Relatorio Tecnico - Alinhamento global de proteínas

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INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DO AMAZONAS – IFAM
CAMPUS MANAUS ZONA LESTE
MEDICINA VETERINÁRIA
Bioinformática - Relatório Técnico
 
 Manaus – AM 
 2019
ALÍA SABRINA SOUZA BATISTA
DAMILLY DOS SANTOS PIMENTEL
MARIA EDUARDA ALFAIA
Bioinformática – Relatório Técnico 
Manaus – AM
2019
1. INTRODUÇÃO 
A Bioinformática é um campo interdisciplinar que corresponde à aplicação das técnicas da informática, no sentido de análise da informação, nas áreas de estudo da biologia. Um dos problemas mais desafiadores no campo da Bioinformática é o alinhamento de sequências biológicas. O alinhamento de sequências de DNA, RNA ou aminoácidos é essencial no estudo de suas similaridades. Muitas vezes, as semelhanças encontradas levam a funções semelhantes, fornecendo valiosas informações evolutivas que permitem deduzir a história evolutiva dessas sequências. O problema básico com algoritmos de sequenciamento é a sua complexidade devido ao grande conjunto de dados de entrada. Esses algoritmos de alinhamento de sequências buscam executar suas funções de forma a encontrar o maior grau de similaridade entre as sequências comparadas. Ou seja, a ideia central é minimizar a diferença, de modo a atingir um estado chamado “alinhamento ótimo”. 
Uma dessas ferramentas que será apresentada no presente trabalho será o programa Rosalind, que é uma plataforma para resolução de problemas ligados a bioinformática e seus dados.
2. OBJETIVO;
Alinhar duas sequências de aminoácidos (PLEASANTLY e MEANLY) e, a partir disso, podemos encontrar o grau de similaridade entre elas de forma que podemos descobrir se uma delas possui alguma propriedade já conhecida da outra. O alinhamento de sequências, então, serve para a identificação de genes e proteínas desconhecida e para a comparação da ordem de nucleotídeos, genes ou aminoácidos com algum genoma proximamente relacionado. 
3. PROCEDIMENTOS
a. MATERIAIS;
Computador com um processador Intel ® Core (™) i3-50205 @ 2.20GHz 2.19 GHz, memória RAM de 6,00 GB, sistema operacional de 64 bits e modelo Q302LAB. 
b. EQUIPAMENTOS;
Ferramenta EMBOSS Needle
Site EMBL-EBI (European Bioinformatics Institute) 
Algoritmo de Needleman-Wunsch
BLOSUM62 
Penalidade para Gap (linear gap penalty) 
c. MÉTODOS;
São dadas duas sequências de aminoácidos onde precisaremos descobrir o alinhamento global com uma matriz de pontuação máxima o entre as sequências. Utilizaremos o site do Instituto Europeu de Bioinformática (EMBL-EBI), onde se encontra uma vasta rede de informações sobre diversos tipos de moléculas e também ferramentas. Entre essas ferramentas utilizaremos o EMBOSS Needle, essa ferramenta calcula o alinhamento global de duas sequências usando o algoritmo de Needleman-Wunsch, esse algoritmo é um exemplo de programação dinâmica e garante que o alinhamento é ótimo ao explorar todos os possíveis alinhamentos e escolher o melhor, ele faz uso de uma matriz de pontuação (scores) para medir a similaridade entre as sequências, com parâmetros de match, mismatch e gap. Na ferramenta EMBOSS Needle utilizamos os parâmetros dados pelo problema do Rosalynd, que é a utilização da matriz de pontuação BLOSUM62 e uma penalidade de lacuna (gap penalty) igual a 5. 
1° passo: Entrar no site www.ebi.ac.uk e selecionar a guia Find a tool. 
2° passo: Encontrar a ferramenta EMBOSS needle. 
3° passo: Inserir as duas sequências de proteínas nos espaços. 
4° passo: Definir as opções. 
4. MÉTODO;
Nesta pesquisa foi inserida uma proposta metodológica qualitativa, que consiste no conhecimento parcial sobre o assunto, e se ele é capaz de gerar novos conhecimentos ou não, se torna necessário estudar a pesquisa de estudo de caso para poder entender esse processo de avaliação dentro do seu contexto real.
Foi utilizada uma pesquisa exploratória para a realização dos objetivos, já que o objetivo principal é esclarecer o problema que nos foi apresentado. 
4. RESULTADOS;
Comprimento: 10
Identidade: 5/10 (50.0%)
Similaridade: 6/10 (60.0%)
Gaps: 4/10 (40.0%)
Score: 8.0
5. CONCLUSÃO;
Na Bioinformática, os processos de alinhamento e comparação de sequências são as tarefas mais básicas e necessárias. Para fazer um alinhamento é necessário produzir todas as possibilidades de alinhamento e depois calcular para cada uma delas qual a opção que retornou um alinhamento com melhor pontuação (score) segundo um algoritmo para calcular esses scores em alinhamentos. Entretanto produzir todos os alinhamentos possíveis levaria muito tempo por isso são usadas ferramentas como EMBOSS Stretcher e entre outras. 
5. BIBLIOGRAFIA;
Bioinformatics, Volume 32, Issue 15, 1 August 2016, Pages 2264–2271, https://doi.org/10.1093/bioinformatics/btw114
Rev. ing. biomed. vol.12 no.23 Medellín Jan. /Junho 2018
http://dx.doi.org/10.24050/19099762.n23.2018.1163
Severiano, Antônio Joaquim, 1941 – Metodologia do trabalho cientifico/ Antônio Joaquim Severiano. – 23º ed. rev. e atual. – São Paulo, 2007
http://rosalind.info/problems/glob/
https://www.ebi.ac.uk/Tools/psa/emboss_needle/
https://en.wikipedia.org/wiki/Needleman%E2%80%93Wunsch_algorithm