{"id":77885,"date":"2004-01-01T00:00:00","date_gmt":"2004-01-01T00:00:00","guid":{"rendered":"http:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/2004\/01\/01\/bits-bytes-y-genes-2\/"},"modified":"2015-03-19T15:39:06","modified_gmt":"2015-03-19T18:39:06","slug":"bits-bytes-y-genes-2","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/bits-bytes-y-genes-2\/","title":{"rendered":"Bits, bytes y genes"},"content":{"rendered":"
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EDUARDO CESAR<\/span>ESTweb, ZERG y Sabi\u00e1: programas nacidos de proyectos de secuenciamientoEDUARDO CESAR<\/span><\/p><\/div>\n

En septiembre pasado, dos equipos de investigadores brasile\u00f1os publicaron art\u00edculos cient\u00edficos en revistas internacionales referentes al genoma (el conjunto de genes) de dos organismos: el par\u00e1sito\u00a0Schistosoma mansoni<\/em>, causante de la esquistosomiasis en Brasil, y la bacteria\u00a0Chromobacterium violaceum<\/em>, abundante en el r\u00edo Negro y que tiene potencial de uso biotecnol\u00f3gico. Aunque trabajaron en forma independiente, con organismos y metodolog\u00edas diferentes, ambos grupos desarrollaron programas de computadora que organizaron y facilitaron la obtenci\u00f3n de los datos divulgados en sus escritos.<\/p>\n

Del laboratorio de Bioinform\u00e1tica del Instituto de Qu\u00edmica de la Universidad de S\u00e3o Paulo (IQ-USP), que particip\u00f3 en el proyecto sobre el gusano de la esquistosomiasis, surgieron dos programas: el ESTweb y el ZERG, disponibles para su descarga gratuita en la siguiente direcci\u00f3n electr\u00f3nica<\/a>. Una tercera herramienta – el Sabi\u00e1 – fue concebida en el Laboratorio Nacional de Computaci\u00f3n Cient\u00edfica (LNCC) de Petr\u00f3polis, donde funcion\u00f3 el coraz\u00f3n de la bioinform\u00e1tica de la iniciativa que estudi\u00f3 los genes de la\u00a0C. violaceum<\/em>. Por ahora, el uso de este sistema se restringe a los 25 laboratorios de la red nacional que secuenci\u00f3 el genoma de la bacteria. Pero pronto su utilizaci\u00f3n pasar\u00e1 a ser abierta a todos los interesados.<\/p>\n

Secuencias limpias – Cada uno de estos programas ejecuta tareas bastante espec\u00edficas y sirven para prop\u00f3sitos particulares. El ESTweb, que rindi\u00f3 un art\u00edculo cient\u00edfico el 12 de agosto de 2003 en la revista\u00a0Bioinformatics<\/em>, recibe y procesa fragmentos de genes activos generados con base en tejidos de un organismo, y los ubica en un banco de datos. A estos trozos de genes se los denomina ESTs, sigla de etiquetas de secuencias expresadas, que sirvieron de inspiraci\u00f3n para darle su nombre la programa. El ESTweb retira de los fragmentos de genes todos los elementos innecesarios para el an\u00e1lisis de la secuencia, y de esta forma se obtienen ESTs m\u00e1s limpias. “El programa genera en tiempo real gr\u00e1ficos que muestran la calidad y el grado de redundancia de las secuencias producidas en los laboratorios”, comenta Sergio Verjovski-Almeida, del Instituto de Qu\u00edmica de la USP, coordinador de la iniciativa financiada por la FAPESP, que identific\u00f3 el 92% de los genes expresados delS. mansoni<\/em> .<\/p>\n

La segunda creaci\u00f3n del equipo paulista es una herramienta de car\u00e1cter m\u00e1s anal\u00edtico. “El ZERG interpreta la salida del BLAST”, dice el bi\u00f3logo Eduardo Reis, uno de los inventores del software, recurriendo a la jerga bioinform\u00e1tica. El BLAST es un programa de dominio p\u00fablico, popular entre bi\u00f3logos moleculares y otros profesionales que trabajan con genes y prote\u00ednas. Su funci\u00f3n consiste en comparar cualquier EST con las secuencias gen\u00e9ticas depositadas en los bancos de datos p\u00fablicos. As\u00ed el investigador descubre si sus ESTs son iguales o similares a otras ya conocidas y, en muchos casos, logra asociar esas secuencias con genes con funciones definidas. Aunque es \u00fatil, el BLAST tiene un peque\u00f1o problema: en grandes empendimientos, como lo es el proyecto del\u00a0S. mansoni<\/em>, genera un informe kilom\u00e9trico, de dif\u00edcil comprensi\u00f3n, con muchos datos que deben chequearse.<\/p>\n

La soluci\u00f3n de ese balance no es tarea para seres humanos, sino para otro software. “Existen programas comerciales que leen la respuesta del BLAST, pero no con la misma precisi\u00f3n y velocidad del ZERG”, dice el programador Apu\u00e3 Paquola, del Laboratorio de Bioinform\u00e1tica del IQ\/ USP. En un art\u00edculo publicado el 22 de mayo de 2003 en\u00a0Bioinformatics<\/em>, los autores del ZERG, cuyo nombre fue tomado prestado de un juego para computadora, mostraron que su invento es hasta 250 veces m\u00e1s r\u00e1pido que sus rivales.<\/p>\n

El tercer programa, pese a su brasile\u00f1\u00edsimo nombre, es un acr\u00f3nimo de una expresi\u00f3n en ingl\u00e9s: Sabi\u00e1 [Zorzal en portugu\u00e9s] quiere decir\u00a0System for Automated Bacterial Integrated Annotation<\/em>. Este programa, que sirve para armar y anotar \u00fanicamente genomas de bacterias, fue concebido en el LNCC y utilizado por primera vez durante el trabajo de secuenciamento de\u00a0la C. violaceum<\/em>, un proyecto financiado por el Consejo Nacional de Desarrollo Cient\u00edfico y Tecnol\u00f3gico (CNPq).<\/p>\n

Es necesario tener alguna noci\u00f3n de ciertos procedimientos b\u00e1sicos del mundo de la gen\u00f3mica para tener tambi\u00e9n una idea de qu\u00e9 hace el programa. El secuenciamiento de un genoma consiste en determinar el orden en el que aparecen sus pares de bases nitrogenadas, las unidades qu\u00edmicas primordiales que forman la mol\u00e9cula de \u00e1cido desoxirribonucleico, el ADN, que suele represent\u00e1rselas con la letras A (adenina), C (citosina), G (guanina) y T (timina).<\/p>\n

Como el genoma de un organismo puede ser muy grande para ser secuenciado de una sola vez – el de la\u00a0C. violaceum<\/em> tiene 4,7 millones de pares de bases, por ejemplo, – , los investigadores deben romperlo en peque\u00f1os trozos. A ejemplo de lo que se hace con las piezas de un rompecabezas, su montaje consiste en juntar en forma correcta estas partes menores, debidamente secuenciadas. “Durante ese proceso de armado, el Sabi\u00e1 se\u00f1ala las regiones de genoma en las que los datos generados por el secuenciamiento son de buena o de mala calidad”, dice Ana Tereza Vasconcelos, del LNNC, coordinadora del proyecto con la\u00a0C. violaceum<\/em> y una de las autoras del software.<\/p>\n

El mono y el hombre
\n<\/strong>Una vez concluido el armado del rompecabezas, el dispositivo inventado por el equipo de investigadores que trabaj\u00f3 con el material gen\u00e9tico de la\u00a0C. violaceum<\/em> inicia la anotaci\u00f3n del genoma. En l\u00edneas generales, esta tarea equivale a descubrir qu\u00e9 prote\u00ednas son producidas con base en las recetas qu\u00edmicas contenidas en los genes de un genoma. De esta forma se llega a la funci\u00f3n (o a las funciones) de un gen.<\/p>\n

Gran parte de los datos de anotaci\u00f3n deriva de comparaciones. Con el auxilio de programas como el Sabi\u00e1 y otros, de uso gratuito o pago, los cient\u00edficos cotejan el material gen\u00e9tico identificado en un organismo con secuencias ya conocidas y con funci\u00f3n definida, que se encuentran archivadas en bancos de datos p\u00fablicos. Si en el mono una determinada secuencia lleva a la producci\u00f3n de una prote\u00edna cualquiera llamada X, por ejemplo, es probable que una secuencia parecida aparezca en el hombre, y tambi\u00e9n desencadene la s\u00edntesis de la misma prote\u00edna X.<\/p>\n

Pero, por supuesto, las cosas no as\u00ed de sencillas, pero \u00e9ste es el esp\u00edritu de la anotaci\u00f3n. “El Sabi\u00e1 funciona en un ambiente computacional que permite cruzar las informaciones de ocho bancos de datos p\u00fablicos”, dice Ana Tereza. “Se puede incluso comparar genomas enteros”. Para aumentar su autonom\u00eda de vuelo, el Sabi\u00e1, que ser\u00e1 objeto de un art\u00edculo cient\u00edfico este a\u00f1o, ser\u00e1 perfeccionado. La idea es producir una versi\u00f3n del sistema que sirva tambi\u00e9n para el armado y anotaci\u00f3n de genomas de otros organismos, adem\u00e1s de bacterias.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"Brasile\u00f1os crean programas que simplifican la tarea de armar y analizar genomas","protected":false},"author":6,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"_exactmetrics_skip_tracking":false,"_exactmetrics_sitenote_active":false,"_exactmetrics_sitenote_note":"","_exactmetrics_sitenote_category":0,"footnotes":""},"categories":[181],"tags":[],"coauthors":[93],"class_list":["post-77885","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-ciencia-es"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/77885","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/users\/6"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=77885"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/77885\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=77885"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=77885"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=77885"},{"taxonomy":"author","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/coauthors?post=77885"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}