Descubrimiento de Productos Naturales: análisis bioinformáticos para principiantes
Aspectos generales
Responsable
Métodos de evaluación
| Método |
Cantidad |
Porcentaje |
| Examen parcial |
2 |
40% |
| Presentación de proyecto |
1 |
60% |
Integrantes
| Integrante |
Rol |
Horas |
Actividad complementaria |
| MARTÍNEZ CABALLERO CAROL SISETH |
Responsable |
32.00 |
|
| CEAPA CORINA-DIANA |
Responsable |
32.00 |
|
Introducción
Proponemos para los alumnos del posgrado el curso "Descubrimiento de Productos Naturales: Análisis Bioinformáticos para Principiantes". Este curso/taller de 64 horas está diseñado para ofrecer una combinación equilibrada de conocimientos teóricos y prácticos en bioinformática. Tanto si se inicia en el campo como si busca profundizar en sus conocimientos, este curso le guiará a través de los conceptos y técnicas esenciales. El curso está justifica para los alumnos del posgrado, ya que muchos proyectos modernos proponen una intersección entre la biología y la ciencia computacional. Para ello, dominar el análisis de secuencias y la navegación en bases de datos bioinformáticas son habilidades esenciales para identificar y caracterizar productos naturales. Las proteínas desempeñan un papel vital en los procesos biológicos y, los alumnos aprenderán a analizar las secuencias y estructuras de las proteínas, lo cual es clave para comprender sus funciones e interacciones. Los análisis de genomas y metagenomas completos proporcionan información sobre la composición genética, así como la evolución y adaptación de los organismos y sus comunidades. Esto conlleva a aplicaciones prácticas de estos análisis en el descubrimiento de productos naturales. La metabolómica es el estudio de los procesos químicos que involucran metabolitos. Vamos a necesitar explorar también técnicas para analizar perfiles metabólicos, que son cruciales para la identificación de compuestos bioactivos.
Al finalizar este curso, los participantes tendrán un conocimiento sólido de las herramientas y técnicas bioinformáticas, lo que le permitirá contribuir al descubrimiento de nuevos productos naturales. Objetivos
Dotar a los estudiantes de las habilidades necesarias para utilizar herramientas bioinformáticas sencillas y gratuitas, con el fin de realizar un análisis integrador de genes, proteínas y genomas, centrándose en los componentes genéticos implicados en el descubrimiento de metabolitos en procariotas. Resultados del curso: Al final del curso, los estudiantes serán capaces de: - Identificar la función de genes desconocidos.
- Anota los genomas bacterianos.
- Comparar genes y genomas.
- Construye árboles filogenéticos.
- Modele proteínas a partir de secuencias utilizando herramientas bioinformáticas de libre acceso.
Objetivos Específicos: - Analizar secuencias de nucleótidos utilizando herramientas bioinformáticas (consultas a bases de datos, alineación de secuencias, predicción de secuencias promotoras, análisis filogenéticos, diseño de oligonucleótidos, etc.).
- Analizar secuencias de aminoácidos utilizando herramientas bioinformáticas (consultas a bases de datos, alineación de secuencias, predicción de motivos conservados, hidrofobicidad, modificaciones postraduccionales, construcción de árboles filogenéticos basados en funciones, etc.).
- Realice minería de genes y genoma/metagenoma para la genómica comparativa, incluido el mapeo del metabolismo, las comparaciones de genomas, las comparaciones de proteomas y la detección especializada de metabolitos.
- Realizar análisis metabolómicos de genomas.
Temario
- Introducción a la Bioinformática (8 horas) - ambas tutoras
- Informática Aplicada a la Bioquímica y Biotecnología
- Secuenciación de macromoléculas: ADN y proteínas
- Algoritmos y plataformas para anotaciones de genes y genomas (RAST, PGAP)
- Bases de datos biológicas
- Motores de búsqueda para análisis bioinformáticos
- Características y formatos de FASTA, PDB, etc.
- Búsqueda de secuencias de ácidos nucleicos y proteínas (ExPASy, NCBI, EMBL)
- Alineación de secuencias (8 horas) - Dra. Carol Siseth Martínez Caballero
- Semejanza, homología e identidad
- Alineación entre pares de secuencias
- Matrices de datos
- Interpretación Estadística y Biológica
- Uso de la herramienta BLAST
- Parámetros de búsqueda
- Interpretación de los valores E, la identidad y la cobertura
- Alineación de múltiples secuencias
- Algoritmos (MUSCLE, Clustal W)
- Modelos ocultos de Markov
- Relación entre los valores E y el índice de probabilidad
- Preparación e Interpretación de Árboles de Agrupamiento (MEGA)
- Métodos de distancia (UPGMA, unión de vecinos)
- Máxima verosimilitud
- Máxima parsimonia
- Análisis de proteínas (10 horas) - Dra. Carol Siseth Martínez Caballero
- Motivos y dominios de proteínas (HMMR, ProtParam, InterProScan, SignalP, PsortB, SwissProt/UniProt, CAZy, Pfam)
- Predicción de Estructuras Secundarias
- Predicción de Estructuras Terciarias
- Modelado Ab Initio (Rosetta, Folding, Zhang Lab, AlphaFold)
- Modelado de homología (Phyre2, I-TASSER, SwissModel, QUARK)
- Roscado (MUSTER, SEGMER)
- Validación de Modelos Construidos (ProSA, PROCHECK)
- Visualización molecular (PyMOL, UCSF Chimera)
- Purificación de proteínas in silico
- Cálculo de parámetros fisicoquímicos (peso molecular, punto isoeléctrico, coeficiente de extinción molar)
- Predicción de hidrofobicidad, modificaciones postraduccionales, regiones antigénicas, péptido señal
- Análisis de genomas completos y metagenomas y sus aplicaciones prácticas (18 horas) - Dra. Corina Diana Ceapa
- Navegadores genómicos (Visor Genoma Integrado, EMBL-EBI, PATRIC)
- Sitios en línea gratuitos con múltiples herramientas (PATRIC, Expasy, EMBL-EBI)
- Comparaciones de proteomas (RAST)
- Detección de metabolitos secundarios (AntiSMASH, Prism)
- Análisis metabolómicos (8 horas) - Dra. Corina Diana Ceapa
- Mapeo Metabólico de Genomas (KEGG, Biocyc)
- Seguimiento y evaluación de proyectos (8 horas) - ambas tutoras
Además, se organizarán seminarios y una sesión de networking para el trabajo realizado en los dos laboratorios del IQ, UNAM, con ejemplos prácticos de análisis bioinformáticos publicados por las dos tutoras en revistas indexadas. - 4 horas Descargables
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