Docente: Dr. Stefania Bortoluzzi Dipartimento di Biologia Universita' di Padova viale G. Colombo 3, 35131, Padova Tel. 0039 049 8276214

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1 Docente: Dr. Stefania Bortoluzzi Dipartimento di Biologia Universita' di Padova viale G. Colombo 3, 35131, Padova Tel. 0039 049 8276214 Email: stefibo@bio.unipd.it Corso di Laurea in Biotecnologie Sanitarie Universita' di Padova Corso di Bioinformatica 16 ore

2 II LEZIONE Database di interesse per la genetica e la biologia molecolare Portali per l'accesso a database e servizi bioinformatici

3 DATABASE DI GENETICA E BIOLOGIA MOLECOLARE OMIMOnline Mendelian Inheritance in Man EntrezGenecurated sequence and descriptive information about genetic loci UniGeneexperimental system for automatically partitioning GenBank sequences into a non-redundant set of gene-oriented clusters GenCardsdatabase of human genes, their products and their involvement in diseases HGMDHuman Gene Mutation Database: information about disease-causing mutations in genes

4 DATABASE DI GENETICA E BIOLOGIA MOLECOLARE OMIM http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=OMIM EntrezGene http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?CMD=search&DB=gene UniGene http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=unigene GenCards http://bioinformatics.weizmann.ac.il/cards/ HGMD http://archive.uwcm.ac.uk/uwcm/mg/hgmd0.html

5 OMIM Online Mendelian Inheritance in Man Catalogo di geni umani e malattie genetiche (Dr. Victor A. McKusick, Johns Hopkins + NCBI) Contiene informazione testuale, riferimenti bibliografici e links a MEDLINE, sequenze e ad altre risorse OMIM gene map Posizioni di mappa citogenetica di geni-malattia e altri geni descritti in OMIM OMIM morbid map Posizioni di mappa citogenetica di geni-malattia indicizzati in OMIM

6 Use OMIM to explore Rett syndrome

7 There are entries for both the disease and the gene

8 Link to NCBI map viewer OMIM number

9 Numbering and Symbols ID e un numero di 6 cifre. * 1----- (100000- ) Autosomal dominant (before 1994) * 2----- (200000- ) Autosomal recessive (before 1994) * 3----- (300000- ) X-linked loci or phenotypes * 4----- (400000- ) Y-linked loci or phenotypes * 5----- (500000- ) Mitochondrial loci or phenotypes 6----- (600000- ) Autosomal loci or phenotypes Asterisco (*) significa che il fenotipo legato al gene e diverso da quelli rappresentati da altre entries con lasterisco e che si conosce il tipo di ereditabilita. Se manca lasterisco non sono chiari la separazione da altri loci o il modo in cui si eredita il fenotipo. (#) il fenotipo puo essere causato da 2 o piu geni (eterogeneita genetica). OMIM

10 Varianti alleliche stesso ID piu un altro numero di 4 cifre. Sono MUTAZIONI CHE CAUSANO MALATTIE OMIM

11 ENTREZ GENE Interfaccia unificata per cercare informazioni su sequenze e loci genetici. Presenta informazioni sulla nomenclatura ufficiale, accession numbers, fenotipi, MIM numbers, UniGene clusters, omologia, posizioni di mappa e link a numerosi altri siti web.

12 ENTREZ GENE

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14 Gene Table

15 GeneCards Weizmann Institute of Science, Israele GeneCards is a database of human genes, their products and their involvement in diseases. It offers concise information about the functions of all human genes that have an approved symbol, as well as selected others. The information presented here has been automatically extracted from various resources. GeneCards is particulary useful for people who wish to find information about genes of interest in the context of functional genomics and proteomics. http://www.genecards.org/

16 GeneCards INFORMAZIONI SU Aliases and Additional Descriptions Chromosomal Location Proteins Protein Domains/Families/Ontologies Transcripts/Sequences Expression in Human Tissues Similar Genes in Other Organisms Related Human Genes - Paralogs SNPs/Variants Disorders & Mutations Medical News Research Articles Links to the entry of the gene in Other Genome Wide Resources, in general or specialized databases

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20 GeneCards is an integrated database of human genes that includes automatically-mined genomic, proteomic and transcriptomic information, as well as orthologies, disease relationships, SNPs, gene expression, gene function and more. GeneNote is a database of human genes and their expression profiles in healthy tissues (Weizmann Institute of Science DNA array experiments, Affymetrix HG-U95 ) GeneAnnot provides a revised and improved annotation of Affymetrix probe-sets from HG-U95, HG-U133 and HG-U133 Plus2.0. GeneLoc presents an integrated map for each human chromosome, based on data integrated by the GeneLoc algorithm. GeneLoc includes further links to GeneCards, NCBI's Human Genome Sequencing, UniGene, Genome Database, and mapping resources. GeneTide is an automated system for human transcripts (mRNA & ESTs) annotation and elucidation of de-novo genes.

21 UniGene è un altro "gene indexing" database, mantenuto all'NCBI UniGene si propone di rappresentare l'insieme dei geni umani espressi attraverso il raggruppamento in un unico "cluster" di tutte le EST e le sequenze annotate di DNA genomico, mRNA, derivanti dai database GenBank e dbEST, simili tra loro e ipoteticamente afferenti alla medesima unità trascrizionale. Il sistema di "clusterizzazione" si basa sulla similarità di sequenza e non sull'allineamento e le sequenze di scarsa qualità non vengono prese in considerazione. Le sequenze vengono comparate ognuna con tutte le altre in occasione di ciascuna delle frequenti versioni di UniGene e quelle che mostrano una similarità statisticamente significativa vengono inserite in un unico gruppo. UniGene

22 Non viene costruita alcuna sequenza di consenso tra quelle di un "cluster", poiché a una singola unità trascrizionale possono corrispondere diversi contigui di sequenze espresse, a causa di fenomeni molto comuni quali o lo splicing alternativo o l'uso di diversi promotori per diverse isoforme. Il processo di "clusterizzazione" si svolge in diversi passaggi, con stringenza decrescente. Prima vengono filtrate le sequenze contaminanti, ripetute o a bassa complessità e quelle ribosomiali e mitocondriali, in modo che ogni restante sequenza, di lunghezza superiore a 100 bp sia candidata per far parte di un "UniGene cluster". Poi vengono comparate tra loro e raggruppate le sequenze di geni e messaggeri; a questi "cluster" vengono aggiunte le EST correlate per similarità di sequenza o per informazioni sul clone di derivazione. UniGene

23 I "cluster" che non contengono il segnale di poliadenilazione vengono scartati, mantenendo solo i "cluster" "ancorati", ovvero quelli per cui è nota la sequenza 3', requisito fondamentale per l'identificazione di un gene. Gli ultimi stadi del processo provvedono all'assegnazione delle EST "orfane" e dei "cluster" di dimensione 1 a uno dei "cluster" "ancorati", con minore stringenza. Infine a ogni "cluster" viene assegnato il numero di identificazione, cercando di assicurare la massima continuità possibile con le precedenti versioni del database. I parametri usati da UniGene per il processo di raggruppamento delle sequenze in "UniGene entry" sono caratterizzati da un grado di stringenza piuttosto basso percio ci si aspetta che esista in UniGene un singolo gruppo di trascritti a rappresentare ogni gene umano, ovvero che, di converso, le sequenze di trascritti diversi, ottenuti per splicing alternativo da un medesimo gene, siano raggruppate insieme in un'unica "entry". UniGene

24 HGMD http://archive.uwcm.ac.uk/uwcm/mg/hgmd0.html Human Gene Mutation Database (HGMD) raccoglie le mutazioni conosciute (pubblicate) in geni umani, responsabili di malattie genetiche Creato per studiare il meccanismo delle mutazioni nel genoma umano, per riconoscere le regioni e i loci ipermutabili Ora e importante anche come raccolta di dati. Utile per diagnosi molecolare di patologie e consulenza genetica. Non include mutazioni somatiche o mitocondriali, mutazioni silenti. Dal marzo 1999, HGMD include disease-associated polymorphisms. Basato sullanalisi di >250 riviste scientifiche.

25 Portali per l'accesso a database e servizi bioinformatici NCBI (SNP,SAGE, Gene Expression Omnibus, Cancer Chromosomes database, …) ExPASy Proteomics Server (http://www.expasy.org/) EBI (EMBL Nucleotide Database, UniProt Knowledgebase, Macromol. Structure Database, ArrayExpress, Ensembl,…, TOOLBOX) (http://www.ebi.ac.uk/services/)