HEMATOLOGÍA (Procedimientos de laboratorio clínico y diagnostico)

Os presento una actividad a realizar en el aula de informática para afianzar el concepto de anemia estructural y entender la existencia de distintas hemoglobinas.

Identificar el origen genético de la Anemia falciforme

Los enfermos de anemia falciforme poseen una hemoglobina estructuralmente diferente denominada hemoglobina S, esta hemoglobina se origina por la presencia de una mutación en el gen que codifica la cadena β de la hemoglobina. Esta mutación conlleva la sustitución del primer aminoácido ácido glutámico de la cadena polipeptídica de la globina beta por una valina, y como consecuencia se genera una hemoglobina funcionalmente defectuosa, la hemoglobina S. El ácido glutámico tiene carga negativa y la valina es hidrófoba, de manera que forma interacciones hidrofóbicas con alanina, fenilalanina y leucina, lo que promueve polímeros cruzados que deforman el glóbulo rojo. El intercambio de la globina beta por la globina S da lugar a una enfermedad que puede ser muy grave, la anemia drepanocítica o de células falciformes ya que los eritrocitos deformados adquieren forma de hoz o media luna (drepanocitos). La anemia de células falciformes es muy frecuente en regiones asociadas a la malaria, dado que la estructura celular asociada a esta patología es resistente a la infección por Plasmodium falciparum. ¿Puedes identificar qué cambia en la secuencia de la cadena beta para que se origine esta enfermedad?



Procedimiento:

1. Buscar la secuencia del gen de la cadena beta de hemoglobina en ENSEMBL https://www.ensembl.org/index.html (Elegir especie y buscar el gen “hemoglobin subunit beta" o "beta globin" (dejar al alumno que busque con palabras clave en relación con la hemoglobina).


Una vez identificado el gen de interés (HBB human gene), clicar sobre él y ver la información que nos aparece

Pregunta que debe responder el alumno: ¿Cuál es la localización de este gen?

(En la pestaña de la izquierda podemos ver el mapa de localización, investigar un poco)


2. De nuevo, volver a la pestaña del gen, en la que nos aparece una tabla que sumariza todos los transcritos para los que codifica este gen. Elegir uno que codifique para la proteína funcional común (uno de los dos transcritos en código de color rojo)y cliquear sobre el "transcript ID" (HBB-204 o HBB-202)


3. Aparece la estructura del tránscrito, con dos exones y un sólo intrón. En la columna de la izquierda tenemos el índice de toda la información de la que disponemos. En el apartado de "sequence" cliqueamos sobre "Protein" para poder ver la secuencia de la proteína.

Pregunta que debe responder el alumno: ¿En qué posición está el primer ácido glutámico de la secuencia?

4. En la columna de la izquierda elige ahora cDNA, cliquea sobre el enlace y descarga la secuencia cDNA, ir a download sequence, en settings seleccionar sólo cDNA y dar a Preview. Copiar y pegar a un word la secuencia.

Para el alumno: Comparando con la información de la pantalla, busca el codón de inicio en el archivo word e identifica el triplete que codifica para el ácido glutámico. (aquí el alumno necesita tener el código genetico para identificar el triplete)

      a) ¿Qué tres nucleótidos lo codifican? (GAG)
      b) ¿Cuál es la mutación que va a dar una valina? (GAG - GTG)
      c) Identifica la posición en la que se dará la mutación puntual (A/T en posición 72)

5. En la columna de la izquierda elige ahora Protein y en este apartado, "variants". Buscar en la tabla esa mutación en la columna “codons” el cambio de un codón por otro. (Este cambio se encuentra en en la variante identificada como rs334)

6. Identificar la variante reconocida como la secuencia de la Hb S utilizando la base de datos http://globin.bx.psu.edu/hbvar/menu.html

Ir a Query page y en Name, introducir el nombre de la variante y submit query/go. De vuelta tenemos identificada la secuencia de la hemoglobina S y si cliqueamos sobre ella encontramos toda la información sobre la Hemoglobina S


¡ Enhorabuena a los alumnos que hayan llegado hasta el final !

Proximamente publicaré un video para no perderse en la secuenciación de los pasos y llegar al final.