{"id":1602,"date":"2017-11-25T19:34:15","date_gmt":"2017-11-25T17:34:15","guid":{"rendered":"http:\/\/bioinfo2.ugr.es\/biocomputacion\/?page_id=1602"},"modified":"2017-11-25T19:38:02","modified_gmt":"2017-11-25T17:38:02","slug":"microrna","status":"publish","type":"page","link":"https:\/\/bioinfo2.ugr.es\/biocomputacion\/microrna\/","title":{"rendered":"microRNA"},"content":{"rendered":"<h3>Introducci\u00f3n<\/h3>\n<p>Un microRNA es una mol\u00e9cula de RNA monocatenario implicada en la regulaci\u00f3n postranscripcional de la expresi\u00f3n g\u00e9nica. El microRNA maduro tiene una longitud de entre 20-25 nt que se obtiene a partir de la maduraci\u00f3n de un transcrito primario (pri-miRNA) m\u00e1s largo. La funci\u00f3n de un microRNA depende de la complementariedad entre su secuencia y la secuencia de los transcritos que regula.<\/p>\n<p>Los microRNAs se descubrieron \u201cpor casualidad\u201d hace aproximadamente 25 a\u00f1os estudiando el gen lin-14 en <em>Caenorhabditis elegans<\/em> (Lee, Feinbaum and Ambros, 1993). Estos autores encontraron que la abundancia de la prote\u00edna de lin-14 depende de un RNA corto que se transcribe de otro gen, lin-4. La 3\u2019UTR de lin-14 tiene una regi\u00f3n parcialmente complementaria a la secuencia madura de lin-4, causando la inhibici\u00f3n de la traducci\u00f3n a la prote\u00edna mediante la interacci\u00f3n antisentido (antisense) RNA-RNA. Al principio se pensaba que se pod\u00eda tratar de un fen\u00f3meno espec\u00edfico de nematodos. Sin embargo, durante la \u00faltima d\u00e9cada se han encontrado microRNAs en pr\u00e1cticamente todas las especies de metazoos y plantas, estando muchos de ellos altamente conservados (Axtell, Westholm and Lai, 2011).<\/p>\n<h3>Determinar los perfiles de expresi\u00f3n mediante secuenciaci\u00f3n masiva<\/h3>\n<p>Para detectar microRNAs y determinar sus niveles de expresi\u00f3n, antes de la aparici\u00f3n de los m\u00e9todos de secuenciaci\u00f3n masiva se empleaban t\u00e9cnicas como northern blotting (Lagos-Quintana <em>et al.<\/em>, 2001) o clonaci\u00f3n\/secuenciaci\u00f3n (Landgraf <em>et al.<\/em>, 2007) que no permit\u00edan caracterizar todos los microRNAs presentes en la c\u00e9lula de forma simult\u00e1nea. La aparici\u00f3n de protocolos de secuenciaci\u00f3n masiva para los RNAs peque\u00f1os ha cambiado dr\u00e1sticamente este escenario, brindando ahora no solamente la posibilidad de medir la expresi\u00f3n de todos los RNAs peque\u00f1os a bajo coste, sino tambi\u00e9n predecir nuevos microRNAs con una sensibilidad y especificidad mucho mayor en comparaci\u00f3n con las predicciones <em>in silico<\/em> (Li <em>et al.<\/em>, 2010).<\/p>\n<p>Los datos de secuenciaci\u00f3n masiva del RNA peque\u00f1o permiten hasta 4 tipos de an\u00e1lisis diferentes:<\/p>\n<ol>\n<li>detectar los niveles de expresi\u00f3n de los microRNAs conocidos (por norma general, aquellos que est\u00e1n en la base de datos de referencia miRBase (Griffiths-Jones <em>et al.<\/em>, 2006)),<\/li>\n<li>detectar aquellos microRNAs que muestran expresi\u00f3n diferencial entre dos grupos (por ejemplo enfermos\/sanos, tratados\/no-tratados, etc.),<\/li>\n<li>predecir nuevos microRNAs,<\/li>\n<li>determinar la presencia de otros tipos de RNAs peque\u00f1os.<\/li>\n<\/ol>\n<p>Para llevar a cabo estos an\u00e1lisis se han desarrollado una serie de aplicaciones que se distinguen notablemente en el n\u00famero de an\u00e1lisis disponibles y en los m\u00e9todos empleados. Los programas m\u00e1s usados son: DSAP (Huang <em>et al.<\/em>, 2010) miRanalyzer (Hackenberg <em>et al.<\/em>, 2009; Hackenberg, Rodr\u00edguez-Ezpeleta and Aransay, 2011), sRNAbench (Barturen <em>et al.<\/em>, 2014), miRDeep2 (Friedlander, et al., 2012), SeqBuster (Pantano, Estivill and Mart\u00ed, 2010) y UEA sRNA toolkit (Stocks <em>et al.<\/em>, 2012).<\/p>\n<p id=\"IiSpHgY\"><img loading=\"lazy\" width=\"714\" height=\"532\" class=\"alignnone size-full wp-image-1604 \" src=\"http:\/\/bioinfo2.ugr.es\/biocomputacion\/wp-content\/uploads\/2017\/11\/img_5a19aa0e1adc7.png\" alt=\"\" srcset=\"https:\/\/bioinfo2.ugr.es\/biocomputacion\/wp-content\/uploads\/2017\/11\/img_5a19aa0e1adc7.png 714w, https:\/\/bioinfo2.ugr.es\/biocomputacion\/wp-content\/uploads\/2017\/11\/img_5a19aa0e1adc7-300x224.png 300w, https:\/\/bioinfo2.ugr.es\/biocomputacion\/wp-content\/uploads\/2017\/11\/img_5a19aa0e1adc7-360x268.png 360w\" sizes=\"(max-width: 714px) 100vw, 714px\" \/><\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<p>Aunque todos estos m\u00e9todos pueden diferenciarse en los detalles, comparten algunos pasos:<\/p>\n<ul>\n<li>Preprocesado de las lecturas (v\u00e9ase Ilustraci\u00f3n arriba)\n<ol>\n<li>Eliminaci\u00f3n de los adaptadores (las lecturas contienen en su extremo 3\u2019 el adaptador que se usa en la secuenciaci\u00f3n ya que las lecturas son m\u00e1s largas que las mol\u00e9culas que se analizan (entre 20 y 30 nt)<\/li>\n<li>Determinaci\u00f3n de la calidad de secuenciaci\u00f3n y eliminaci\u00f3n de lecturas con baja calidad<\/li>\n<li>Colapsar las lecturas redundantes, almacenando solamente su secuencia y el n\u00famero de veces que han sido secuenciadas (<em>read count<\/em>)<\/li>\n<\/ol>\n<\/li>\n<li>Asignaci\u00f3n de las lecturas (v\u00e9ase Ilustraci\u00f3n abajo)\n<ol>\n<li>Mapear todas las lecturas frente a una referencia (generalmente los microRNAs de miRBase)<\/li>\n<li>Sumar todas las lecturas que mapean a una referencia \u2013 este n\u00famero es directamente proporcional a su nivel de expresi\u00f3n<\/li>\n<\/ol>\n<\/li>\n<\/ul>\n<p id=\"OyFWKvd\"><img loading=\"lazy\" width=\"717\" height=\"519\" class=\"alignnone size-full wp-image-1605 \" src=\"http:\/\/bioinfo2.ugr.es\/biocomputacion\/wp-content\/uploads\/2017\/11\/img_5a19aa2c470b7.png\" alt=\"\" srcset=\"https:\/\/bioinfo2.ugr.es\/biocomputacion\/wp-content\/uploads\/2017\/11\/img_5a19aa2c470b7.png 717w, https:\/\/bioinfo2.ugr.es\/biocomputacion\/wp-content\/uploads\/2017\/11\/img_5a19aa2c470b7-300x217.png 300w, https:\/\/bioinfo2.ugr.es\/biocomputacion\/wp-content\/uploads\/2017\/11\/img_5a19aa2c470b7-360x261.png 360w\" sizes=\"(max-width: 717px) 100vw, 717px\" \/><\/p>\n<p><strong>Aparte de estas dos etapas en com\u00fan existen otros pasos aguas abajo que si pueden introducir m\u00e1s diferencias<\/strong><\/p>\n<ul>\n<li><strong><em>Tratamiento de alineamientos m\u00faltiples<\/em><\/strong>: un gran problema en este tipo de an\u00e1lisis consiste en el adecuado tratamiento de lecturas que mapean frente a m\u00e1s de una referencia. Existen tres posibilidades de tomar este hecho en cuenta, pero no est\u00e1 del todo claro cu\u00e1l es la mejor\n<ol>\n<li>Asignar el conteo (<em>read count<\/em>) completo a todas las referencias, lo cual sobreestima la expresi\u00f3n total<\/li>\n<li>Asignar la fracci\u00f3n proporcional a cada referencia, es decir si una lectura tiene conteo 30 y mapea a 3 referencias, se asignar\u00eda 30\/3=10 a cada una, lo que puede subestimar la expresi\u00f3n de la secuencia de referencia de la que realmente proviene la lectura<\/li>\n<li>Asignar el conteo completo solamente a una de las referencias siguiendo principios probabil\u00edsticos.<\/li>\n<\/ol>\n<\/li>\n<li><strong><em>Normalizaci\u00f3n de las lecturas:<\/em><\/strong> este paso es especialmente importante si queremos comparar los perfiles de expresi\u00f3n entre diferentes muestras. No todas las muestras tendr\u00e1n exactamente, y a veces ni aproximadamente, el mismo n\u00famero total de lecturas. Pero es obvio, que un microRNA en una muestra con un n\u00famero alto de lecturas tendr\u00e1 un conteo m\u00e1s alto que el mismo microRNA en una muestra con menos lecturas. Para tomar en cuenta estas fluctuaciones en el rendimiento hay que normalizar el conteo de las secuencias de referencia. La manera m\u00e1s f\u00e1cil consiste en calcular el n\u00famero de lecturas por mill\u00f3n (RPM). Para este c\u00e1lculo se normaliza mediante el n\u00famero total de lecturas, siendo no del todo claro si el total deber\u00eda ser el n\u00famero de lecturas mapeados frente a los microRNAs o el total de lecturas en el an\u00e1lisis.<\/li>\n<li><strong><em>Expresi\u00f3n diferencial:<\/em><\/strong> existen varios m\u00e9todos para determinar los microRNAs que se expresan diferencialmente siendo DESeq (Anders and Huber, 2010) y edgeR (Robinson, McCarthy and Smyth, 2010) los m\u00e1s usados. Los m\u00e9todos para detectar expresi\u00f3n diferencial pueden sin embargo producir resultados muy diferentes (Seyednasrollah, Laiho and Elo, 2015).<\/li>\n<\/ul>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Introducci\u00f3n Un microRNA es una mol\u00e9cula de RNA monocatenario implicada en la regulaci\u00f3n postranscripcional de la expresi\u00f3n g\u00e9nica. 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