Busqueda avanzada con BLAST

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Busqueda avanzada con BLAST

• Preparada por Genis Parra

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Contenido

• Blast traducidos
• Aplicaciones especiales de Blast NCBI
• PSI-Blast Busqueda de homólogos remotos

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1. Blast traducidos
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La familia Blast

• Blast estándar
• blastn nucleótido x nucleótido
• blastp proteína x proteína
• Blast traducidos
• blastx nucleótido x proteína
• tblastn proteína x nucleótido
• tblastx nucleótido x nucleótido

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blastx

• Traduce la secuencia de DNA, en sus seis
  posibles pautas de lectura, y las compara contra
  una base de datos de proteínas.
• Secuencia problema DNA
• Base de datos Proteína

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blastx (ejemplo)

• Conocemos una secuencia de DNA que sabemos que se
  transcribe y queremos saber si tiene alguna
  proteína codificada en ella que se parezca a una
  proteína de la base de datos
• Problema
  Traducción
• ATGATTCATGCAGACTAGTAC MIHADY FMQTS
  DSCRLV
• 
  VLVCMNH YSAI TSLHES
• Base de datos
• ASFGTDA SSAEVBH FASDEAG SDFEARS FSASDF
  ASFSERA

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tblastn

• Compara una proteína problema contra una base de
  datos de DNA traducida dinámicamente
• Secuencia problema proteína
• Base de datos DNA

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tblastn (ejemplo)

• Queremos saber si la proteína que estamos
  estudiando se encuentra en algún genoma recién
  secuenciado de otra especie.
• Problema
• ASFGTDAMHVN
• Base de datos
  Traducción
• TAACGTCAGT CATGCATGCA RQSCMH NVSHAC
  TSVMHA
• 
  MHALTL CMHDR ACMTDV
• ATGATTCATGCAGACTAGTAC MIHADY FMQTS
  DSCRLV
• 
  VLVCMNH YSAI TSLHES

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tblastx

• Compara las seis posibles traducciones de una
  secuencia de DNA contra las las seis posibles
  traducciones de una base de datos de DNA.
• Secuencia problema DNA
• Base de datos DNA

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tblastx (ejemplo)

• Tenemos un fragmento genómico que sospechamos que
  codifica para una proteína queremos saber si
  algún fragmento de DNA de otra especie se parece
  a nivel de proteína traducida para reforzar
  nuestra hipótesis.
• Problema
  Traducción
• TTACATAGTCATGGCTTGCT RQSCMH NVSHAC
  TSVMHA
• 
  MHALTL CMHDR ACMTDV
• Base de datos
  Traducción
• TAACGTCAGTCATGCATGCA RQSCMH NVSHAC
  TSVMHA
• 
  MHALTL CMHDR ACMTDV
• ATGATTCATGCAGACTAGTAC MIHADY FMQTS
  DSCRLV
• 
  VLVCMNH YSAI TSLHES

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2. Aplicaciones especiales de BLAST NCBI
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Aplicaciones especiales (I)

• Alineando dos secuencias con BLAST
• Blast2Sequences
• BLAST especializados
• Detección de contaminación durante el clonado y
  secuenciación (VecScreen)
• Detección de inmunoglobulinas y sus dominios
  (IgBLAST)

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Aplicaciones especiales (II)

• Búsqueda de dominios conservados en Conserved
  Domain Database. (CDD)
• Megablast Blast optimizado para búsquedas en
  largas regiones genómicas (genomas completos).
• Blast configurado automáticamente para encontrar
  fragmentos cortos y altamente conservados.

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3. PSI-BLAST
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PSI-BLASTPosition-Specific Iterated BLAST

• PSI-BLAST realiza una búsqueda iterativa en que
  las secuencias encontradas en cada búsqueda son
  utilizadas para generar una matriz de sustitución
  especifica para cada posición de la proteína
  problema.
• La nueva matriz de substituciones generada con
  las proteínas alineadas nos permite reconocer
  homólogos remotos, ya que tenemos información de
  las substituciones especificas de esta familia.

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Aliniamiento multiple
Matriz de pesos

• A a1a2a3a4a5
• B b1b2b3b4b5
• C c1c2c3c4c5
• D d1d2d3d4d5
• E e1e2e3e4e5

target homólogo 1 homólogo 2 homólogo 3 homólogo 4
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PSI-BLAST
ANNQERTYWDFGH AQQQDKSFFEYGG
Score
BLAST
ANNQERTYWDFGH GQQ-DKSFY--GG
Score
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PSI-BLAST
Iterativo Incrementa el número de homólogos
remotos
No hay nuevas secuencias
STOP
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Problemas del PSI-blast

• Necesitamos un conjunto de proteínas relacionadas
  evolutivamente para generar la matriz de
  substitución específica.
• Si incluimos proteínas que no están relacionadas
  evolutivamente, estamos degenerando el patrón de
  búsqueda.