Aplicaciones para Biología I

MASSXPERT
                        

            DESCRIPCIÓN DE LA APLICACIÓN

MassXpert es un software libre bajo licencia de la versión GNU Licencia Pública General 3. Esto significa que se puede utilizar libremente, que el código base del programa se puede modificar y redistribuirlo libremente con la misma licencia. Es un software que se puede ejecutar en MS-Windows, Apple Mac OS X, GNU Linux, y casi todas las variantes del sistema UNIX.


Esta aplicación nos puede ayudar a desarrollar una amplia variedad de experimentos de espectrometría de masas y química de (bio)polímeros. Los principales biopolímeros con los que se trabaja son los ácidos nucleicos, los glúcidos y las proteínas, pero puede usarse cualquier polímero. Este programa también es útil para ayudar en el análisis de datos en los experimentos de espectrometría de masas, como datos obtenidos de secuencias de polímeros fragmentados en la fase de gas... También se emplea como una herramienta de interpretación de los espectros obtenidos tras la espectrometría.

Es posible:
-          Crear nuevas definiciones de polímeros químicos
-          Usar las definiciones para realizar cálculos sencillos en una calculadora de masa molecular
-          Realizar sofisticadas ediciones de secuencias de polímeros y simulaciones
-          Realizar comparaciones m / z.

PRIMEROS PASOS

Esta aplicación posee cuatro módulos para utilizar y que detallamos a continuación:
  • Con el módulo XpertDef se definen nuevos polímeros (¿cuáles son los átomos que lo conforman?, ¿cuáles son los monómeros que lo constituyen?, ¿cuáles son las modificaciones químicas que puede ser necesario simular en reacciones químicas, biológicas o de síntesis?, ¿cuáles son las distintas maneras en que podría cortarse una secuencia de polímeros en pedazos (química o enzimáticamente)?, ¿cuáles las diferentes maneras en que un pequeño oligómero podría fragmentarse? etc. Podemos responder a estas preguntas y muchas otras con este módulo de la aplicación
En el cado de que haya abierto un ejemplo de los existentes en /usr/share/massxpert/... el sistema no le permitirá guardar cambios en ese directorio, teclee entonces una ruta personal para guardar su trabajo (pulse en Guardar como). Observe que los ficheros se guardan en formato XML.
  • Con el módulo de XpertCalc, se despliega una calculadora que incluye las definiciones de polímeros creados en XpertDef. La calculadora trabaja con cualquier tipo de reacción química y es programable. El cálculo se registra en una especie de diario.
  • Con el módulo de XpertEdit, se obtiene un sofisticado editor de secuencias de polímeros en el que es posible realizar gran cantidad de simulaciones. Se puede hacer casi cualquier cosa relacionada con la masa.
  • Con el módulo de XpertMiner, se dispone de un centro de minería de datos. Se puede arrastrar y soltar los datos de los espectros de masas (en forma de listas m / z) y los datos de las simulaciones realizadas en el módulo de XpertEdit. Una vez allí, todos los datos están disponibles para hacer comparaciones y cálculos arbitrarios.
Cada acción que se ejecuta hace que se recalculen automáticamente todas las masas según las configuraciones del motor de cálculo de masas que se hayan predefinido.
Las simulaciones químicas incluyen la rotura de secuencias de polímeros (ya sean químicas o enzimáticas), fragmentaciones en la fase de gas, modificación química de cualquier monómero en la secuencia de polímeros, el entrecruzamiento de los monómeros en la secuencia, las búsquedas masivas y arbitrarias, el cálculo del patrón isotópico...
Si se intenta modificar un monómero con un cambio que no es posible, el sistema no lo permite.


MANUAL

massxpert.org/userman/pdf/massxpert.pdf

WEBGRAFÍA
massxpert.org/userman/pdf/massxpert.pdf




RASMOL CLASSIC Y RASMOL GTK


DESCRIPCIÓN DE LA APLICACIÓN


RasMol es una aplicación de gráficos moleculares creada para la visualización de proteínas, ácidos nucléicos y pequeñas moléculas. El propósito del programa es la visualización, la docencia y la generación de imágenes con calidad para publicarse.
El programa lee un archivo de coordenadas de moléculas y muestra las moléculas de forma interactiva en la pantalla con varios esquemas de colores y representaciones de moléculas.
Es un software de libre distribución con código abierto, pudiendo introducir mejoras o adaptaciones para el uso particular en la aplicación.

Actualmente pone a su disposición cuadros de conexiones indicando profundidad, líneas de «Dreiding», esferas (CPK) de rellenado de espacio, bolas y palos, cintas de biomoléculas sólidas y de hebras, etiquetas de átomos y superficies de puntos.
Los formatos de archivo para introducir datos que se pueden usar incluyen el «Protein Data Bank» (PDB), los formatos de Mol2 de Sybyl y de Alchemy de Tripos Associates, el formato de MOL de Molecular Design Limited (MDL), el formato XYZ (XMol) del Centro de supercomputación de Minnesota (MSC), el formato CHARMm y los formatos CIF y mmCIF.


Esta aplicación es similar a Garlic y quizás más sencilla, permitiendo ver la estructura de proteínas.
La versión GTK está en inglés y tiene una interfaz gráfica de usuario moderna basada en gtk. La versión Classic abre simultáneamente un terminal donde se pueden ejecutar las mismas órdenes que están en el menú, es la versión antigua de interfaz de usuario en Xlib. La instrucción spanish carga el idioma español. 


PRIMEROS PASOS 

Al entrar en el programa se carga el visualizador y una terminal auxiliar. Al pulsar en Archivo>Abrir en la terminal se pide el nombre del fichero; ahí es donde debe indicarse la ruta completa al fichero PDB que desea cargarse. Por tanto, para visualizar una proteína se requiere: su código PDB (alfanumérico de 4 dígitos), que se puede obtener en el Protein Data Bank o en el PDBe. Después se puede buscar los archivos desde la página del Protein Data Bank y descargarla para abrirla después.
En ocasiones la descarga de internet de un PDB determinado lo que aporta es un texto críptico, es el contenido del PDB: capture la totalidad de ese texto y pégelo en un editor de textos como Gedit, guárdelo allí con formato PDB (por ejemplo OXIDOREDUCTASE.pdb) y ya está.
Es importante saber que todas las estructuras almacenadas en PDB se encuentran publicadas en XML en el servidor oficial de PDB.

            GUÍA RÁPIDA

Cuando se abre el programa, aparecen dos ventanas: la ventana gráfica con el fondo negro y la ventana de comandos con el fondo blanco. Las moléculas aparecen representadas en la ventana gráfica y se puede modificar su aspecto gracias a los diferentes comandos. En algunas moléculas pueden no aparecer los dobles y triples enlaces (esto depende de la elaboración del fichero PDB. Las moléculas sólo pueden verse de una en una, de manera que para ver otra diferente hay que cerrar el fichero que se está viendo y abrir uno nuevo.

            USO DEL RATÓN

            Una vez se está visualizando la molécula podemos:
-          Girar la molécula: moviendo el ratón mientras se pulsa el botón izquierdo
-          Trasladar la molécula: moviendo el ratón apretando el botón derecho
-          Zoom: Moviendo el ratón con el botón izquierdo pulsado a la vez que la tecla mayúsculas.

Además, ciertos comandos determinan el funcionamiento del ratón cuando se selecciona con él un átomo o conjunto de átomos. Al escribir los comandos se puede hacer en mayúsculas o minúsculas.

COMANDOS

A continuación describimos una serie de comandos útiles:
  • SET PICKING IDENT: Se activa por defecto y con él, cuando se pincha  en cualquier átomo de la molécula de la ventana gráfica, aparece en la ventana de comandos un texto que indica de qué átomo se trata, y el número que tiene asignado de forma arbitraria en la molécula. Si la molécula es una proteína, también indica a qué aminoácido pertenece. Si en cambio es un ácido nucleico, se indica a qué base nitrogenada pertenece y en cuál de las hebras de ADN está situado.
  • SET PICKING LABEL: Con este comando, al seleccionar un átomo, aparece sobre la propia ventana gráfica una etiqueta que lo identifica. Al pinchar sobre un átomo ya seleccionado, la etiqueta desaparece. Se puede cambiar el color de esta etiqueta con el comando COLOR LABEL y a continuación el color que se desee en inglés (color label red será rojo).
  • SET PICKING MONITOR: Permite determinar la distancia entre dos átomos de la misma molécula (en Amstrong). Para ello se selecciona el comando y se pinchan ambos átomos con el ratón. La distancia aparece en una etiqueta en la ventana gráfica.
  • SET PICKING ANGLE: Permite determinar el ángulo que forman tres átomos de la misma molécula conectados entre sí. Para ello se selecciona este comando y los tres átomos que nos interesan. Después aparece un número en la ventana de comandos que indica el ángulo.
  • SELECT ATOMNO=1 Selecciona el átomo número 1 de la molécula, número que se había asignado arbitrariamente. Tras seleccionarlo, los comando que se ejecuten sólo actuarán sobre ese átomo.
  • SELECT ATOMNO=1, ATOMNO=2,ATOMNO=3  Se seleccionan así los átomos uno, dos y tres.
  • SELECT ATOMNO>=1 AND ATOMNO<=6  Se seleccionan los átomos comprendidos entre el uno y el seis.
  • SELECT ALL: Se seleccionan todos los átomos de la molécula.
  • COLOR RED: Cambia el color del átomo o átomos seleccionados, en esta ocasión de color rojo, pero se puede cambiar a cualquier otro indicándolo en inglés.
  • SPACEFILL 300: Se modifica el tamaño de la bola que representa el núcleo del átomo seleccionado. El número deberá ser entero y comprendido entre el 75 y el 750.
  • LABEL CARBONO: Se le asigna en esta ocasión una etiqueta el átomo seleccionado con el texto “carbono”. Sólo hay que cambiar la segunda palabra del comando (carbono) si se desea que ponga otro texto la etiqueta.
  • COLOR LABEL GREEN: El texto de la etiqueta aparece en el color indicado, en este caso green= verde. Se puede cambiar el color indicando éste en inglés.
  • LABEL OFF: Elimina las etiquetas que hay.

COMANDO ÚTILES PARA TRABAJAR CON PROTEÍNAS Y ÁCIDOS NUCLEICOS:

·         STRUCTURE: Indica los elementos de la estructura secundaria de la proteína (sólo funciona si la información está contenida en el fichero PDB).
·         SHOW INFO: Aparece información de la molécula en la ventana de comandos.
·         SHOW SEQUENCE: Se representa en la ventana de comandos la secuencia de aminoácidos de la proteína o de bases nitrogenadas de un nucleótido.
·         SELECT RESNO=1  Selecciona todos los átomos que pertenecen al aminoácido (o nucleótido) en posición 1 de la proteína. Si hay varias cadenas (proteicas o de ADN) selecciona los residuos en posición 1 de todas ellas.
·         SELECT:a  Selecciona sólo la cadena “a”
·         SELECT2: a  Selecciona el residuo en posición 2 de la cadena “a”
·         SELECT:a, :b  Selecciona las cadenas “a” y “b”
·         SELECT RESNO=1,RESNO=2,RESNO=3   Se seleccionan los átomos que pertenecen a los animoácidos o nucleótidos que ocupan las posiciones 1, 2 y 3 de la secuencia de la proteína o molécula de ADN.
·         SELECT RESNO>=1 and RESNO<=6  Selecciona los átomos que pertenecen a los animoácidos o nucleótidos que ocupan las posiciones comprendidas entre la 1 y la 6.
·         SELECT BACKBONE: Selecciona el esqueleto de la cadena polipeptídica o el esqueleto glúcido-fosfato del polinucleótido.
·         BACKBONE ON: Representa el esqueleto de una cadena polipeptídica mediante una línea que une los carbonos alfa de cada aminoácido de la proteína.
·         COLOR BACKBONE GREEN: Representa el esqueleto de color verde o de otro cualquier color si así lo decido.
·         BACKBONE 60: Permite modificar el grosor del esqueleto. El número debe ser menor o igual a 500.
·         SELECT SIDECHAIN: Selecciona las cadenas laterales de la cadena polipeptídica.
·         SELECT HIDROPHOBIC: Selecciona los aminoácidos hidrofóbicos (apolares) de la proteína.
·         SELECT POLAR: Selecciona todos los aminoácidos hidrofílicos (polares) de la proteína.
·         HBONDS ON: Representa los puentes de hidrógeno de la molécula. Se borran con el comando HBONDS OFF.
·         SSBONDS ON: Representa los puentes disulfuro de la proteína. Se eliminan con el comando SSBONDS OFF.

MANUAL Y TUTORIALES


WEBGRAFÍA