Completa cada paso y revela la respuesta al terminar.
Paso 1
BLASTn — Identificación del gen
Instrucción: Abre BLASTn en NCBI. Pega la secuencia siguiente. Usa base de datos RefSeq RNA, organismo Homo sapiens. Anota el top hit.
>Secuencia_problema_grupo_2026
ATGGTGCACCTGACTCCTGTGGAGAAGTCTGCCGTTACTGCCCTGTGGGGCAAGGTGAAC
GTGGATGAAGTTGGTGGTGAGGCCCTGGGCAGGCTGCTGGTGGTCTACCCTTGGACCCAG
AGGTTCTTTGAGTCC
ATGGTGCACCTGACTCCTGTGGAGAAGTCTGCCGTTACTGCCCTGTGGGGCAAGGTGAAC
GTGGATGAAGTTGGTGGTGAGGCCCTGGGCAGGCTGCTGGTGGTCTACCCTTGGACCCAG
AGGTTCTTTGAGTCC
| Top hit (nombre del gen) | Accesión RefSeq | % identidad | E-value |
|---|---|---|---|
Top hit: NM_000518.5 — Homo sapiens hemoglobin subunit beta (HBB), mRNA completo.
% identidad: ~99.3 % (134/135 nt — solo 1 mismatch en posición 20).
E-value: muy bajo (~1×10⁻⁶⁰ a 1×10⁻⁷⁰).
Descarga la secuencia normal del top hit en FASTA — la necesitarás para el Paso 2 (Bl2seq).
% identidad: ~99.3 % (134/135 nt — solo 1 mismatch en posición 20).
E-value: muy bajo (~1×10⁻⁶⁰ a 1×10⁻⁷⁰).
Descarga la secuencia normal del top hit en FASTA — la necesitarás para el Paso 2 (Bl2seq).
Paso 2
Bl2seq — Alineamiento pareado
Instrucción: Compara la secuencia problema (mutada) como Query y la secuencia normal descargada del top hit como Subject. Identifica la posición exacta del mismatch y escribe la notación HGVS.
Secuencia NORMAL de referencia (NM_000518.5, fragmento exón 1):
>HBB_NM_000518.5_partial_exon1
ATGGTGCACCTGACTCCTGAGGAGAAGTCTGCCGTTACTGCCCTGTGGGGCAAGGTGAAC
GTGGATGAAGTTGGTGGTGAGGCCCTGGGCAGGCTGCTGGTGGTCTACCCTTGGACCCAG
AGGTTCTTTGAGTCC
>HBB_NM_000518.5_partial_exon1
ATGGTGCACCTGACTCCTGAGGAGAAGTCTGCCGTTACTGCCCTGTGGGGCAAGGTGAAC
GTGGATGAAGTTGGTGGTGAGGCCCTGGGCAGGCTGCTGGTGGTCTACCCTTGGACCCAG
AGGTTCTTTGAGTCC
| Posición del cambio | Nt normal | Nt mutado | Notación HGVS |
|---|---|---|---|
Posición: 20 (contando desde el A del codón de inicio ATG).
Cambio: A (normal, GAG) → T (mutada, GTG).
Notación HGVS: NM_000518.5:c.20A>T
Este mismatch único convierte el codón 7 de GAG (Glu) a GTG (Val), generando la hemoglobina S (HbS).
Cambio: A (normal, GAG) → T (mutada, GTG).
Notación HGVS: NM_000518.5:c.20A>T
Este mismatch único convierte el codón 7 de GAG (Glu) a GTG (Val), generando la hemoglobina S (HbS).
Paso 3
ORF Finder — Efecto en la proteína
Instrucción: Carga por separado la secuencia normal y la mutada en ORF Finder. Compara el ORF principal. Identifica el aminoácido que cambia y clasifica la mutación.
| aa normal | aa mutado | Notación p. | Tipo de mutación |
|---|---|---|---|
aa normal: Ácido glutámico (E, Glu) — codón GAG.
aa mutado: Valina (V, Val) — codón GTG.
Notación p.: p.Glu7Val (HGVS, contando Met) / p.Glu6Val (numeración clásica de hemoglobinas, sin Met escindida post-traduccionalmente). Ambas son correctas.
Tipo: Mutación missense (sustitución de un solo aminoácido sin cambio de marco).
La sustitución Glu→Val en el extremo N-terminal de la cadena β introduce un parche hidrofóbico que promueve la polimerización de HbS en hipoxia.
aa mutado: Valina (V, Val) — codón GTG.
Notación p.: p.Glu7Val (HGVS, contando Met) / p.Glu6Val (numeración clásica de hemoglobinas, sin Met escindida post-traduccionalmente). Ambas son correctas.
Tipo: Mutación missense (sustitución de un solo aminoácido sin cambio de marco).
La sustitución Glu→Val en el extremo N-terminal de la cadena β introduce un parche hidrofóbico que promueve la polimerización de HbS en hipoxia.
Paso 4
OMIM — Identificación de la enfermedad
Instrucción: Busca "HBB" en OMIM. Localiza el ID del gen y de la enfermedad asociada a c.20A>T. Anota el patrón de herencia.
| OMIM gen (HBB) | OMIM enfermedad | Nombre clínico | Herencia |
|---|---|---|---|
OMIM gen HBB: 141900
OMIM enfermedad: #603903 (SICKLE CELL ANEMIA; SCA)
Nombre clínico: Anemia de células falciformes / Sickle Cell Disease (SCD)
Herencia: Autosómica recesiva (AR) — los homocigotos HbS/HbS presentan la enfermedad; los heterocigotos HbA/HbS son portadores con rasgo falciforme (generalmente asintomáticos).
OMIM enfermedad: #603903 (SICKLE CELL ANEMIA; SCA)
Nombre clínico: Anemia de células falciformes / Sickle Cell Disease (SCD)
Herencia: Autosómica recesiva (AR) — los homocigotos HbS/HbS presentan la enfermedad; los heterocigotos HbA/HbS son portadores con rasgo falciforme (generalmente asintomáticos).
Paso 5
Resumen clínico de la enfermedad
Instrucción: Redacta 5–6 puntos clave sobre la anemia de células falciformes usando OMIM, GeneReviews y MedlinePlus. Incluye: prevalencia, fisiopatología, manifestaciones, diagnóstico, tratamiento y pronóstico.
1. Epidemiología: Hemoglobinopatía estructural más prevalente a nivel mundial. Alta frecuencia en África subsahariana, Mediterráneo, Medio Oriente e India — relacionada evolutivamente con resistencia parcial a malaria (P. falciparum) en heterocigotos.
2. Fisiopatología: La Val hidrofóbica en posición β6 forma polímeros de HbS en hipoxia → eritrocitos en hoz → anemia hemolítica crónica + crisis vasooclusivas.
3. Manifestaciones: Anemia, ictericia, esplenomegalia (→ autoesplenectomía funcional), crisis dolorosas, síndrome torácico agudo, ACV, daño renal, retinopatía.
4. Diagnóstico: HPLC de hemoglobinas, electroforesis (HbS migra diferente a HbA), secuenciación de HBB, PCR-RFLP con MstII (diagnóstico histórico). Tamizaje neonatal en muchos países.
5. Tratamiento: Hidroxiurea (induce HbF), transfusiones, profilaxis antibiótica y vacunación en niños, manejo de crisis. Trasplante hematopoyético curativo. Terapia génica: exa-cel/Casgevy (edición CRISPR-Cas9 de BCL11A, aprobada FDA diciembre 2023).
6. Pronóstico: Muy variable. Con manejo integral la supervivencia ha mejorado, pero sigue siendo una enfermedad crónica con morbimortalidad significativa.
2. Fisiopatología: La Val hidrofóbica en posición β6 forma polímeros de HbS en hipoxia → eritrocitos en hoz → anemia hemolítica crónica + crisis vasooclusivas.
3. Manifestaciones: Anemia, ictericia, esplenomegalia (→ autoesplenectomía funcional), crisis dolorosas, síndrome torácico agudo, ACV, daño renal, retinopatía.
4. Diagnóstico: HPLC de hemoglobinas, electroforesis (HbS migra diferente a HbA), secuenciación de HBB, PCR-RFLP con MstII (diagnóstico histórico). Tamizaje neonatal en muchos países.
5. Tratamiento: Hidroxiurea (induce HbF), transfusiones, profilaxis antibiótica y vacunación en niños, manejo de crisis. Trasplante hematopoyético curativo. Terapia génica: exa-cel/Casgevy (edición CRISPR-Cas9 de BCL11A, aprobada FDA diciembre 2023).
6. Pronóstico: Muy variable. Con manejo integral la supervivencia ha mejorado, pero sigue siendo una enfermedad crónica con morbimortalidad significativa.
Paso 6
PubMed — Literatura biomédica (5 artículos)
Instrucción: Busca en PubMed al menos 5 artículos relevantes. Usa las queries sugeridas. Anota PMID, primer autor, año y título. Prefiere revisiones de los últimos 5 años.
Queries sugeridas:
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("sickle cell disease"[MeSH] OR "sickle cell anemia"[MeSH]) AND Review[PT] AND "last 5 years"[PDat]·
"sickle cell"[Title] AND ("MstII"[TIAB] OR "RFLP"[TIAB] OR "molecular diagnosis"[TIAB])·
"sickle cell"[Title] AND "hydroxyurea"[Title] AND (Review[PT] OR Clinical Trial[PT])·
"sickle cell"[Title] AND ("exa-cel"[TIAB] OR "Casgevy"[TIAB] OR "CRISPR"[TIAB] OR "BCL11A"[TIAB])·
"sickle cell"[Title] AND ("newborn screening"[TIAB] OR "epidemiology"[TIAB])
#PMIDAñoPrimer autor — Título
Paso 7
Restriction Map — Diagnóstico molecular in silico
Instrucción: Carga las secuencias normal y mutada en SMS2 → Restriction Map. Identifica una enzima cuyo sitio esté presente en una secuencia y ausente en la otra. Anota nombre y motivo.
Normal (HbA) — buscar sitio MstII:
…CCTGAGG… ← CC↓TNAGG → MstII CORTA aquí
Mutada (HbS) — sitio destruido:
…CCTGTGG… ← CC↓TGTGG → MstII NO corta (G en lugar de A/T en posición N)
…CCTGAGG… ← CC↓TNAGG → MstII CORTA aquí
Mutada (HbS) — sitio destruido:
…CCTGTGG… ← CC↓TGTGG → MstII NO corta (G en lugar de A/T en posición N)
| Enzima propuesta | Motivo (5'→3') | ¿Corta en normal? | ¿Corta en mutada? |
|---|---|---|---|
Enzima: MstII (sinónimos: Bsu36I, CvnI, Eco81I, AccB7I)
Motivo: CC↓TNAGG (5'→3') — reconoce 7 nt con una N degenerada.
Normal HbA: Sitio CCTGAGG presente → SÍ corta.
Mutada HbS: Sitio CCTGTGG → N = T en posición degenerada. Importante: aunque T es una base válida para N, en la práctica MstII requiere que la posición N no rompa el contexto flanqueante. La sustitución A→T en posición 20 convierte CCTGAGG→CCTGTGG, destruyendo el sitio en condiciones experimentales estándar. Verificar con SMS2.
Nota pedagógica: DdeI (C↓TNAG) también puede ser una respuesta válida si el alumno justifica correctamente el patrón de digestión.
Motivo: CC↓TNAGG (5'→3') — reconoce 7 nt con una N degenerada.
Normal HbA: Sitio CCTGAGG presente → SÍ corta.
Mutada HbS: Sitio CCTGTGG → N = T en posición degenerada. Importante: aunque T es una base válida para N, en la práctica MstII requiere que la posición N no rompa el contexto flanqueante. La sustitución A→T en posición 20 convierte CCTGAGG→CCTGTGG, destruyendo el sitio en condiciones experimentales estándar. Verificar con SMS2.
Nota pedagógica: DdeI (C↓TNAG) también puede ser una respuesta válida si el alumno justifica correctamente el patrón de digestión.
Paso 8
Restriction Digest — Fragmentos en gel
Instrucción: Usa Restriction Digest en SMS2 con la enzima del Paso 7. Anota el tamaño de los fragmentos esperados en cada alelo y describe cómo los distinguirías en un gel de agarosa.
Fragmento amplificado de esta práctica: 135 pb total.
El sitio de corte de Bsu36I/MstII cae a ~17 nt del extremo 5' del fragmento.
El sitio de corte de Bsu36I/MstII cae a ~17 nt del extremo 5' del fragmento.
| Fragmentos — Normal (HbA) | Fragmentos — Mutada (HbS) | Lectura del gel |
|---|---|---|
HbA (normal): Bsu36I/MstII corta → 2 fragmentos: ~17 pb + ~118 pb.
⚠ Importante: El fragmento de 17 pb es demasiado pequeño para ser visible en gel de agarosa estándar (migra fuera del gel o no retiene bromuro de etidio). En la práctica solo verás 1 banda de ~118 pb para el alelo HbA.
HbS (mutada): Bsu36I/MstII no corta → 1 banda de 135 pb (fragmento intacto).
Heterocigoto HbA/HbS: 2 bandas visibles: 135 pb (alelo HbS) + 118 pb (alelo HbA). El fragmento de 17 pb no se visualiza.
Lectura del gel:
Diferencia clave respecto a CFTR/ΔF508: Para la deleción ΔF508 de CFTR no existe un sitio de restricción convenientemente destruido por la mutación; el RFLP-Bsu36I es específico del alelo HbS de HBB.
⚠ Importante: El fragmento de 17 pb es demasiado pequeño para ser visible en gel de agarosa estándar (migra fuera del gel o no retiene bromuro de etidio). En la práctica solo verás 1 banda de ~118 pb para el alelo HbA.
HbS (mutada): Bsu36I/MstII no corta → 1 banda de 135 pb (fragmento intacto).
Heterocigoto HbA/HbS: 2 bandas visibles: 135 pb (alelo HbS) + 118 pb (alelo HbA). El fragmento de 17 pb no se visualiza.
Lectura del gel:
HbS/HbS (enfermo): 1 banda — 135 pb
HbA/HbA (normal): 1 banda — 118 pb
HbA/HbS (portador): 2 bandas — 135 pb + 118 pb
Contexto histórico: Este RFLP con MstII/Bsu36I fue el primer diagnóstico molecular de una enfermedad genética humana. Kan & Dozy lo describieron en Lancet (1978) y Saiki et al. lo aplicaron con PCR en Science (1985), inaugurando la era del diagnóstico molecular clínico.HbA/HbA (normal): 1 banda — 118 pb
HbA/HbS (portador): 2 bandas — 135 pb + 118 pb
Diferencia clave respecto a CFTR/ΔF508: Para la deleción ΔF508 de CFTR no existe un sitio de restricción convenientemente destruido por la mutación; el RFLP-Bsu36I es específico del alelo HbS de HBB.
🎉 Pipeline Completado
Gen HBB · Mutación c.20A>T · p.Glu7Val · Enfermedad Anemia de Células Falciformes