Relatorio 9 - Bioinformatica

Prévia do material em texto

UNIVERSIDADE FEDERAL DO AMAZONAS
INSTITUTO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLOGIA
BIOLOGIA MOLECULAR
FRANCIELLE ROSAS DOS SANTOS ROMÃO 
DUAN ROSAS DE SOUZA 
RELATÓRIO DE AULA PRÁTICA
BIOINFORMÁTICA
ITACOATIARA – AM
Sumário
1 - INTRODUÇÃO ........................................................................................................ 4 
2 - OBJETIVO ............................................................................................................... 5 
3 - METODOLOGIA ...................................................................................................... 5 
4 - RESULTADOS E DISCUSSÃO .............................................................................. 7 
5 - CONCLUSÃO E PERSPECTIVAS ......................................................................... 9
6 - BIBLIOGRAFIA…………………………………………………………………………10
3
1 INTRODUÇÃO
Ao longo da história, a humanidade avançou de tal forma que a complexidade de 
pesquisas científicas e a enorme quantidade de dados obtidos tornaram necessário o 
surgimento de uma nova ferramenta para dar conta da demanda por espaço de 
armazenamento e análise de dados e auxiliar a ciência em constante crescimento. 
Assim, a bioinformática surgiu unindo a capacidade de produção de informação da 
biologia, com o potencial de armazenamento, organização e interpretação da 
computação. Seu desenvolvimento tem como principal objetivo lidar com o processo de 
desenvolvimento e gerenciamento de banco de dados, como também a criação de 
programas para captação e análise de informações, e até simulação de funções 
biológicas. São diversas as áreas e técnicas da biologia que fazem uso dessa 
tecnologia, como por exemplo, a de sequenciamento de material genético, uma das mais 
conhecidas e responsável por impulsionar a bioinformática por volta das décadas de 
1980 e 1990. 
De modo geral, essa área da ciência, de caráter multidisciplinar, pode ser dividida 
em dois grande tópicos: a bioinformática tradicional (clássica), a qual está relacionada 
majoritariamente com sequências de nucleotídeos e aminoácidos; e a bioinformática 
estrutural, empregando a tecnologia 3D para tratar de questões biológicas, baseando-se 
principalmente em técnicas de modelagem computacional - assim, a bioinformática 
trabalha buscando solucionar problemas tanto de origem sequencial quanto estrutural.
A enzima escolhida nesta prática, foi a enzima ARGINASE que catalisa a hidrólise 
da l-arginina em l-ornitina e uréia. Está presente nos mais diversos organismos vivos, 
como bactéria, fungos, plantas, invertebrados e vertebrados. A maioria, invertebrados, 
plantas, bactérias e leveduras, têm apenas uma forma de arginase que está localizado 
em mitocôndrias. Vertebrados e outros animais que metabolizam o excesso de 
nitrogênio como uréia expressam uma segunda isoforma citosólica. A arginase é uma 
metaloenzima com um centro de manganês binuclear responsável pela ativação de uma 
molécula de água que é usada para atacar o substrato de l-arginina. Esses dois átomos 
de manganês são essenciais para a atividade enzimática, uma vez que a dissociação 
reversível de um deles gera uma enzima com metade de sua atividade catalítica.
4
2 OBJETIVO
 Analisar através do site do Centro Nacional de Informação em Biotecnologia, as 
seqüências biológicas da enzima arginase.
3 METODOLOGIA
3.1 ETAPAS REALIZADAS NO EXPERIMENTO
Primeiramente foi feita uma ampla pesquisa afim de obter informações sobre uma 
determinada enzima. Tal pesquisa ocorreu através de análises no Genbank que é um 
banco de dados de anotações de sequências de nucleotídeos publicamente disponíveis 
e suas traduções de proteínas. Esse banco de dados é produzido e mantido pelo 
National Center for Biotechnology Information (NCBI). A enzima selecionada foi a 
Arginase a uma sequência query de até 1000bp, ela é uma enzima que catalisa a 
hidrólise da l-arginina em l-ornitina e uréia. Está presente nos mais diversos organismos 
vivos, como bactéria, fungos, plantas, invertebrados e vertebrados, e então foi realizada 
uma busca específica no Blast.
Após isto foi realizada a seleção de 10 espécies com alta similaridade pelo fato de 
apresentarem características específicas. As espécies escolhidas foram listadas no 
Graphi summary com o propósito de exibir a correspondência nas sequências 
escolhidas. Posteriormente, a árvore de distância dos resultados foi examinada para 
revelar a semelhança entre as sequências das espécies mais próximas umas das 
outras. A estrutura da enzima selecionada foi investigada na seção de Estrutura do 
NCBI, e os resultados foram tratados com precisão. A estrutura da arginase foi 
pesquisada na aba Structure do NCBI.
5
4 RESULTADOS E DISCUSSÃO
 
Foi realizada a seleção de 10 espécies com alta similaridade pelo fato de apre-
sentarem características específicas. As espécies escolhidas foram listadas no Graphi 
summary com o propósito de exibir a correspondência nas sequências escolhidas, con-
forme a imagem 1.
A árvore também representa uma forma de agrupamento entre as sequencias, nos 
permitindo reconhecer quantos grupos existem dentro em um conjunto de dados. O cla-
do de consenso estrito. Nas árvores, duas espécies são mais relacionadas se têm um 
ancestral comum mais recente e menos relacionadas se têm um ancestral comum me-
nos recente. Conforme a imagem 2. 
A estrutura da enzima selecionada na aba Structure do NCBI, foi feito o estudo da 
enzima, conforme a imagem 3. A arginase possui um centro de manganês binuclear na 
sua estrutura responsável pela ativação de uma molécula de água que é usada para 
atacar o substrato de l-arginina. Esses dois átomos de manganês são essenciais para a 
atividade enzimática, uma vez que a dissociação reversível de um deles gera uma enzi-
ma com metade de sua atividade catalítica. A enzima ativa requer que o centro de man-
ganês binuclear para formar uma ponte de metal para atividade enzimática máxima. Es-
ta especificidade ocorre devido ao elevado número de ligações de hidrogénio entre 
substrato e enzima.
Imagem 1
6
 Imagem 2
 Imagem 3
7
 6 - BIBLIOGRAFIA
BIOINFORMÁTICA DA BIOLOGIA À FLEXIBILIDADE / Organização de Hugo Verli; 
Sociedade Brasileira de Bioquímica e Biologia Molecular- SBBq; 
RICHERT, K. BRAMBILLA, E. & STACKEBRANDT, E. (2007). The philogenetic 
significance of peptidoglycan types: Molecularanalysis of the genera Microbacterium 
and Aureobacterium based opun sequence comparasion of gyrB, rpoB, recA and ppk 
and 16SrRNA genes. Systematic and applied microbiology.30: 102-8.
DUARTE, F. T., CARVALHO, F. M., BEZERRA E SILVA, U. SCORTECCI, K. C., 
BLAHA, C. A., AGNEZ-LIMA, L.F. & BATISTUZZO DE MEDEIROS, S. R. (2004). DNA 
repair in Chromobacterium violaceum. Genet MolRes. 3: 167-80.
	1 INTRODUÇÃO
	2 OBJETIVO
	3 METODOLOGIA
	3.1 ETAPAS REALIZADAS NO EXPERIMENTO
	4 RESULTADOS E DISCUSSÃO
	Imagem 2