Università degli Studi di Genova Laurea Specialistica in Biotecnologie Medico-Farmaceutiche Corso di: Biotecnologie Diagnostiche A.A. 2004/2005 Utilizzo.

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1 Università degli Studi di Genova Laurea Specialistica in Biotecnologie Medico-Farmaceutiche Corso di: Biotecnologie Diagnostiche A.A. 2004/2005 Utilizzo di Database in studi di Biologia Molecolare. Eva Bertini

2 Disponibilità dei dati on-line con possibilità di utilizzare un buon motore di ricerca: Fronteggiare lincremento del numero dei dati disponibili… …integrare le informazioni… …e semplificare il lavoro!

3 Database di sequenze nucleotidiche GENEBANK Progetto di collaborazione internazionale: EMBL/EBI, DDBJ, NHI/NCBI Aggiornamento automatico ogni 24 h 130000 organismi > 32 milioni di sequenze > 38 miliardi di basi (febbraio 2004)

4 Database di sequenze nucleotidiche Tipologie di sequenze accettate da GENEBANK: Genomi completi ESTs HTGs STSs WGSs Problema: database ridondante molti errori UniGene Caratteristiche delle sequenze: A.Accession Number (AC): codice di identificazione univoco B.Sequenze annotate

5 Database di sequenze nucleotidiche Ricerca: pou genes zebrafish

6 Database di sequenze nucleotidiche Database nucleotidici specializzati: RDP (Ribosomal Database Project) http://rdp.cme.msu.edu/misc/about.jsp HIV sequence database http://hiv-web.lanl.gov IMGT (Immunogenetics Database) http://imgt.cnusc.fr:8104/textes/info.html Transcription factors and transcription factor binding sites http://www.cbrc.jp/research/db/TFSEARCH.html EPD (Eucariotic Promoter Database) ftp://ftp.ebi.ac.uk/pub/databases/epd …

7 Database di sequenze proteiche Database universaliDatabase specializzati Semplici archivi di datiDatabase annotati Swiss-Prot/SIB (Swiss Institute of Bioinformatics) http://www.expasy.ch http://www.expasy.ch PIR (Protein Information Resource) Famiglie proteiche Gruppi di proteine Proteomi NCBI: genomes and maps (più di 1000 organismi, eucarioti e procarioti, virus, plasmidi e organelli) entre genome e ProtTable 6000 specie > 85000 entries annotate Supplemento TrEMBL

8 Database di sequenze proteiche Home page di SWISS-PROT

9 BLAST (Basic Local Alignment Search Tool) (Altschul SF, Gish W, Miller W, Myers EW, Lipman DJ: Basic local alignment search tool. J Mol Biol. 1990 Oct 5;215(3):403-10.) Algoritmo di allineamento che ha permesso di interrogare in modo costruttivo i database di sequenze. Attivo a pieno regime dal 2003 280 processori Più di 100000 richieste di allineamento al giorno Ogni richiesta completata in media in 40 secondi

10 BLAST (Basic Local Alignment Search Tool) Tipologie di utilizzo: I.Nucleotide BLAST II.Protein BLAST III.Translated BLAST IV.Genomes BLAST V.Special BLAST Query = sequenza nucleotidica GEO BLAST Immunoglobin BLAST SNP BLAST VecScreen Align Query = sequenza nucleotidica Nucleotide-nucleotide Megablast Discontigous megablast Query = sequenza proteica Protein-protein Allineamenti brevi con alta similarità Domini conservati Query = sequenza amminoacidica Proteina-TrEMBL Sequenza tradotta-proteine Sequenza tradotta-TrEMBL Query = sequenza nucleotidica Scelta dellorganismo

11 BLAST (Basic Local Alignment Search Tool)

12 Database di strutture biomolecolari Archivi di strutture macromolecolari tridimensionali, determinate tramite esperimenti biocristallografia a raggi X. MMDB (Molecular Modeling Database) Query = coordinate 3D 28000 strutture Aggiornamento settimanale da PDB VAST (Vector Alignment Search Tool) CDD (Conserved Domain Database) Query = sequenza aa Collezione di moduli e domini ottenuti da allinamenti multipli Cn3D PUBCHEM Strutture 3D di piccole molecole organiche ad attività biologica

13 Database di strutture biomolecolari Query: sequenza proteica Brn3b zebrafish

14 Database di 2D PAGE e SDS PAGE SWISS-2D PAGE: mappatura di gel elettroforetici 2D PAGE o SDS PAGE. 7 organismi > 36 mappe proteiche > 1265 entries Link a tutti i siti che mettono a disposizione mappature di 2D PAGE e SDS PAGE Query per informazione chiave sulla proteina o selezione diretta dello spot

15 Database di 2D PAGE e SDS PAGE

16 Database di espressione genica GEO (Gene Expression Ominibus) Disponibile da luglio 2000 Raccolta di dati sperimentali high-throughput riguardanti lespressione genica Microarray singolo o doppio canale Analisi seriale di espressione genica (SAGE) Spettrometria di massa

17 Database di espressione genica Interrogare il database: 1)Entrez GEO Profiles: profili di espressione genica specifici 2)Entrez GEO DataSet: tutte le annotazioni sperimentali relative alla query disponibili nel database 1)Entrez GEO Profiles Profile neighbors: geni con profilo di espressione simile (funzione o regolazione comune) Sequence neighbors: geni con similarità di sequenza (famiglie geniche o paragone fra specie diverse)

18 Database di espressione genica

19 Database tassonomici A.Taxonomy Browser (NCBI): 130000 organismi, viventi o estinti, rappresentati in banca dati da almeno una sequenza nucleotidica o proteica B.Tree of life web project C.Species 2000: supporto a studi di biodiversità, comprende circa il 40% delle specie viventi note D.Integrated taxonomic information system

20 Database tassonomici

21 Database bibliografici Più di 5000 riviste biomediche (con impact factor) in 70 paesi. MEDLINE/NML (National Library of Medicine): 13 milioni di citazioni dal 1966 ad oggi. NCBI: 1.PubMed: tutte le pubblicazioni contenenti la parola chiave ricercata 2.PubMed Central: tutti i full-text disponibili, con link ad altre risorse di NCBI; progetto di digitalizzazione di pubblicazioni datate 3.Books: libri interamente disponibili sul web 4.OMIM (Online Mendelian Inheritance in Man): pubblicazioni riguardanti patologie genetiche Altri database: BIOSIS: pubblicazioni, anche di vecchia letteratura, in tutti I settori della ricerca biologica CAB International: più di 4 milioni di riferimenti, di varia origine, relativi a nutrizione e agricoltura

22 Database bibliografici