ANALISIS DE SECUENCIAS — Jota Notebook

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;  ANALISIS DE SECUENCIAS EN JOTA
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;  Gen de la INSULINA HUMANA (INS, cromosoma 11p15.5).
;  De ADN a proteina, con analisis de composicion y diseno de primers.
;
;  Sin Biopython, sin conda, sin Docker. Un binario de 965 KB.
;  Los 64 codones del codigo genetico estan verificados contra la tabla
;  estandar en la suite de pruebas del lenguaje.
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mostrar "======================================================"
mostrar "  GEN DE LA INSULINA HUMANA -- analisis completo"
mostrar "======================================================"

adn = "ATGGCCCTGTGGATGCGCCTCCTGCCCCTGCTGGCGCTGCTGGCCCTCTGGGGACCTGAC"

mostrar "secuencia de ADN, 60 bases:"
mostrar adn
mostrar " "

mostrar "------------------------------------------------------"
mostrar "  1. COMPOSICION DE BASES"
mostrar "------------------------------------------------------"

na = contar_base(adn, "A")
nt = contar_base(adn, "T")
ng = contar_base(adn, "G")
nc = contar_base(adn, "C")

mostrar "adenina (A):"
mostrar na
mostrar "timina (T):"
mostrar nt
mostrar "guanina (G):"
mostrar ng
mostrar "citosina (C):"
mostrar nc
mostrar "contenido GC (%):"
mostrar formato(contenido_gc(adn), 2)
mostrar " "
mostrar "Un GC alto indica un duplex mas estable: cada par G-C"
mostrar "forma tres puentes de hidrogeno contra los dos del A-T."

bases = [0.0, 0.0, 0.0, 0.0]
bases[1] = na * 1.0
bases[2] = nt * 1.0
bases[3] = ng * 1.0
bases[4] = nc * 1.0
graficar_barras(bases, "Composicion de bases: A, T, G, C")

mostrar " "
mostrar "------------------------------------------------------"
mostrar "  2. HEBRA COMPLEMENTARIA"
mostrar "------------------------------------------------------"

rev = complemento_reverso(adn)
mostrar "complemento reverso (hebra opuesta, 5'->3'):"
mostrar rev
mostrar " "
mostrar "Es la hebra que se sintetiza durante la replicacion,"
mostrar "y la que hay que conocer para disenar el primer inverso."

mostrar " "
mostrar "------------------------------------------------------"
mostrar "  3. TRADUCCION A PROTEINA"
mostrar "------------------------------------------------------"

arn = transcribir_arn(adn)
mostrar "ARN mensajero:"
mostrar arn
mostrar " "

proteina = ""
pos = 1
para k de 1 hasta 20
    codon = subcadena(arn, pos, pos + 2)
    proteina = concatenar(proteina, traducir_codon(codon))
    pos = pos + 3
finpara

mostrar "peptido resultante:"
mostrar proteina
mostrar "longitud (aminoacidos):"
mostrar longitud_texto(proteina)
mostrar " "
mostrar "Referencia publicada del peptido senal de la"
mostrar "preproinsulina humana: MALWMRLLPLLALLALWGPD"

mostrar " "
mostrar "------------------------------------------------------"
mostrar "  4. DISENO DE PRIMERS PARA PCR"
mostrar "------------------------------------------------------"

primer_f = subcadena(adn, 1, 20)
primer_r = complemento_reverso(subcadena(adn, 41, 60))

mostrar "primer directo:"
mostrar primer_f
mostrar "   temperatura de fusion (C):"
mostrar formato(temperatura_fusion(primer_f), 1)
mostrar "   contenido GC (%):"
mostrar formato(contenido_gc(primer_f), 1)
mostrar " "
mostrar "primer inverso:"
mostrar primer_r
mostrar "   temperatura de fusion (C):"
mostrar formato(temperatura_fusion(primer_r), 1)
mostrar "   contenido GC (%):"
mostrar formato(contenido_gc(primer_r), 1)
mostrar " "
mostrar "Los dos primers deben tener Tm parecida para que"
mostrar "ambos se anillen a la misma temperatura en la PCR."

mostrar " "
mostrar "------------------------------------------------------"
mostrar "  5. BUSQUEDA DE SITIOS DE RESTRICCION"
mostrar "------------------------------------------------------"

mostrar "EcoRI (GAATTC), posicion:"
mostrar buscar_motivo(adn, "GAATTC")
mostrar "PstI (CTGCAG), posicion:"
mostrar buscar_motivo(adn, "CTGCAG")
mostrar "motivo CTGCTG, posicion:"
mostrar buscar_motivo(adn, "CTGCTG")
mostrar " "
mostrar "Un 0 significa que el sitio no esta presente."

mostrar " "
mostrar "------------------------------------------------------"
mostrar "  6. DETECCION DE MUTACION PUNTUAL"
mostrar "------------------------------------------------------"

variante = "ATGGCCCTGTGGATGCGCCTCCTGCCCCTGCTGGCGCTGCTGGCCCTCTGGGGACCTGAT"
mostrar "secuencia variante (ultima base cambiada):"
mostrar variante
mostrar "posiciones que difieren:"
mostrar distancia_hamming(adn, variante)
mostrar " "
mostrar "Una sola sustitucion. Veamos si cambia la proteina:"

arnv = transcribir_arn(variante)
prot_v = ""
posv = 1
para k de 1 hasta 20
    codv = subcadena(arnv, posv, posv + 2)
    prot_v = concatenar(prot_v, traducir_codon(codv))
    posv = posv + 3
finpara
mostrar "proteina de la variante:"
mostrar prot_v
mostrar "aminoacidos que difieren:"
mostrar distancia_hamming(proteina, prot_v)
mostrar " "
mostrar "Cero: la mutacion es SINONIMA. GAC y GAT codifican"
mostrar "ambos acido aspartico, asi que el cambio en el ADN no"
mostrar "altera la proteina. Es la redundancia del codigo"
mostrar "genetico, y es la razon por la que no toda mutacion"
mostrar "tiene consecuencia."

mostrar " "
mostrar "------------------------------------------------------"
mostrar "  7. GENETICA DE POBLACIONES"
mostrar "------------------------------------------------------"

mostrar "Equilibrio de Hardy-Weinberg para un alelo con p=0.6:"
frec = [0.0, 0.0, 0.0]
hardy_weinberg(0.6, frec)
mostrar "homocigotos dominantes (p2):"
mostrar formato(frec[1], 4)
mostrar "heterocigotos (2pq):"
mostrar formato(frec[2], 4)
mostrar "homocigotos recesivos (q2):"
mostrar formato(frec[3], 4)
mostrar "suma (debe ser 1):"
mostrar formato(frec[1] + frec[2] + frec[3], 6)

gen_y = [0.0, 0.0, 0.0]
gen_y[1] = frec[1]
gen_y[2] = frec[2]
gen_y[3] = frec[3]
graficar_barras(gen_y, "Hardy-Weinberg: p2, 2pq, q2 con p=0.6")

mostrar " "
mostrar "======================================================"
mostrar "Analisis completo de un gen humano real."
mostrar "Sin instalar una sola dependencia."
mostrar "Resultado identico bit a bit en cualquier x86-64."
mostrar "======================================================"

Salida Jota: ====================================================== Salida Jota: GEN DE LA INSULINA HUMANA -- analisis completo Salida Jota: ====================================================== Salida Jota: secuencia de ADN, 60 bases: Salida Jota: ATGGCCCTGTGGATGCGCCTCCTGCCCCTGCTGGCGCTGCTGGCCCTCTGGGGACCTGAC Salida Jota: Salida Jota: ------------------------------------------------------ Salida Jota: 1. COMPOSICION DE BASES Salida Jota: ------------------------------------------------------ Salida Jota: adenina (A): Salida Jota: 4 Salida Jota: timina (T): Salida Jota: 13 Salida Jota: guanina (G): Salida Jota: 20 Salida Jota: citosina (C): Salida Jota: 23 Salida Jota: contenido GC (%): Salida Jota: 71.67 Salida Jota: Salida Jota: Un GC alto indica un duplex mas estable: cada par G-C Salida Jota: forma tres puentes de hidrogeno contra los dos del A-T. Salida Jota: Salida Jota: ------------------------------------------------------ Salida Jota: 2. HEBRA COMPLEMENTARIA Salida Jota: ------------------------------------------------------ Salida Jota: complemento reverso (hebra opuesta, 5'->3'): Salida Jota: GTCAGGTCCCCAGAGGGCCAGCAGCGCCAGCAGGGGCAGGAGGCGCATCCACAGGGCCAT Salida Jota: Salida Jota: Es la hebra que se sintetiza durante la replicacion, Salida Jota: y la que hay que conocer para disenar el primer inverso. Salida Jota: Salida Jota: ------------------------------------------------------ Salida Jota: 3. TRADUCCION A PROTEINA Salida Jota: ------------------------------------------------------ Salida Jota: ARN mensajero: Salida Jota: AUGGCCCUGUGGAUGCGCCUCCUGCCCCUGCUGGCGCUGCUGGCCCUCUGGGGACCUGAC Salida Jota: Salida Jota: peptido resultante: Salida Jota: MALWMRLLPLLALLALWGPD Salida Jota: longitud (aminoacidos): Salida Jota: 20 Salida Jota: Salida Jota: Referencia publicada del peptido senal de la Salida Jota: preproinsulina humana: MALWMRLLPLLALLALWGPD Salida Jota: Salida Jota: ------------------------------------------------------ Salida Jota: 4. DISENO DE PRIMERS PARA PCR Salida Jota: ------------------------------------------------------ Salida Jota: primer directo: Salida Jota: ATGGCCCTGTGGATGCGCCT Salida Jota: temperatura de fusion (C): Salida Jota: 57.9 Salida Jota: contenido GC (%): Salida Jota: 65.0 Salida Jota: Salida Jota: primer inverso: Salida Jota: GTCAGGTCCCCAGAGGGCCA Salida Jota: temperatura de fusion (C): Salida Jota: 60.0 Salida Jota: contenido GC (%): Salida Jota: 70.0 Salida Jota: Salida Jota: Los dos primers deben tener Tm parecida para que Salida Jota: ambos se anillen a la misma temperatura en la PCR. Salida Jota: Salida Jota: ------------------------------------------------------ Salida Jota: 5. BUSQUEDA DE SITIOS DE RESTRICCION Salida Jota: ------------------------------------------------------ Salida Jota: EcoRI (GAATTC), posicion: Salida Jota: 0 Salida Jota: PstI (CTGCAG), posicion: Salida Jota: 0 Salida Jota: motivo CTGCTG, posicion: Salida Jota: 28 Salida Jota: Salida Jota: Un 0 significa que el sitio no esta presente. Salida Jota: Salida Jota: ------------------------------------------------------ Salida Jota: 6. DETECCION DE MUTACION PUNTUAL Salida Jota: ------------------------------------------------------ Salida Jota: secuencia variante (ultima base cambiada): Salida Jota: ATGGCCCTGTGGATGCGCCTCCTGCCCCTGCTGGCGCTGCTGGCCCTCTGGGGACCTGAT Salida Jota: posiciones que difieren: Salida Jota: 1 Salida Jota: Salida Jota: Una sola sustitucion. Veamos si cambia la proteina: Salida Jota: proteina de la variante: Salida Jota: MALWMRLLPLLALLALWGPD Salida Jota: aminoacidos que difieren: Salida Jota: 0 Salida Jota: Salida Jota: Cero: la mutacion es SINONIMA. GAC y GAT codifican Salida Jota: ambos acido aspartico, asi que el cambio en el ADN no Salida Jota: altera la proteina. Es la redundancia del codigo Salida Jota: genetico, y es la razon por la que no toda mutacion Salida Jota: tiene consecuencia. Salida Jota: Salida Jota: ------------------------------------------------------ Salida Jota: 7. GENETICA DE POBLACIONES Salida Jota: ------------------------------------------------------ Salida Jota: Equilibrio de Hardy-Weinberg para un alelo con p=0.6: Salida Jota: homocigotos dominantes (p2): Salida Jota: 0.3600 Salida Jota: heterocigotos (2pq): Salida Jota: 0.4800 Salida Jota: homocigotos recesivos (q2): Salida Jota: 0.1600 Salida Jota: suma (debe ser 1): Salida Jota: 1.000000 Salida Jota: Salida Jota: ====================================================== Salida Jota: Analisis completo de un gen humano real. Salida Jota: Sin instalar una sola dependencia. Salida Jota: Resultado identico bit a bit en cualquier x86-64. Salida Jota: ======================================================

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