Pesquisa de motivos de DNA sobre-representados nas regiões promotoras de genes Avançado
Publicado em 16/12/2008
Síntese
Explicação de como pesquisar sequências de nucleótidos sobre-representadas nas regiões promotoras dos genes numa determinada lista, através da secção DISCOVERER da base de dados YEASTRACT.
Este tipo de pesquisa, aplicada a uma lista de genes alvo de um factor de transcrição, cujo local de ligação é desconhecido, permite prever novos locais de ligação e guiar o trabalho laboratorial para provar esta interacção.
Palavras-chave
- Motivos de DNA
- Sequências de nucleótidos sobre-representadas
- Regiões promotoras de genes
Objectivos de aprendizagem
A aprendizagem neste tópico envolve os seguintes objectivos:
- Utilizar as várias potencialidades contidas na base de dados YEASTRACT;
- Conseguir pesquisar sequências de nucleótidos sobre-representadas nas regiões promotoras dos genes numa determinada lista, através da secção DISCOVERER da base de dados YEASTRACT.
Pré-requisitos
Os seguintes conhecimentos são essenciais para a compreensão deste tópico:
- Biologia Molecular
- Bioquímica
- Regulação da expressão genética
Na secção DISCOVERER
da base de dados YEASTRACT são disponibilizadas duas ferramentas computacionais, baseadas em algoritmos de motif finding, que permitem pesquisar sequências de nucleótidos sobre-representadas nas regiões promotoras dos genes numa determinada lista.
Estes algoritmos foram desenvolvidos pelo grupo KDBIO/ALGOS, do INESC,
em colaboração com o BSRG, do IST (Carvalho et al., 2006; Mendes et al., 2006).
Habitualmente este tipo de pesquisa é feita a partir de uma lista de genes,
alvos de um único factor de transcrição, obtida por exemplo através de uma
experiência de microarrays de DNA em que se comparam globalmente os níveis
de transcritos na estirpe selvagem com os mesmos numa estirpe em que o gene
que codifica o factor de transcrição foi mutado.
A utilização desta ferramenta computacional é ilustrada para a lista de genes
sobre-expressos em consequência da expressão do gene PDR1-3, derivado de uma
mutação pontual que confere um ganho de função ao gene PDR1, que codifica
um factor de transcrição envolvido na resistência a múltiplas drogas (figura
1). Estes dados foram extraídos de De
Risi et al., 2000. Sendo esta lista composta de alvos do factor de transcrição Pdr1, pretende-se com esta pesquisa obter motivos de DNA que correspondam ao
local de ligação da proteína Pdr1 às regiões promotoras dos seus genes alvo.
Usando a ferramenta MUSA, obtém-se o resultado ilustrado na figura 1.
Fig. 1 – Motivos de DNA que correspondem aos presumíveis locais de ligação da proteína PDR1 às regiões promotoras dos seus genes alvo, obtidos através da ferramenta de pesquisa MUSA.
Os motivos de DNA que se observou estarem sobre-representados na região promotora dos genes alvo do factor de transcricão Pdr1 são apresentados na figura na forma de PWM e ordenados por significado estatístico.
O sistema DISCOVERER permite em seguida comparar os motivos obtidos com a informação armazenada na base de dados, para averiguar se o motivo obtido já está descrito como local de ligação para algum factor de transcrição. O resultado obtido por meio da comparação do motivo obtido com maior significado estatístico e a informação na base de dados YEASTRACT pode ser visto na figura seguinte.
Fig. 2 – Resultado obtido por meio da comparação do motivo obtido com maior significado estatístico (INPUT) e a informação na base de dados YEASTRACT (TF PDR1).
De acordo com a figura, o motivo de DNA mais significativamente sobre-representado nas regiões promotoras dos genes alvo do factor de transcrição Pdr1 corresponde perfeitamente ao local de ligação descrito para este factor de transcrição.
Este tipo de pesquisa, aplicada a uma lista de genes alvo de um factor de transcrição, cujo local de ligação é desconhecido, permite prever novos locais de ligação e guiar o trabalho laboratorial para provar esta interacção.
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