Busqueda avanzada con BLAST Preparada por Genis Parra.

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1 Busqueda avanzada con BLAST Preparada por Genis Parra

2 Contenido 1. Blast traducidos 2. Aplicaciones especiales de Blast NCBI 3. PSI-Blast Busqueda de homólogos remotos

3 1. Blast traducidos

4 La familia Blast Blast estándar:  blastn: nucleótido x nucleótido  blastp: proteína x proteína Blast traducidos:  blastx : nucleótido x proteína  tblastn : proteína x nucleótido  tblastx : nucleótido x nucleótido

5 blastx Traduce la secuencia de DNA, en sus seis posibles pautas de lectura, y las compara contra una base de datos de proteínas. Secuencia problema: DNA Base de datos: Proteína

6 blastx (ejemplo) Conocemos una secuencia de DNA que sabemos que se transcribe y queremos saber si tiene alguna proteína codificada en ella que se parezca a una proteína de la base de datos # Problema Traducción ATGATTCATGCAGACTAGTAC MIHAD*Y *FMQTS DSCRLV VLVCMNH Y*SA*I TSLHES # Base de datos ASFGTDA SSAEVBH FASDEAG SDFEARS FSASDF ASFSERA

7 tblastn Compara una proteína problema contra una base de datos de DNA traducida dinámicamente Secuencia problema: proteína Base de datos: DNA

8 tblastn (ejemplo) Queremos saber si la proteína que estamos estudiando se encuentra en algún genoma recién secuenciado de otra especie. # Problema ASFGTDAMHVN # Base de datos Traducción TAACGTCAGT CATGCATGCA *RQSCMH NVSHAC TSVMHA MHA*LTL CMHD*R ACMTDV ATGATTCATGCAGACTAGTAC MIHAD*Y *FMQTS DSCRLV VLVCMNH Y*SA*I TSLHES

9 tblastx Compara las seis posibles traducciones de una secuencia de DNA contra las las seis posibles traducciones de una base de datos de DNA. Secuencia problema: DNA Base de datos: DNA

10 tblastx (ejemplo) Tenemos un fragmento genómico que sospechamos que codifica para una proteína queremos saber si algún fragmento de DNA de otra especie se parece a nivel de proteína traducida para reforzar nuestra hipótesis. # Problema Traducción TTACATAGTCATGGCTTGCT *RQSCMH NVSHAC TSVMHA MHA*LTL CMHD*R ACMTDV # Base de datos Traducción TAACGTCAGTCATGCATGCA *RQSCMH NVSHAC TSVMHA MHA*LTL CMHD*R ACMTDV ATGATTCATGCAGACTAGTAC MIHAD*Y *FMQTS DSCRLV VLVCMNH Y*SA*I TSLHES

11 2. Aplicaciones especiales de BLAST NCBI

12 Aplicaciones especiales (I) Alineando dos secuencias con BLAST  Blast2Sequences BLAST especializados:  Detección de contaminación durante el clonado y secuenciación (VecScreen)  Detección de inmunoglobulinas y sus dominios (IgBLAST)

13 Aplicaciones especiales (II) Búsqueda de dominios conservados en Conserved Domain Database. (CDD) Megablast: Blast optimizado para búsquedas en largas regiones genómicas (genomas completos). Blast configurado automáticamente para encontrar fragmentos cortos y altamente conservados.

14 3. PSI-BLAST

15 PSI-BLAST Position-Specific Iterated BLAST PSI-BLAST realiza una búsqueda iterativa en que las secuencias encontradas en cada búsqueda son utilizadas para generar una matriz de sustitución especifica para cada posición de la proteína problema. La nueva matriz de substituciones generada con las proteínas alineadas nos permite reconocer homólogos remotos, ya que tenemos información de las substituciones especificas de esta familia.

16 Aliniamiento multiple A = a 1 a 2 a 3 a 4 a 5 B = b 1 b 2 b 3 b 4 b 5 C = c 1 c 2 c 3 c 4 c 5 D = d 1 d 2 d 3 d 4 d 5 E = e 1 e 2 e 3 e 4 e 5 target homólogo 1 homólogo 2 homólogo 3 homólogo 4 Nuevo score de sustitución específica de posición Que ocurrirá si volvemos a ejecutar BLAST ? Matriz de pesos

17 PSI-BLASTPSI-BLAST ANNQERTYWDFGHAQQQDKSFFEYGG Score ANNQERTYWDFGHGQQ-DKSFY--GG BLAST Nueva matriz BLAST 2 Nuevo Score Nueva SecuenciaANNQERTYWDFGHGQQ-DKSFY--GGANNQERTYWDFGHGQQD-KKS--HG La misma target

18 PSI-BLASTPSI-BLAST STOP Iterativo Incrementa el número de homólogos remotos No hay nuevas secuencias

19 Problemas del PSI-blast 1. Necesitamos un conjunto de proteínas relacionadas evolutivamente para generar la matriz de substitución específica. 2. Si incluimos proteínas que no están relacionadas evolutivamente, estamos degenerando el patrón de búsqueda.