S3-11

• Datum izdelave: (datum v formatu YYYY-MM-DD)

• Koda seminarja: (S3-11)

Biokemijski detektiv

Biokemijska informatika ima v praksi mnogo različnih uporab, med drugim je nepogrešljiva tudi v forezniki.

Predstavljajte si, da ste zaposleni na policiji ali v kakšni tajni agenciji, in kolegi detektivi vas kontaktirajo, da potrebujejo vašo pomoč. Prišlo je namreč do umora nekega mladeniča in vse kar so našli na kraju zločina sta dva vzorca neznanih proteinov. Poslali ste jih na sekvenciranje in dobili naslednja aminokislinska zaporedja:

Zaporedje 1:

MVHLTPVEKSAVTALWGKVNVDEVGGEALGRLLVVYPWTQRFFESFGDLSTPDAVMGNPKVKAHGKKVLGAFSDGLAHLDNLKGTFATLSELHCDKLHVDPENFRLLGNVLVCVLAHHFGKEFTPPVQAAYQKVVAGVANALAHKYH

Zaporedje 2:

MVHWTAEEKQLITGLWGKVNVAECGAEALARLLIVYPWTQRFFASFGNLSSPTAILGNPMVRAHGKKVLTSFGDAVKNLDNIKNTFSQLSELHCDKLHVDPENFRLLGDILIIVLAAHFSKDFTPECQAAWQKLVRVVAHALARKYH

Prva naloga: Za katere proteine sploh gre?

Identifikacija proteinov je nujno potrebna za nadaljnje raziskave. V svoji bazi zaporedji imaš aminokislinska zaporedja treh proteinov, ki se največkrat znajdejo na prizorih zločina - človeško beta podenoto hemoglobina (HBB), človeško amilazo iz sline (amylase) in človeški keratin (specifično tak, ki ga lahko najdemo kot glavni sestavni del las in nohtov). Na strani Uniprot poišči ta tri aminokislinska zaporedja in naredi poravnavo teh treh zaporedij s podanima sekvencama, nato pa odgovori na spodnja vprašanja.

1. S katerimi proteini se najbolj ujemata podani sekvenci?

2. Na katerem aminokislinskem ostanku je prišlo do mutacije v zaporedju 1? S pomočjo spleta ugotovite, kakšne posledice ima ta mutacija!

Druga naloga: Neznani organizem

Ker imate v svoji bazi samo zaporedja za človeške proteine zaenkrat še ne poznate izvornega organizma zaporedja 2. Za pomoč prosite biološki inštitut, ki vam pošlje sekvence 5 različnih živalskih HBB (raca, govedo, ovca, miš, konj). Poleg tega vam pošljejo sporočilo, da je nekdo pred kratkim vdrl v njihov sistem in izbrisal tri sekvence HBB: prašičjo, piščančjo in podganjo. V datoteko, ki jo v mapi najdete pod imenom S3-11-sekvence, prilepite zaporedje 2 in s pomočjo Clustal Omega izračunajte poravnave za filogenetsko drevo, tega pa si nato vizualizirajte s programom Phylo.io.

Za katerega od treh organizmov, katerih sekvence HBB je nekdo (očitno namenoma) izbrisal, lahko na podlagi filogenetskega drevesa sklepate, da gre?

Svojo hipotezo preverite s pomočjo BLAST. Kateri BLAST ste uporabili?

Tretja naloga: Osumljenci

Zaradi živalskih proteinov na kraju zločina ste takoj posumili, da je morilec mogoče nekdo, ki ima s temi živalmi bližnji stik. Na zaslišanje in podajo vzorcev so detektivi poklicali tri kmete. Poleg vzorcev krvi so vam posredovali tudi opise posameznikov.

Janez:

Simptomi: akne (angleški izraz “acne”)

Franci:

Simptomi: zlatenica (angleški izraz “jaundice”)

Gorazd:

Simptomi: dermatitis

S pomočjo uporabe PubMed preveri, kateri od simptomov, ki jih izražajo te moški, so značilni za bolezen, ki jo povzroča že prej omenjena mutacija. Katerega od treh osumljencev bi obtožili umora?

Predlagam, da iščete članke z nastavitvijo [Title] za ime bolezni in [Title/Abstract] za simptome, saj boste tako dobili najbolj relevantne podatke.