Estudio computacional del recambio de genes y pseudogenes de microRNAs en genomas del subphylum Tunicata

En el presente trabajo se describen los principales conceptos, métodos, desarrollos y aplicaciones requeridos para estudiar computacionalmente el recambio de genes y pseudogenes de microRNAs en genomas del subphylum Tunicata. En primer lugar, se resalta la importancia de trabajar con el grupo ya que este pertenece al clado de los cordados y ha sido reportado como el grupo hermano de los vertebrados por tener similaridad con las células migratorias de la cresta neural y por presentar repeticiones extracelulares específicas (ECs), compartidas con vertebrados y no con los cefalocordados. Debido a que el grupo Tunicata ha sido sugerido por muchos autores de extrema importancia para comprender la evolución de los cordados desde diferentes aspectos como la dinámica de la organización genómica, la funcionalidad genómica y la posible regulación de la innovación morfológica mediada por diferentes factores epigenéticos como los miRNAs, entonces el presente trabajo se enfoca en el desarrollo metodológico computacional requerido para contribuir no solo a la anotación de miRNAs en los genomas del grupo sino, al estudio sistemático preliminar de su recambio evolutivo en los tunicados. Ya que existe información y anotación previa de genes de miRNAs a lo largo de gran variedad de organismos y que se ha reconocido una tendencia al incremento de familias de miRNAs, con respecto a la ganancia de complejidad a nivel estructural en los organismos, el presente trabajo sistemáticamente utiliza la combinación de métodos computacionales integrados por tuberías de procesos desarrolladas in situ para la búsqueda por homología de secuencias y por la búsqueda de homología derivada de la aplicación de métodos de alineamiento de estructuras secundarias construidos bajo fundamentos de modelos ocultos de Markov (HMMs) o modelos de covarianza. Teniendo en cuenta la dificultad para identificar homólogos de genes no codificantes, en este trabajo se aplicaron diferentes variaciones de estrategias de homología clásicas por blast y el uso de modelos ocultos de Markov (HMMs) para identificar candidatos a genes y pseudogenes de miRNAs sobre los genomas de 5 especies de tunicados, 1 especie de cefalocordados y 2 especies de vertebrados, con una posterior validación de candidatos por medio de modelos de covarianza curados y específicos de metazoarios. Adicionalmente, para estudiar el recambio de genes y pseudogenes de miRNAs se identificaron por un lado en los genomas trabajados, las sub-regiones que forman clusters de genes y pseudogenes de miRNAs utilizando un criterio que involucra conceptos de alineamiento de sub-regiones genómicas y la identificación de anclas usando genes codificantes ortólogos y la introducción de un modelo de interpolación linear de coordenadas. Finalmente, los clusters de genes y pseudogenes de miRNAs fueron automatizadamente alineados para el calculo de conservación evolutiva, perdidas, ganancias y procesos de duplicación por medio de matrices.

• Autores: Velandia Huerto, Cristian Arley
• Fecha de publicación: 2016
• Institución: Universidad Nacional de Colombia
• Repositorio: Universidad Nacional de Colombia
• Idioma: spa
• OAI Identifier: oai:repositorio.unal.edu.co:unal/57476
• Acceso en línea: https://repositorio.unal.edu.co/handle/unal/57476; http://bdigital.unal.edu.co/53745/
• Palabra clave: 57 Ciencias de la vida; Biología / Life sciences; biology; 61 Ciencias médicas; Medicina / Medicine and health; 62 Ingeniería y operaciones afines / Engineering; Tunicata; microRNAs; Búsqueda de Homología; Modelos de Covarianza; Ortología; Alineamientos genómicos; microRNAs genes-pseudogenes; Homology search; Covariance Models; HMMs; Orthology; Genomic Alignments
• Rights: openAccess
• License: Atribución-NoComercial 4.0 Internacional