORMATICA - CALIDAD Y ALINEAMIENTO DE SECUENCIA DE ADN Y GENERACION DE ARBOLES FILOGENETICOS EN BASE AL GENE NIF H (FIJACION BIOLOGICA DE NITROGENO).

UNIVERSIDAD NACIONAL DE
MOQUEGUA
FACULTAD DE INGENIERÍA
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA
AMBIENTAL
TEMA:
PRACTICA DE BIOINFORMATICA - CALIDAD Y ALINEAMIENTO DE
SECUENCIA DE ADN Y GENERACION DE ARBOLES FILOGENETICOS
EN BASE AL GENE NIF H (FIJACION BIOLOGICA DE NITROGENO).
CURSO:
BIOTECNOLOGIA
ESTUDIANTE:
QUISPE CAMATICONA, Nora Magaly
CICLO:
VII
DOCENTE:
Dr. HEBERT HERNAN, SOTO GONZALES.
ILO-PERU
2020

I. INTRODUCCION
La bioinformática consiste en la creación de herramientas informáticas para
analizar y gestionar datos de interés para la biología, también puede entenderse como una
disciplina que utiliza y procesa información para comprender aspectos biológicos. De esta
manera, se ha logrado descubrir especies nuevas, determinar a qué especie pertenece una
muestra de un ser vivo, curas, entre otros descubrimientos.
En la presente practica se harán uso de herramientas informáticas como los
programas denominados “BioEdit” y “Mega DNA” para realizar el análisis de calidad y
alineamiento de secuencias de ADN y generación de árboles filogenéticos en base al gene
NIF H (fijación biológica de nitrógeno), donde bioEdit es un programa gratuito para
edición de alineamientos y análisis de secuencias que funciona únicamente sobre
ambiente MS/Windows. Es uno de los programas más conocidos para edición de
secuencias. BioEdit cuenta con varias herramientas ,las cuales están destinadas a manejar
la mayoría de las funciones simples de edición y manipulación de secuencias y alineación
de secuencias de ADN bacteriano (Juarez , 2013).
En cuanto al programa Mega DNA ,es un software que ha sido diseñada 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.
Los genes nif son genes que codifican enzimas involucradas en la fijación del
nitrógeno atmosférico en una forma de nitrógeno disponible para los organismos vivos.
La principal enzima codificada por los genes nif es el complejo nitrogenasa que se
encarga de convertir el nitrógeno atmosférico (N 2) en otras formas de nitrógeno como el
amoniaco que el organismo puede utilizar para diversos fines. Además de la enzima
nitrogenasa, los genes nif también codifican una serie de proteínas reguladoras implicadas
en la fijación de nitrógeno. Los genes nif se encuentran en ambas bacterias fijadoras de
nitrógeno de vida libre y en bacterias simbióticas asociadas con varias plantas. Por
fijación de nitrógeno se entiende la combinación de nitrógeno molecular o dinitrógeno
con oxígeno o hidrógeno para dar óxidos o amonio que pueden incorporarse a la biosfera.
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 génica.
En la presente practica se llevó a cabo un análisis visual de los cromatogramas
que sirve para descubrir fácilmente algunos de los problemas comunes que pueden tener
las secuencias. Donde aprendemos a diferenciar cuando un cromatograma es de buena
calidad (muestra picos únicos y separados) y cuando es de mala calidad. Asimismo se
hizo uso del sitio web Blastn NCBI, conformado por un amplio y diverso banco de bases
de datos, herramientas y otros medios (SciELO, 2009).Además se realizó la construcción
de un árbol filogenético a través del alineamiento de secuencias de ADN bacteriano, esto
con ayuda del programa denominado Mega DNA

II. OBJETIVOS
2.1.OBJETIVO GENERAL
 Realizar el análisis de calidad y alineamiento de secuencias de ADN y
generación del árbol filogenético en base al gene NIF H (fijación
biológica de nitrógeno) con los programas respectivos.
2.2.OBJETIVOS ESPECIFICOS
 Realizar el análisis de calidad y alineamiento de secuencias de ADN con
el programa Bioedit.
 Elaborar el alineamiento de secuencias de ADN Y la construcción del
árbol filogenético en base al gene NIF H con el programa Mega DNA.
III. MATERIALES Y EQUIPOS
 Una laptop.
 Software BioEdit.
 Software Mega DNA.
 Carpeta con muestra de organismos.
 Conexión a internet.
IV. METODOLOGIA
 METODOLOGÍA 1: Para realizar el análisis de calidad y alineamiento
de secuencias de ADN con el programa BioEdit.
PASOS:
1. Primeramente, se necesita el software de BioEdit, instalada en el equipo
Lista para su ejecución.
2. Luego descomprimimos los archivos de G1en una carpeta con el mismo nombre,
seleccionamos para abrir el archivo genético de ADN, la muestra 1 de nuestra
carpeta G1.
Fuente: Propia, 2020
3. A continuación, analizamos el cromatograma para identificar la calidad
De secuencia (BUENA/MALA).

Nota: Cromatograma de alineación de secuencia en bioedit.
Fuente: Elaboración propia, 2020.
4. Luego exportamos los datos: File/Exportar fasta/ Colocamos un nombre al
archivo/ y Guardar.
5. Después abrimos el archivo con block notas, analizamos la secuencia, eliminamos
lo que no es necesario, hasta quedarnos con 4 o 5 líneas de la secuencia.
Nota: Se abre el archivo con block notas
Fuente: Elaboración ropia, 2020.

6. Seguidamente una vez que se cuenta con la secuencia correcta, buscamos en el
buscador google BLASTN NCDI, realizamos un clic en la primera opción y
entramos a la página.
Nota: se realiza clic en la primera opción nucleotide BLAST.
Fuente: Elaboración propia, 2020.
7. Luego copiamos la secuencia corregida para proceder con el analisis.
Nota: se coloca la secuencia corregida para proceder con el analisis.
Fuente: elaboracion propia, 2020.

8. Activamos la parte de mostrar resultados en una anueva ventana y realizamos
Clic en BLAST.
Nota: verificamos algunos detalles antes de mostrar resultados.
9. Despues del analisis apareceran un cuadro de secuencias genomicas con distintos
datos, sin embargo el dato de mayor relevancia es la representacion con el
porcentaje mayor de Identidad de la muestra.
Nota: resultados de secuencias genomicas con distintos datos.
10. A continuacion, obternidos todos estos datos pasamos a registrar todo lo obtenido.
De tal modo que llenamos el siguiente cuadro en Excel:
Nota: registro de los datos obtenido de calidad y alinemaiento de ADN.

 METODOLOGIA 2: Para elaborar el alineamiento de secuencias de
ADN Y la construcción del árbol filogenético en base al gene NIF H con
el programa Mega DNA.
PASOS :
1. Primeramente, abrir el software MEGA DNA/ clic ALGIN/
Nota: abrimos el programa Mega DNA y realizamos clic en ALGIN.
2. Luego clic en Query Databanks y nos aparece esta ventana.
Nota: Pagina de NCBI

3. Después colocar en el buscador a NIFH y clic en search
Nota: se coloca el gen NIFH, promotor de la fijación del nitrógeno.
4. Nos dirigimos a la parte derecha de la pagina en results by taxon y clic en more.
Nota: en resultados por taxón muestran una variedad de microorganismos para
realizar el alineamiento.
5. Elegimos una de las opciones que se muestran en los resultados por taxon.A
partir de la busqueda tendremos una variedad de resultados, elegimos el que
posea el gene NIFH y clic derecho en la opcion.

Nota: elegimos el que posea el gene NIFH y clic derecho en la opcion.
6. Sucesivamente clic en “Add To Alignment”
Nota: una vez realizado clic en el microorganismo con gen nifh, aparece esta
ventana y procedemos a realizar clic en Add To Alignment.
7. Seguidamente nos aparece esta ventana donde colocamos en first word el
nombre del microorganismo, luego realizamos clic en ok.

Nota: en esta ventana colocamos el nombre del microorganismo y clic en ok.
8. Después realizamos los mismos pasos para las 15 muestras
Nota: aquí tenemos las 15 muestras seleccionadas, listas para realizar el
alineamiento
9. Clic en Edit/ Select All/ Align using the MUSCLE /Align DNA /Ok y esperamos a que
termine de procesar.
Nota: clic en Align using the MUSCLE

Nota: clic en ok, y esperamos a que termine de procesar la información
10. Una ves que nos quede de esta manera, procedemos a eliminar columnas
tratando de eliminar espacios vacios,clic en Shif de manera manual.
Nota: eliminar espacios vacios para el alineamiento de secuencias de ADN.
11. Luego realizamos clic en Data/ ExportAlignment/ MegaFormat/ /ok/ dentro de
una carpeta creada colocamos nombre al archivo /guardar.

Nota: guardamos en una carpeta y colocamos nombre al archivo, clic en
guardar.
12. Para finalizar Phylogeny/ construct/ test UPGMA/ seleccionamos el archivo que
se guardo anteriormente y ok.
Nota: seleccionar phylogeny

Nota: seleccionamos el archivo que se guardó anteriormente y abrir.
Nota: colocamos ok y de esta manera se genera el árbol filogenético.

V. RESULTADOS Y ANALISIS
 RESULTADO 1: se llevó a cabo el análisis de calidad y alineamiento
de secuencias de ADN con el programa Bioedit.
1. MUESTRA N°1: E09_5_09
SECUENCIA:>5AGTTTCNNNAGGGGNNAANNAAAAGNGACTCGTTTTCTCC
NCCAGCATGNGGANNAATNTCACCGGTACACGCTGGAATTCTACCCCCCTG
CGTNTTNTACCCTAGCCTGCCAGNNTNAGAATGCAGTTCCCAGGTTGAGCCC
AGGGGATTTCACATCCGACTTGACAGACCGCCTGCGTGCGCTTTACGCCCAA
NTAATTCCGGATGTAACGA
CALIDAD DE FRECUENCIA: BUENA
2. MUESTRA N°2: E10_13_10

SECUENCIA:
>13GNTNGTCCCCGGCTGTTCGCGCCGTGATNACAGTGATATACTTTATNCTC
CNTGGGGGNNCCTCTGGANTNANCAGNTCGCNGCTTGATTCATGCCAGAAT
CCTGCGTACNANCATNTTNCACCNTTTNTGCAGGGGAAANTNTGNCTNCNCC
GCGTNCNGGNAGNATANTCTACTNGCGGNTCGCGTTCTCTTAATGCC
3. MUESTRA N°3: F07_ 6H_11
SECUENCIA:
>6HGCCCGGNTTNGCCCTGAACGTCAGTCTGTGTGTCCAGGGGGCCGCCTTC
GCCACCGGTATTCCTCCAGATCTCTACGCATTTCACCGCTNCACCTGGAATT
CTACCCCCCTGCGTACAAGACTCTNGCCTGCCAGTTTCGAATGCAGTTCCCA
GGTTGAGCCCGGGGATTTCACATCCGACTTGACAGACCGCCTGCGTG
4. MUESTRA N°4: FO9 _6_11

SECUENCIA:
>6GNNNNCGTTGTCCCNGNTTTCGCGCCTGAAACGTCANTCTTTGTTCCAGG
GGGCCGNCTTCGCCACCGGNTNTTCCTCCAGAATGCTCTACGCATNTCACCG
GTACGCCTGGAATTCTACACCCCCTGCTACAAGACTACTAGGCCTGCCATGT
TCTCNAATGCAGTTCCCAGGTTGAACCCGGGGATTTCACATCCGACTTGACA
GACCGCCTGCGTTGCGCTTTAGGCNCANTA
5. MUESTRA N°5: F10_14_12
SECUENCIA:
>14AATTTTTTTTTCCNTTGANNGNNNNNNAAAAANNNNNNTTTTTTTTTTCC
CNGNNNNGGAGAGGNAAAAAAAAANTNNNNNNNGNGNGGNGNANGGNNG
AANNAGNGGGGNGGNAAGGTTTTTTNNCCCCCANGGGNGGGNGGGGANNA
AAAAAAAAAGNGGNGANANGNNGNNNAAAANTAAGAGGGNGGGNGGNGA
GATTANNTNGAGNNGNGNN
CALIDAD DE FRECUNCIA: MALA
6. MUESTRA N°6: G07_7H_13

SECUENCIA:>7HTGTCCCCGGCTTTCGCGCCTGAANCGTCAGTCTTCGNTCC
AGGAAGGCCGCCTTCGCCACCGGTATTCCTCCAGATCTCTACGCATTTCACC
GNTACACCTGGAATTCTACCTCCCTCGTACATAGACTCCGGCCTGCCAGTTT
CGAATGCAGTTCCCAGAGTTGANCCCGGGGATTTCACATCCGGACTTGACAG
ACCG
CALIDAD DE FRECUNCIA: BUENA
7. MUESTRA N°7: G09_7_13
SECUENCIA: >7CCCGGCTTCGCGCCTGAACGTNANTCTTCGTCCTGGAGGC
CGCCNTCNCNACCGNTGTTCNTCCAGAGTCTCTACGNATTTCACACNGTACG
CACTGGAATTCTACNCTCCCTGCTNCAAGAACTCCGGCCTGCTCGNNNTTTC
TNTAATGNANTTCCCAGGTTGAACCCGGGGANNTCACATCCGACTTGACAG
CACCG
8. MUESTRA N°8: G10_15_14

SECUENCIA:>15TGNCCGGTTNGCCCTGAACGTCAGTCTTTGTCCAGGG
GGCCGCCTTCGCCACCGGTATTCCTCCAGATCTCTACGCATTTCACCGCT
NCACCTGGAATTCTACCCCCCTCTACAANACTCTNGCCTGCCAGTTTCGA
ATGCAGTTCCCAGGTTGAGCCCGGGGATTTCACATCCTGACTTGACAGA
CCGCCTGCGTGCGC
9. MUESTRA N°9: H07_8H_15
SECUENCIA :>8HGTTNGGTGATNNTNCTNCTCANGANNNTCGNANNGC
ACTANCTCCNNGCGCGTGTTGNTTCATCTGNCCAAATCGTCGNACNNAA
ATCTNNCGCCCNCTTGNTNNACNTGGGNGGNATTACCAATCANACCCTG
ATCTTCGACATCNTNCTGAANTGCNNGATACANNTATCNGAATGCNCCA
CCGNCNGGGTCTANAGN
10. MUESTRA N°10: H09_8_15

SECUENCIA:>8TNCCTTTTTTTCCNTCGGGGGGNAGCNATNANTTTTCG
AGNCGCAGGTTTATCNNNGNCGGCTGATTNGTCGTNACCGANGCTGTTT
NTCCANNNTGTNATNNCGNNGNNGNNNNNTCTCACACTCCGCCNNTGAG
NAGNAGACNNTCNCNTNAACNATCACCGAGTAATANTCATCANTCNCGC
ANGCNCNCTCNGCNG
CALIDAD DE FRECUENCIA: MALA
11. MUESTRA N°11: H10_16_16
SECUENCIA:>16GTNNGNNANNNNTTGNTTGNCCCCGGCTTTCGCGCCT
GAAACGTNCAGTCTTTGNCCAGGGGGCCGCCTTCGNCNCCGNTATTCCT
CCAGATCTGCTACGCATTTCACCGCTGCACCTGGAAATTCTACCCCCCGT
NCGTACAAAACTCTNGCGCTGCCAGTTTCTAATGCNGTTCCCAGGTTGA
GCNCGGGGGATTTCA

CUADRO N°1: RESULTADOS DEL ANÁLISIS DE LAS SECUENCIAS DE ADN
BACTERIANO:
G1
N° MUESTRA CALIDAD ORGANISMO
% DE
IDENTIDAD
1 E09_5_09 BUENA Klebsiella sp (Bacteria) 88.89%
2 E10_13_10 BUENA no se encontró similitud
3 F07_ 6H_11 BUENA Klebsiella pneumoniae strain(Bacteria) 96.81%
4 FO9 _6_11 BUENA Klebsiella pneumoniae(Bacteria) 89.07%
5 F10_14_12 MALA no se encontró similitud
6 G07_7H_13 BUENA Klebsiella (Bacteria) 95.42%
7 G09_7_13 BUENA no se encontro similitud
8 G10_15_14 BUENA Klebsiella pneumonia(Bacteria) 97.87%
9 H07_8H_15 BUENA no se encontró similitud
10 H09_8_15 MALA no se encontró similitud
11 H10_16_16 BUENA Enterobacter amnigenus (Bacteria) 85.62%
Nota: cuadro de resultados del análisis de las secuencias de ADN.
 RESULTADO 2: se elaboró el alineamiento de secuencias de ADN Y la
construcción del árbol filogenético en base al gene NIF H con el
programa Mega DNA.
Nota: alineamiento de secuencias de ADN en base al gene NIF H

Nota: construcción del árbol filogenético en base al gene NIF H
Un árbol filogenético es un diagrama que representa las relaciones
evolutivas entre organismos.el patron de ramificacion nos muestra como las
especies o microorganismos evolucionaron a partir de una serie de ancestros
comunes , tambien observamos difencias en el tiempo en el se desarrollan .
En los árboles, dos especies están más relacionadas si tienen un
ancestro común más reciente y menos relacionadas si tienen un ancestro
común menos reciente. 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.
Cada punto de ramificación (también llamado nodo interno) representa
un evento de divergencia o separación de un grupo en dos grupos
descendientes. Por ejemplo, bradyrhizobium sp. y uncultured
alphaproteobacteria bacterium proceden de un ancestro en común. Puesto que
en cada punto de ramificación se encuentra el ancestro común más reciente de
todos los grupos que descienden de esa ramificación, hasta llegar a la raiz del
arbol filogenetico.
VI. CONCLUSIONES
 El programa de BioEdit, es una herramienta que nos facilita el análisis de
secuencias de ADN, de tal modo que se realizó el análisis de cromatograma
de secuencias de ADN. Puesto que por otro lado el programa Mega DNA fue
útil para realizar el alineamiento de las secuencias de ADN en base al gen
nifh.
 La representación del cromatograma nos permite interpretar la calidad de
secuencia de ADN bacteriano(buena/mala). Asimismo, los datos y la
utilización del Blastn NCBI (The National Center for Biotechnology
Information) el cual almacena y constantemente actualiza la información
referente a secuencias genómicas, permite describir lo más relevante del
microorganismo, el nombre, su respectivo porcentaje de Identidad, entre otras
características que presente.
Punto de ramificación
Ramas
Especies que nos interesan
Ancestro común más reciente

 El programa ejecutado (Mega DNA) en la presente practica nos
permitió realizar el alineamiento de secuencias de ADN de
microorganismos de manera rápida y precisa, de tal manera se logró
construir un árbol filogénico el cual se basa en sus similitudes de genes y
su evolución molecular, asimismo nos permite conocer las relaciones
evolutivas y patrones de ADN.
VII. BIBLIOGRAFIA
Juarez , S. (2013). Alineamiento de Secuencias de Dna Bioedit. Obtenido de
https://es.scribd.com/doc/147681010/Alineamiento-de-Secuencias-de-Dna-
Bioedit
scielo. (Abril de 2009). http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1024-
94352009000400003. Obtenido de
http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1024-
94352009000400003:
http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1024-
94352009000400003

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