BIOINFORMATICA

ESERCITAZIONE 2 (tratta da didattica.cribi.unipd.it)

OBIETTIVO: L'esercitazione prevede l'utilizzo di risorse web per la ricerca di informazioni di carattere biologico relative ai seguenti geni:

• Beta globina
• Insulina

La ricerca dovrà essere effettuata a partire dai seguenti siti:

• http://www.ncbi.nlm.nih.gov/Entrez        NCBI - Entrez
• http://srs.ebi.ac.uk        EBI -SRS6

Beta globina

struttura quaternaria dell'emoglobina, la beta globina insieme alla alfa globina formano l'emoglobina. E' un complesso tetramerico (2 catene alfa e 2 catene beta) responsabile del trasporto dell'ossigeno ai tessuti e dell'anidride carbonica. Le mutazioni a carico della beta globina provocano delle malattie quali la beta talassemia. Scoprire quali sono i difetti e le patologie associate alle mutazioni della beta globina

1) Sito dell'NCBI

• Cliccare il link Nucleotide dalla pagina iniziale e digitare nella finestra di testo in alto a sinistra della nuova pagina la seguente proteina:
  globin AND beta (NB: AND operatore booleano, va in maiuscolo) e cliccare su GO.
• per restringere il numero di record del database individuati cliccare su Preview/Index sotto la casella di testo, selezionare dal menu in fondo alla pagina Organism, inserire nella casella a fianco la parola chiave "homo" e successivamente cliccare sul tasto AND (sotto la casella dove è stato scritto homo). A questo punto la query così composta apparirà sulla casella di testo superiore e si dovrà cliccare ancora su GO per inviare la richiesta al database. In questo modo la query viene ristretta all'homo sapiens.
• Al fine di restringere ulteriormente il numero dei record trovati cliccare su Limits posto sotto la casella di testo superiore (a fianco di Preview/Index); a questo punto selezionare il checkbox "exclude all of the above" all'estrema destra e dal menu a tendina, denominato "Molecule", selezionare "mRNA". Cliccare GO ed ottenere i risultati.
• I risultati ottenuti sono circa 46 record ed è possibile analizzarli manualmente alla ricerca della Beta globina a cui siamo interessati.
• uno dei record che contiene l'informazione maggiore sulla Beta globina è NM_000518 e che bisogna analizzare cliccando su di esso.
• Tra le molte informazioni disponibili e da esplorare sono presenti:
  • record di Medline e Pubmed (referenze bibliografiche) da consultare e riguardano informazioni dettagliate e sperimentali sulla sequenza.
  • record di OMIM sulle malattie genetiche associate alla Beta globina: (cliccare sui link che iniziano con MIM:)
  • record di LOCUSLINK per informazioni sul gene e il cromosoma: (cliccare sui link LocusID:)
  • informazioni sulla proteina: (cliccare sui link protein_id=).

2) Sito dell'EBI - SRS6

• Cliccare sul pulsante in alto a sinistra "library page" per accedere alle banche dati di SRS6.
• Selezionare dalla lista dei database EMBL e cliccare sul tasto "standard query form" in alto a destra
• Inserire nelle caselle di testo le parole chiave per la ricerca:
  • nel primo campo selezionare dalla lista "AllText" e digitare "beta & globin" (notare la differenza nell'operatore booleano rispetto all'NCBI & al posto di AND).
  • nel secondo campo selezionare dal menu "Division" e scrivere "hum" (parte del database contenente solo sequenze umane escluse le ESTs)
  • nel terzo campo selezionare dal menu "molecule" e scrivere "mRNA"
• Impostata la query inviarla cliccando sul tasto "search" in alto a sinistra
• Si otterranno circa 19 record tra cui EMBL:HSBGL1 che contiene le informazioni desiderate

Confrontare le informazioni ottenute dalla query all'NCBI e quella all'EBI.

Insulina

L'insulina è la proteina la cui mancanza o difetto determina il diabete che è una delle patologie con maggiore impatto sociale nei paesi industrializzati. Essa è prodotta dal gene corrispondente come pro-insulina e solo dopo processi di maturazione viene trasformata in due frammenti che corrispondono all'insulina attiva. Nelle ricerche di database è quindi necessario ricercare il termine "proinsulin".

1) Sito dell'NCBI

• Cliccare il link Nucleotide dalla pagina iniziale e digitare nella finestra di testo in alto a sinistra della nuova pagina la seguente proteina:
  "proinsulin" e cliccare su GO.
• per restringere il numero di record del database individuati cliccare su Preview/Index sotto la casella di testo, selezionare dal menu in fondo alla pagina Organism, inserire nella casella a fianco la parola chiave "homo" e successivamente cliccare sul tasto AND (sotto la casella dove è stato scritto homo). A questo punto la query così composta apparirà sulla casella di testo superiore e si dovrà cliccare ancora su GO per inviare la richiesta al database. In questo modo la query viene ristretta all'homo sapiens.
• I risultati ottenuti sono circa 7 record ed è possibile analizzarli manualmente alla ricerca dell' Insulina a cui siamo interessati.
• Tra le molte informazioni disponibili e da esplorare sono presenti:
  • record di Medline e Pubmed (r eferenze bibliografiche) da consultare e riguardano informazioni dettagliate e sperimentali sulla sequenza.
  • record di OMIM sulle malattie genetiche associate all'Insulina: (cliccare sui link che iniziano con MIM:)
  • record di LOCUSLINK per informazioni sul gene e il cromosoma: (cliccare sui link LocusID:)
  • informazioni sulla proteina: (cliccare sui link protein_id=).

2) Sito dell'EBI - SRS6

• Cliccare sul pulsante in alto a sinistra "library page" per accedere alle banche dati di SRS6.
• Selezionare dalla lista dei database EMBL e cliccare sul tasto "standard query form" in alto a destra
• Inserire nelle caselle di testo le parole chiave per la ricerca:
  • nel primo campo selezionare dalla lista "Description" e digitare "proinsulin" (notare la differenza nell'operatore booleano rispetto all'NCBI & al posto di AND).
  • nel secondo campo selezionare dal menu "Division" e scrivere "hum" (parte del database contenente solo sequenze umane escluse le ESTs)
  • nel terzo campo selezionare dal menu "molecule" e scrivere "mRNA"
• Impostata la query inviarla cliccando sul tasto "search" in alto a sinistra
• Si otterranno circa 5 record.

Confrontare le informazioni ottenute dalla query all'NCBI e quella all'EBI.

3) trovate le proteine associate alla distrofia muscolare di duchenne

• a partire da OMIM ricercare con la parola chiave MUSCULAR DYSTROPHY e ricercare tra le distrofie quella di DUCHENNE
• cercare le proteine o la proteina mutata che porta alla malattia seguendo i vari link e leggendo la bibliografia associata.

4) trovate le proteine associate più in generale alle malattie genetiche a carico dell'apparato scheletrico umano (possono essere centinaia!)

• a partire da OMIM ricercare con la parola chiave MUSCULAR DISEASE e trovare i geni responsabili delle malattie genetiche note dell'apparato scheletrico
• stare attenti agli operatori BOOLEANI da utilizzare. Cosa succede se non li utiizzate ? se inserite AND tra le due parole cambia il risultato ? perchè ?
• potete ricercare le stesse informazioni sia su pubmed che su LOCUSLINK (per locuslink trovate le parole chiave con MUSCLE limitatamente a Homo sapiens). I link alle banche dati li trovate nella lezione delle "Banche dati".
• quante malattie genetiche a carico dell'apparato muscolo scheletrico sono note (attenzione a selezionare solo quelle dell'apparato muscolo scheletrico e non muscolo liscio) ? quanti geni sono coinvolti e quali ?
• Le informazioni e le ricerche sono tante. Dovete essere in grado di avere un quadro generale e preciso allo stesso tempo cercando di formulare e modificare le vostre interrogazioni alle banche dati in modo da avere il minor numero possibile di informazioni inutili e che non c'entrano con quanto richiesto.