Capítulo 5: Introducción a los alineamientos de secuencias

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I N C R E M E N T A D O - - C – E M E N T - - O De aquí concluímos que ambas comparten la subsecuencia “EMENT” y que las otras letras de la palabra “cemento” (específicamente la “c” y la “o”) aparecen en el mismo orden en “incrementado”. Otra forma de alinear estas dos secuencias sería: I N C R E M E N T A D O - - C – E - - - - M E N T O Sin embargo, este alineamiento no me permitiría ver la similitud que tienen las dos secuencias. Por tanto, nuestros análisis dependerán de la calidad del alineamiento. Homología vs. Similitud “Similitud es la observación o medición de parecido y diferencia, independiente del origen de ese parecido. Homología significa, específicamente, que las secuencias y los organismos en los que están presentes, descienden de un ancestro común [...]” Lesk, AM., “Bioinformatics”, Primera edición, Oxford University Press, 2002, pág. 27 En sentido estricto, la homología se refiere únicamente a un origen común entre dos caracteres. Por tanto, dos secuencias son homólogas o no homólogas y no hay ninguna gradación intermedia. Una situación similar del mundo real es el embarazo: una mujer no puede estar 50% embarazada: o está o no está, o no se sabe. Similitud, en cambio, es una medida del parecido entre dos secuencias que puede cuantificarse (por ejemplo, mediante el porcentaje de identidad). Si bien no se ha adoptado consistentemente esta diferencia de términos en la literatura científica (algunos autores siguen usando la palabra homología cuando se refieren a similitud), es conveniente hacerla. Dos secuencias pueden ser muy similares y sin embargo no ser homólogas (así como las alas de un murciélago y de una mariposa parecen iguales, pero no hay un ancestro común entre las mariposas y los murciélagos que tenga alas). De la misma manera, dos secuencias homólogas pueden haber divergido mucho en la historia evolutiva, haciéndolas poco similares. Debido a que se ha usado la palabra homología en el contexto de similitud en muchas publicaciones, algunos autores han optado por usar los términos “ortólogas” y “parálogas” al referirse a secuencias con origen evolutivo común, que son más específicos. Dos secuencias son ortólogas si fueron adquiridas por descendencia vertical (por ejemplo, de madre a hijo) y son parálogas si están presentes en más de una copia en el mismo organismo y tuvieron el mismo origen (por ejemplo los genes y sus respectivos pseudogenes). Identidad “Identidad: [...] Cualidad de idéntico.” Diccionario de la Real Academia de la Lengua Española Dos secuencias son idénticas si son iguales residuo a residuo. Sin embargo, para secuencias que no son idénticas es útil tener una medida de qué tanto se alejan de serlo. Para esto se hace un alineamiento entre las dos secuencias, se cuenta el número de residuos que son idénticos y se divide por la longitud del alineamiento. Esto da el porcentaje de identidad. 4
Por ejemplo, un alineamiento donde dos secuencias tienen la mitad de los residuos idénticos alineados uno con el otro (como el siguiente): HOLA BOTA Tiene un porcentaje de identidad del 50%. Cuestionario: Primera pregunta: ¿Cuál de los siguientes necesariamente es un par de características homólogas? a) Dos secuencias que alineadas tienen una identidad del 100% b) El cromosoma Y de dos hermanos (varones) del mismo padre c) Dos proteínas que cumplen exactamente la misma función celular en dos organismos diferentes Respuesta: La respuesta correcta es la b), ya que un padre sólo tiene una copia de su cromosoma Y en cada célula y hereda este cromosoma a todos sus hijos varones. Los dos cromosomas Y, por tanto tienen un inmediato ancestro común. El hecho que dos secuencias sean idénticas no las hace automáticamente homólogas (aunque lo hace muy probable). Los telómeros son extremos de los cromosomas que se van acortando en cada replicación celular. Existe una enzima llamada telomerasa que los alarga, con una secuencia específica. Esta secuencia de ADN es idéntica en todos los humanos, sin embargo no es homóloga entre dos personas, pues es una repetición no presente en el ancestro común entre ellos. De la misma forma se pueden nombrar proteínas que cumplen la misma función en organismos distintos, y no son homólogas. Segunda pregunta: ¿Cuál de los siguientes pares de palabras presenta mayor identidad al alinearse? a) CALIBRE – COLIBRI b) MATERIA – LIBERIA c) COLEGIO – CARTERA d) GUANTES – DIENTES Respuesta: La respuesta correcta es la a), pues tienen un porcentaje de identidad del 71% (=5 residuos compartidos dividido por 7 residuos en total). Tercera pregunta: Verdadero o Falso: ¿Ordenar alfabéticamente los residuos de cada secuencia y juntar los residuos iguales en cada una es un alineamiento? 5
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