Bioinformática na Genética

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DISCIPLINA: Genética 
 
TEMA: Bioinformática no sequenciamento de nucleotídeos e proteínas 
 
OBJETIVO: Produzir alinhamentos de sequências nucleotídicas utilizando ferramentas 
online 
COMPETÊNCIA: 
• Analisar informações originadas em banco de dados genéticos; 
• Utilizar a bioinformática para rastrear genes, nucleotídeos e proteínas; 
• Interpretar árvores filogenéticas simples, originadas no banco de dados 
genéticos. 
EXPERIMENTE E PRODUZA: 
PRÁTICA E PRODUÇÃO 
1. Obter sequências no GenBank 
2. Alinhar as sequências analisadas 
3. Comparar as sequências para resolver a questão 
4. Preencher o template, respondendo as perguntas orientadoras 
EXPERIMENTE E PRODUZA 
Com o desenvolvimento tecnológico e aplicações nas mais diversas áreas, o uso de 
conhecimentos em genética e bioinformática está sendo cada vez mais utilizado para 
responder diferentes questões. Trazemos, nessa atividade prática, a oportunidade de 
você resolver uma questão de epidemiologia através da genética, fazendo o uso de 
ferramentas de bioinformática. Essa proposta foi baseada em protocolo do Laboratório 
DIVERGE (Diversidade Genética e Evolução), da UFPel (Universidade Federal de Pelotas). 
A seguir, o case a ser investigado: 
Uma paciente, de nacionalidade francesa, foi hospitalizada para realizar uma 
cirurgia. Antes da hospitalização, ela era HIV negativo. Logo após a internação, 
no entanto, ela foi diagnosticada, por técnica de PCR, como HIV positivo. Duas 
enfermeiras que estavam auxiliando nos procedimentos cirúrgicos eram HIV 
positivo e nenhuma relatou um acidente com cortes durante a cirurgia. Houve 
apenas um incidente com corte quando a paciente já estava no quarto. 
 
 
 
Com base nas informações acima, você irá buscar as sequências de nucleotídeos e de 
proteína de uma glicoproteína de superfície celular presentes em células com HIV. 
Assim, você deve realizar as análises e comparações para verificar e identificar a possível 
fonte de contaminação da paciente. 
Parte 1 – Obtenção das sequências no GenBank 
Mantido pelo National Center for Biotechnology Information (NCBI), o GenBank é uma 
base de dados que contém sequências de nucleotídeos publicamente disponíveis e suas 
proteínas traduzidas. 
Acesse o GenBank através do link https://www.ncbi.nlm.nih.gov/genbank/ 
Inicialmente para nossa pesquisa, vamos utilizar a sequência de nucleotídeos 
identificada como AF125604. Esse código é o número utilizado para acessarmos a 
primeira sequência a ser analisada. 
 
1. Digite o número de acesso na caixa de pesquisa no modo nucleotide do site, e clique 
em SEARCH. 
 
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/genbank/
 
 
 
2. Na tela com o resultado da busca, uma série de informações estarão disponíveis. São 
elas: 
 
 
 
 
 
3. Para obter a sequência de nucleotídeos em um formato apropriado, escolha a opção 
"FASTA" (na superior esquerda desta mesma tela de resultados) 
 
 
3.1 Abra um bloco de notas, e insira as informações. Tenha um arquivo para aminoácidos 
e um outro arquivo para nucleotídeos. Identifique os arquivos como HIV_nt.txt e como 
HIV_aa.txt 
 
IMPORTANTE: a extensão do arquivo deve OBRIGATORIAMENTE ser .txt 
 
3.2 Copie toda a informação a partir do símbolo > até o final da sequência. Troque a 
informação que está logo após o símbolo > para >Paciente_nt. Esta será a nova 
identificação da sequência que está abaixo. 
 
 
 
 
IMPORTANTE: Não deixe espaços entre o número da amostra e o código. Utilize _ ao 
invés de espaços. Exemplos: 
>Enfermeira_01_aa 
>Enfermeira_02_nt 
>Amostra_05_nt 
4. Feito isso, você deve voltar para a página inicial e buscar o código “/protein_id=” que 
está próximo da sequência de aminoácidos na primeira tela de resultados do GenBank. 
Esta ação direcionará para uma janela que possui as informações acerca da sequência 
de aminoácidos. 
 
Novamente, na parte superior à esquerda, clique em “FASTA”. Copie toda a 
informação a partir do símbolo ‘>’ até o final da sequência. Troque a informação que 
está logo após o símbolo > para >Paciente_aa. Esta será a nova identificação da 
sequência que está abaixo. 
Em bioinformática o formato fasta é um dos mais simples formatos de texto, 
onde o símbolo “>” informa que a seguir tem informações acerca da identificação da 
sequência e abaixo é a sequência em si (de aminoácidos ou nucleotídeos). 
 
 
 
5. Agora você precisa adquirir as sequências das enfermeiras, utilizando o mesmo 
procedimento acima. O número de acesso das sequências são: 
Enfermeira_1 = AF125605. Obtenha as sequências de nucleotídeos (nt) e de 
aminoácidos (aa). 
Enfermeira_2 = AF125606. Obtenha as sequências de nucleotídeos (nt) e de 
aminoácidos (aa). 
A seguir, um exemplo do arquivo do bloco de notas. 
 
 
 
 
6. E, para finalizar a sua análise, você deverá obter as sequências de HIV frequentes na 
população francesa (origem da paciente), a fim de testar se a paciente adquiriu a doença 
dentro ou fora do hospital. Repita os procedimentos realizados acima, obtendo a 
sequência de nucleotídeos e a sequência de aminoácidos das seguintes amostras: 
Amostra_1 = AF125607 Obtenha as sequências de nucleotídeos (nt) e de aminoácidos 
(aa). 
Amostra_2 = AF125608 Obtenha as sequências de nucleotídeos (nt) e de aminoácidos 
(aa). 
Amostra_3 = AF125609 Obtenha as sequências de nucleotídeos (nt) e de aminoácidos 
(aa). 
Amostra_4 = AF125610 Obtenha as sequências de nucleotídeos (nt) e de aminoácidos 
(aa). 
Amostra_5 = AF125611 Obtenha as sequências de nucleotídeos (nt) e de aminoácidos 
(aa). 
Ao finalizar todos os procedimentos acima, você terá dois arquivos .txt, um com 8 
sequências de nucleotídeos (HIV_nt.txt) e outro com 8 sequências de aminoácidos 
(HIV_aa.txt). As 8 sequências são referentes às sequências de: Paciente, Enfermeira_1, 
Enfermeira_2, Amostra_1, Amostra_2, Amostra_3, Amostra_4, Amostra_5. 
 
 
Parte 2 – Realizar o alinhamento múltiplo das sequências e similaridades filogenéticas 
1. Abra o site: http://www.ebi.ac.uk/Tools/msa/. Este é um site do Instituto Europeu de 
Bioinformática, onde está listado diversas ferramentas de alinhamento. Nesta análise, 
iremos utilizar a ferramentas ‘Clustal Omega’ para ambas análises, de aminoácido e de 
nucleotídeo. 
Clique em “Clustal Omega”. Siga os passos abaixo para as sequências e nucleotídeos e 
para as sequências em aminoácidos. 
 
http://www.ebi.ac.uk/Tools/msa/
 
 
 
2. Em IMPUT SEQUENCE – sequence Type selecione protein ou DNA (se a sequência é de 
aminoácido ou de nucleotídeo, respectivamente) de acordo com as sequencias de 
entrada. Faça o upload do arquivo .txt em “Escolher arquivo”, escolha o formato dos 
dados que está enviando, ou seja, no formato FASTA (clicando em Pearson/FASTA) e 
clique em SUBMIT na área STEP 3. 
 
 
 
 
 
3. Na página de resultado (talvez leve 5 minutos), aparecerá as abas de alignments e 
phylogenetic tree, entre outras. Clique em alignments e salve o alinhamento (faça para 
as sequências de proteína e de aminoácido). Você terá que copiar e colar em um arquivo 
bloco de notas (.txt). Salve com o nome HIV_alinhamento_nt.txt e 
HIV_alinhamento_aa.txt. Faça o mesmo para phylogenetic tree, porém selecione a 
opção REAL. Então salve como arquivo .jpg (HIV_arvore_nt.jpg e HIV_arvore_aa.jpg). 
 
4. Analise as árvores filogenéticas que fornecem informações como proximidade e 
homologia das sequências (aa e nt). 
 
 
PERGUNTAS ORIENTADORAS: 
 
1. Com base nos resultados encontrados e nas análises dos procedimentos em 
bioinformática, discorra sobre os resultados encontrados e a possibilidade de identificar 
a fonte a qual a paciente foi infectada por HIV. Justifique sua resposta demonstrando, 
através das imagens das árvores filogenéticas e, também dos alinhamentos. 
 
RESPOSTA EM FORMA DE TEXTO: 2.000 a 3.000 caracteres com espaço 
2. Faça uma pesquisa, em seu município e/ou região de locais que utilizam técnicas de 
sequenciamento genético e, apresente a finalidade do uso de tal técnica. Utilize a 
tabela, disponível no template, paraapresentar as informações. 
 
Nome do estabelecimento Localização Atividade desenvolvida 
 
 
 
 
 
 
ATENÇÃO! Pergunta orientadora 3 é EXCLUSIVA para estudantes de EDUCAÇÃO FÍSICA 
3. A partir da leitura do artigo BAIRROS, André Valle DE; PREVEDELLO, Alex Almeida; 
MORAES, Liliana de Los Santos. Doping genético e possíveis metodologias de detecção. 
Revista Brasileira de Ciências do esporte, v. 33, p. 1055-1069, 2011. (Disponível em 
https://www.scielo.br/j/rbce/a/V8yx7FpprgNNnnWFH6ByNxP/?format=pdf&lang=pt ), 
explique o que é doping genético e as possíveis formas de detecção, relacionando ao 
desenvolvimento da atividade prática utilizando bases de dados genéticos. 
RESPOSTA EM FORMA DE TEXTO: 1.500 a 2.500 caracteres com espaço 
 
MATERIAIS DE APOIO: 
Caso o estudante e/ou grupo desejar poderá ampliar a compreensão teórica e prática 
do tema a partir das seguintes indicações: 
 
BAIRROS, André Valle DE; PREVEDELLO, Alex Almeida; MORAES, Liliana de Los Santos. 
Doping genético e possíveis metodologias de detecção. Revista Brasileira de Ciências 
do esporte, v. 33, p. 1055-1069, 2011. Disponível em 
https://www.scielo.br/j/rbce/a/V8yx7FpprgNNnnWFH6ByNxP/?format=pdf&lang=pt 
Acesso em 05 de set. de 2023. 
European Molecular Biology Laboratory. EMBL-EBI. Clustal Omega. Disponível em 
https://www.ebi.ac.uk/Tools/msa/clustalo/ Acesso em 19 de jan. de 2023 
 
Instituto de Biologia. Universidade Federal de Pelotas. Quem contaminou a paciente? 
Laboratório Diverge (Diversidade Genética e Evolução). 2022 
 
National Libary of Medicine. National Center for Biotechnology Information. 
Bethesda, MD, USA. Disponível em https://www.ncbi.nlm.nih.gov/ Acesso em 19 de 
jan. de 2023. 
 
SANTOS FILHO, O. A.; ALENCASTRO, R.B. Modelagem de proteínas por homologia. 
Química Nova, v. 26, n. 2, p. 253-259, 2003. Disponível em 
https://www.scielo.br/j/qn/a/phHhSHJNSJCTDYfGRzgfktt/?format=pdf&lang=pt 
Acesso em 19 de jan. de 2023 
VERLI, H. (org.) Bioinformática: da biologia à flexibilidade molecular. São Paulo: SBBq, 
2014. Disponível em Acesso em 16 de 
out. de 2024. 
https://www.scielo.br/j/rbce/a/V8yx7FpprgNNnnWFH6ByNxP/?format=pdf&lang=pt
https://www.scielo.br/j/rbce/a/V8yx7FpprgNNnnWFH6ByNxP/?format=pdf&lang=pt
https://www.ebi.ac.uk/Tools/msa/clustalo/
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/
https://www.scielo.br/j/qn/a/phHhSHJNSJCTDYfGRzgfktt/?format=pdf&lang=pt
 
 
TEMPLATE 
 
DISCIPLINA: Genética 
TEMA: Bioinformática no sequenciamento de nucleotídeos e proteínas 
Olá, caríssimo aluno! 
A seguir, você encontra o template para inserir os resultados da sua atividade prática de 
genética e bioinformática. 
Lembre-se de inserir em seu texto, imagens das árvores filogenéticas e do alinhamento 
dos nucleotídeos e dos aminoácidos. 
A resposta deve ser entregue em um texto argumentativo, conforme indicação do 
número de caracteres informado a seguir. As imagens, não contabilizam na contagem 
total de caracteres. 
 
Pergunta Orientadora 
Com base nos resultados encontrados e nas análises dos procedimentos em 
bioinformática, discorra sobre os resultados encontrados e a possibilidade de identificar 
a fonte a qual a paciente foi infectada por HIV. Justifique sua resposta demonstrando, 
através das imagens das árvores filogenéticas e, também dos alinhamentos. 
RESPOSTA EM FORMA DE TEXTO: 2.000 a 3.000 caracteres com espaço: 
 
xoxoxoxoxoxoxoxoxoxoxoxoxoxoxoxox xoxoxoxoxoxoxoxoxoxoxoxoxoxoxoxox 
xoxoxoxoxoxoxoxoxoxoxoxoxoxoxoxox xoxoxoxoxoxoxoxoxoxoxoxoxoxoxoxox 
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xoxoxoxoxoxoxoxoxoxoxoxoxoxoxoxox xoxoxoxoxoxoxoxoxoxoxoxoxoxoxoxox 
 
 
 
 
2. Faça uma pesquisa, em seu município e/ou região de locais que utilizam técnicas de 
sequenciamento genético e, apresente a finalidade do uso de tal técnica. Utilize a tabela, 
disponível no template, para apresentar as informações. 
 
Nome do estabelecimento Localização Atividade desenvolvida 
 
 
 
 
 
3. A partir da leitura do artigo BAIRROS, André Valle DE; PREVEDELLO, Alex Almeida; MORAES, 
Liliana de Los Santos. Doping genético e possíveis metodologias de detecção. Revista Brasileira 
de Ciências do esporte, v. 33, p. 1055-1069, 2011. (Disponível em 
https://www.scielo.br/j/rbce/a/V8yx7FpprgNNnnWFH6ByNxP/?format=pdf&lang=pt ), 
explique o que é doping genético e as possíveis formas de detecção, relacionando ao 
desenvolvimento da atividade prática utilizando bases de dados genéticos. 
 
RESPOSTA EM FORMA DE TEXTO: 1.500 a 2.500 caracteres com espaço: 
 
xoxoxoxoxoxoxoxoxoxoxoxoxoxoxoxox xoxoxoxoxoxoxoxoxoxoxoxoxoxoxoxox 
xoxoxoxoxoxoxoxoxoxoxoxoxoxoxoxox xoxoxoxoxoxoxoxoxoxoxoxoxoxoxoxox 
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xoxoxoxoxoxoxoxoxoxoxoxoxoxoxoxox xoxoxoxoxoxoxoxoxoxoxoxoxoxoxoxox 
https://www.scielo.br/j/rbce/a/V8yx7FpprgNNnnWFH6ByNxP/?format=pdf&lang=pt
 
 
 
 
 
NO QUE CONSISTE A ATIVIDADE PRÁTICA LOCORRREGIONAL? 
A atividade prática locorregional é uma metodologia de pesquisa e prática, considerando o macro e o micro territorial 
para o desenvolvimento da aprendizagem do estudante e da comunidade em seu entorno. A referida atividade apropria- 
se de diferentes instrumentos de avaliação na perspectiva de competências, com etapas soft e hard skills. Com a criação 
de uma cultura maker (faça você mesmo), ou seja, tenha atitude, o estudante é colocado como protagonista de sua 
transformação individual e social. 
 
O QUE COMPREENDEMOS POR COMPETÊNCIA? 
Incorporação permanente de práticas a partir do conceito de competências. Conforme consta no Glossário INEP: Uma 
competência caracteriza-se por selecionar, organizar e mobilizar, na ação, diferentes recursos para enfrentamento de 
uma situação-problema específica. 
 
Para concretizar o conceito de competências, demonstramos a seguir o acróstico C.H.A.V.E e sua relação com os Quatro 
Pilares da Educação: 
C = CONHECIMENTO Compreender a ciência/epistemologia a partir de 
diferentes pesquisadores e tempos históricos. 
Aprender a aprender 
H = HABILIDADE Aplicar o conhecimento produzido em seu contexto 
individual, social e profissional. 
Aprender a fazer 
A = ATITUDE Protagonizar ações. Aprender a ser 
V = VALORES Relembrar e refazer os valores humanos que 
orientam uma vida em sociedade, amparados em: 
Respeito, Empatia, Solidariedade, Cordialidade, 
Educação, Justiça, Honestidade, Humildade e 
Responsabilidade 
Aprender a ser e Aprender a 
conviver 
E = EMOÇÕES Responsabilizar com autogestão, amabilidade, 
engajamento com os outros, resiliência e abertura 
para o novo. 
Aprender a ser e Aprender a 
conviver 
 
QUAIS SÃO OS FUNDAMENTOS DA ATIVIDADE PRÁTICA LOCORREGIONAL? 
1. Competências essenciais:1.1 Comunicação na língua materna; 
1.2 Comunicação em língua estrangeira; 
1.3 Competência matemática e competências básicas em ciências e tecnologia; 
1.4 Competência digital; 
1.5 Aprender a aprender; 
1.6 Competências sociais e cívicas; 
1.7 Espírito de iniciativa e empresarial; 
1.8 Sensibilidade e expressão cultural. 
2. Engajamento de atividades para o desenvolvimento dos Objetivos do Desenvolvimento Sustentável (ODS); 
3. Inclusão de soft e hard skills; 
4. Conjugar epistemologia e prática. 
ESPERAMOS QUE O ESTUDANTE CONSIGA COMPREENDER: 
 OS FATOS: identificar “situações-problema” ocorridas em diferentes cenários que geram uma odisseia de 
dados, podendo ser analisados e interpretados a partir de múltiplos olhares. 
 AS OPORTUNIDADES: realizar o movimento AÇÃO – REFLEXÃO – AÇÃO (prática reflexiva), tecendo 
relações entre a região em que vive (micro) e o global (macro). 
QUAIS FUNDAMENTOS: aplicar práticas em diferentes realidades a partir do estudo da teoria. 
E O APRENDIZADO: produzir diferentes produtos que retratem sua aprendizagem. 
 
 
 
 
 
 
 
EM QUAIS DISCIPLINAS ACONTECEM A ATIVIDADE PRÁTICA LOCORREGIONAL? 
 
Bacharelado em Ciências Biológicas 
ANATOMIA 
BIOFÍSICA 
BIOGEOGRAFIA 
BIOLOGIA MOLECULAR E CELULAR 
BIOQUÍMICA 
BOTÂNICA CRIPTOGÂMICA 
BOTÂNICA FANEROGÂMICA 
ECOLOGIA 
ECOLOGIA URBANA 
ELABORAÇÃO DE RELATÓRIOS AMBIENTAIS, 
AUDITORIA E CONTINGÊNCIA DE DESASTRES 
ECOLÓGICOS 
EVOLUÇÃO 
FISIOLOGIA 
FUNDAMENTOS DE QUÍMICA 
FUNDAMENTOS DE BIOLOGIA 
FUNDAMENTOS DE FÍSICA 
GENÉTICA 
GEOLOGIA E PEDOLOGIA 
GESTÃO DE RESÍDUOS SÓLIDOS 
HISTOLOGIA E EMBRIOLOGIA 
IMUNOLOGIA 
MICROBIOLOGIA 
PALEONTOLOGIA 
PARASITOLOGIA 
PATOLOGIA 
PLANEJAMENTO E GESTÃO AMBIENTAL 
RECUPERAÇÃO DE ÁREAS DEGRADADAS 
ZOOLOGIA DE INVERTEBRADOS 
ZOOLOGIA DE VERTEBRADOS 
ZOONOSES 
 
 
 
 
 
 
 
A ATIVIDADE PRÁTICA LOCORREGIONAL FAZ PARTE DO SISTEMA DE AVALIAÇÃO? QUANTO REPRESENTA 
NA MÉDIA? 
 
Sim, faz parte do sistema de avaliação e corresponde 40% da média. Cada atividade prática possui especificidade, 
tanto na parte teórica, prática e apresentação. Preste atenção nas instruções da disciplina. 
 
• Individual ou em grupo de até 4 integrantes; 
• Para formar grupos, os alunos devem ser do mesmo polo e da mesma disciplina, indiferente da oferta e do 
curso; 
• No caso de grupo, apenas um dos alunos realiza a postagem do trabalho PRODUÇÃO e adiciona o número 
do RU dos colegas; 
• O período de realização inicia na 2ª semana de aula e finaliza na última semana de provas regulares da fase; 
• A atividade prática locorregional é disciplinar e leva em conta os conhecimentos adquiridos na disciplina; 
• A produção deve obrigatoriamente ser postada no AVA.