El documento describe los conceptos básicos de bioinformática y biología computacional. Explica que la bioinformática se refiere a la recopilación y almacenamiento de información biológica, mientras que la biología computacional se refiere al desarrollo de algoritmos y métodos estadísticos para analizar datos biológicos. Aunque conceptualmente son diferentes, los términos a menudo se usan indistintamente.

2. Source: http://ccb.wustl.edu/ ¿Que es Bioinformática/ Biología Computacional?

6. Evolution Genetics Gregor Mendel (1822-1884) Charles Darwin (1807-1882) Discovery of nuclein Friedrich Miescher (1844-1895) DNA is the genetic material Hershey-Chase Molecular structure of DNA Chargaff, 1962 Nobel Prize James Watson, Francis Crick Recombinant DNA, DNA sequencing 1980 Nobel Prize Walter Gilbert, Frederick Sanger, Paul Berg Amplification of DNA (PCR) Kary Mullis & others, 1993 Nobel Prize 1869 1952 1953 1970 1983 Un poco de Historia Classification in biology Carl von Linne (1707-1778)

7. H. influenzae 1.8 Mbp (1995) S. cerevisiae 12 Mbp (1997) C. elegans 100 Mbp (1998) Drosophila 180 Mbp (2000) H. sapiens 3200 Mbp (2001) Overview: TIGR (The institute of genomic research) http://www.tigr.org/tdb/mdb/mdbcomplete.html http://www.tigr.org/tdb/mdb/mdbinprogress.html Un poco de Historia

8. Number of Entries in EMBL Database June 2002: 23.860.228.282 Bases ; 17.807.526 Entries Un poco de Historia Source HUSAR

10. Comparación de genomas ORGANISM CHROMOSOMES GENOME SIZE GENES Homo sapiens (Humans) 23 3,200,000,000 ~ 30,000 Mus musculus (Mouse) 20 2,600,000,000 ~30,000 Drosophila melanogaster (Fruit Fly) 4 180,000,000 ~18,000 Saccharomyces cerevisiae (Yeast) 16 14,000,000 ~6,000 Zea mays (Corn) 10 2,400,000,000 ???

11. 46 La complejidad del genoma NO se correlaciona con el número cromosomas 250 Lysandra atlantica Ophioglossum reticulatum 1260 Homo sapiens 46

12. La complejidad del genoma NO se correlaciona con su tamaño Homo sapiens 3,4 x 10 9 bp Amoeba dubia 6,7 x 10 11 bp

13. La complejidad del genoma NO se correlaciona con el número de genes ~31,000 genes ~26,000 genes ~50,000 genes

14. CHIMP GENOME Chimpanzees are similar to humans in so many ways: they are socially complex, sensitive and communicative, and yet indisputably on the animal side of the man/beast divide. Scientists have now sequenced the genetic code of our closest living relative, showing the striking concordances and divergences between the two species, and perhaps holding up a mirror to our own humanity. Comparación con genomas mas cercanos

15. From Olson and Varki (2002) Nat Rev Gen 4: 20-28 Humanos vs Primates Homo sapiens y Pan troglodytes (Orangutan)  99.0% identical Humans are not at all ori g inal in comparison with other vertebrates . La comparación del genoma humano con el de los Primates dio como resultado diferencias de solo el 1% Homo sapiens y Chimpance  99.9 % identical !!!!!

16. Dogma Central de la Biología Molecular The central dogma states that once “information” has passed into protein, it cannot get out again. The transfer of information from nucleic acid to nucleic acid, or from nucleic acid to protein may be possible, but transfer from protein to protein, or from protein to nucleic acid, is impossible. Information means here the precise determination of sequence, either of bases in the nucleic acid or of amino acid residues in the protein. Francis Crick , 1958 [1] Transcription [2] RNA processing (splicing) [3] RNA export [4] RNA surveillance RNA cDNA Phenotype DNA protein

21. GCCACATGTAGATAATTGAAACTGGATCCTCATCCCTCGCCTTGTACAAAAATCAACTCCAGATGGATCTAAGATTTAAATCTAACACCTGAAACCATAAAAATTCTAGGAGATAACACTGGCAAAGCTATTCTAGACATTGGCTTAGGCAAAGAGTTCGTGACCAAGAACCCAAAAGCAAATGCAACAAAAACAAAAATAAATAGGTGGGACCTGATTAAACTGAAAAGCCTCTGCACAGCAAAAGAAATAATCAGCAGAGTAAACAGACAACCCACAGAATGAGAGAAAATATTTGCAAACCATGCATCTGATGACAAAGGACTAATATCCAGAATCTACAAGGAACTCAAACAAATCAGCAAGAAAAAAATAACCCCATCAAAAAGTGGGCAAAGGAATGAATAGACAATTCTCAAAATATACAAATGGCCAATAAACATACGAAAAACTGTTCAACATCACTAATTATCAGGGAAATGCAAATTAAAACCACAATGAGATGCCACCTTACTCCTGCAAGAATGGCCATAATAAAAAAAAATCAAAAAAGAATAAATGTTGGTGTGAATGTGGTGAAAAGAGAACACTTTGACACTGCTGGTGGGAATGGAAACTAGTACAACCACTGTGGAAAACAGTACCGAGATTTCTTAAAGAACTACAAGTAGAACTACCATTTGATCCAGCAATCCCACTACTGGGTATCTACCCAGAGGAAAAGAAGTCATTATTTGAAAAAGACACTTGTACATACATGTTTATAGCAGCACAATTTGCAATTGCAAAGATATGGAACCAGTCTAAATGCCCATCAACCAACAAATGGATAAAGAAAATATGGTATATATACACCATGGAACACTACTCAGCCATAAAAAGGAACAAAATAATGGCAACTCACAGATGGAGTTGGAGACCACTATTCTAAGTGAAATAACTCAGGAATGGAAAACCAAATATTGTATGTTCTCACTTATAAGTGGGAGCTAAGCTATGAGGACAAAAGGCATAAGAATTATACTATGGACTTTGGGGACTCGGGGGAAAGGGTGGGAGGGGGATGAGGGACAAAAGACTACACATTGGGTGCAGTGTACACTGCTGAGGTGATGGGTGCACCAAAATCTCAGAAATTACCACTAAAGAACTTATCCATGTAACTAAAAACCACCTCTACCCAAATAATTTTGAAATAAAAAATAAAAATATTTTAAAAAGAACTCTTTAAAATAAATAATGAAAAGCACCAACAGACTTATGAACAGGCAATAGAAAAAATGAGAAATAGAAAGGAATACAAATAAAAGTACAGAAAAAAAATATGGCAAGTTATTCAACCAAACTGGTAATTTGAAATCCAGATTGAAATAATGCAAAAAAAAGGCAATTTCTGGCACCATGGCAGACCAGGTACCTGGATGATCTGTTGCTGAAAACAACTGAAAATGCTGGTTAAAATATATTAACACATTCTTGAATACAGTCATGGCCAAAGGAAGTCACATGACTAAGCCCACAGTCAAGGAGTGAGAAAGTATTCTCTACCTACCATGAGGCCAGGGCAAGGGTGTGCACTTTTTTTTTTCTTCTGTTCATTGAATACAGTCACTGTGTATTTTACATACTTTCATTTAGTCTTATGACAATCCTATGAAACAAGTACTTTTAAAAAAATTGAGATAACAGTTGCATACCGTGAAATTCATCCATTTAAAGTGAGCAATTCACAGGTGCAGCTAGCTCAGTCAGCAGAGCATAAGACTCTTAAAGTGAACAATTCAGTGCTTTTTAGTATATTCACAGAGTTGTGCAACCATCACCACTATCTAATTGGTCTTAGTCTGTTTGGGCTGCCATAACAAAATACCACAAACTGGATAGCTCATAAACAACAGGCATTTATTGCTCACAGTTCTAGAGGCTGGAAGTGCAAGATTAAGATGCCAGCAGATTCTGTGTCTGCTGAGG ¿Que es el ADN? Es un alfabeto de 4 caracteres Este alfabeto de 4 caracteres contiene suficiente información para crear organismos complejos, mediante el uso de largas palabras Similitud con el codigo binario

25. El ADN en realidad está formado por dos cadenas Doble hebra de ADN Las cadenas avanzan en sentido opuesto y que están ligadas por enlaces complementarios de bases nitrogenadas : A, T, G y C Eso significa que la segunda cadena es reversa y complementaria La doble hélice tiene siempre una anchura constante porque las purinas se enfrentan siempre a las pirimidinas.

31. ARN ribosomal Componente mayoritario de los ribosomas Los ribosomas llevan a cabo la síntesis de proteínas asociándose con los diferentes ARNm que proporcionan la secuencia de codificación real y los ARNt que les proporcionan los aa

36. Los ARNm se pueden leer en tres diferentes marcos de lectura, pero solo uno de ellos codifica la proteína correcta Código genético

37. Proteínas Los aa se unen mediante enlaces peptídicos entre el grupo carboxilo terminal de un aa y el grupo amino de otro. Péptido: Cadena corta de aa (< 30) P olipéptido: cadena larga de aa (hasta 4000 residuos). La secuencia de aa, su tipo y orden constituyen la Estructura primaria de la proteína Residuo amino terminal Residuo carboxilo terminal Tyr Gly Gly Phe Leu Val Ser

38. Proteínas Estructura secundaria: producto del establecimiento de puentes de hidrógeno entre distintos átomos de los aa Helices alfa: enrrollamiento espiral p.ejem proteinas fibrosas como piel y uñas Cada hélice tiene 3,6 aa por vuelta

39. Proteínas Estructura secundaria: producto del establecimiento de puentes de hidrógeno entre distintos átomos de los aa Beta plegada: estructura en zig-zag resistente y flexible p.ejem fibroína (proteína de la seda) Dos o mas polipéptidos se situan de forma paralela entre ellos y se unen mediante puentes de hidrógeno. Estos puentes de hidrógeno se establecen entre diferentes segmentos del polipétido a diferencia con las alfa hélices

40. Proteínas Estructura terciaria: Es la forma global de cada proteína. Depende de las interacciones entre los grupos radicales de la misma cadena polipetídica ocasionada por: puentes de hidrógeno, atración iónica, condición hidrofóbica o hidrofílica y puentes disulfuro. Figure shows the tertiary structure of Chain B of Protein Kinase C Interacting Protein Péptido individual doblado

41. Proteínas Estructura cuaternaria: Es propia de las proteínas globulares y es la conformación tridimensional de la unión de dos o más cademas polipeptídicas, generadas por las mismas interacciones anteriormente citadas . Agregado de dos o más péptidos Figure shows the tertiary structure of Chain B of Protein Kinase C Interacting Protein

42. Volvemos al principio… “ El dogma central” ADN ARN Proteína Trascripción Translación Traducción