Por favor, use este identificador para citar o enlazar este ítem:
https://hdl.handle.net/20.500.12104/110234Registro completo de metadatos
| Campo DC | Valor | Lengua/Idioma |
|---|---|---|
| dc.contributor.author | López Aguiñaga, Mario Axel | |
| dc.date.accessioned | 2025-09-05T22:23:56Z | - |
| dc.date.available | 2025-09-05T22:23:56Z | - |
| dc.date.issued | 2025-05-14 | |
| dc.identifier.uri | https://wdg.biblio.udg.mx | |
| dc.identifier.uri | https://hdl.handle.net/20.500.12104/110234 | - |
| dc.description.abstract | Esta tesis aborda el problema actual de la brecha tecnológica entre la secuenciación y la síntesis de DNA, proponiendo un enfoque computacional para el diseño de nuevas DNA polimerasas con capacidad de síntesis autónoma. A partir de herramientas de inteligencia artificial como RoseTTAFold, RFDiffusion y ProteinMPNN, se diseñaron enzimas candidatas basadas en fragmentos estructurales de la Terminal desoxinucleotidil transferasa (TdT), conocida por su habilidad de sintetizar DNA sin molde. Las proteínas alucinadas fueron analizadas mediante alineamientos múltiples, modelado estructural y acoplamiento molecular con dNTPs, revelando interacciones más intensas que las observadas en la TdT original. Estos resultados sugieren un potencial para superar las limitaciones actuales de la síntesis enzimática de DNA y abren la puerta a futuros desarrollos en biología sintética y escritura genética controlada. | |
| dc.description.tableofcontents | Índice general 1. Introducción 11 2. Marco Teórico 12 2.1. Proteínas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 2.1.1. El problema del Plegamiento Proteico . . . . . . . . . . . . . . 12 2.1.2. RoseTTAFold . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 2.1.3. RFDiffusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 2.1.4. ProteinMPNN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 2.2. Secuenciación y Síntesis de DNA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 2.3. DNA Polimerasas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 2.3.1. Familias de DNA Polimerasas . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 2.3.2. Terminal Desoxinucleotidil Transferasa . . . . . . . . . . . . . 21 2.4. Alineamiento secuencial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 2.4.1. MAFFT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 2.5. Acoplamiento Molecular . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 2.5.1. Autodock 4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 2.5.2. Autodock Vina . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 3. Planteamiento del problema 34 3.1. Meta . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 3.2. Objetivos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 3.3. Justificación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 4. Metodología 38 4.1. Esquema Metodológico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 4.2. Prueba de rendimiento para el software de alucinación proteica RFDiffusion en equipos de cómputo locales . . . . . . . . . . . . . . . . 39 4.3. Alineamiento multisecuencial entre todas las polimerasas revisadas disponibles en la base de datos UNIPROT . . . . . . . . . . . . . . . 41 6 7 4.4. Selección de dominios fijados de la TdT original . . . . . . . . . . . . 41 4.5. Alucinación de DNA polimerasas completas utilizando RFDiffusion y la TdT como plantilla . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 4.6. Obtención de las secuencias de aminoácidos de las DNA polimerasas alucinadas usando ProteinMPNN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 4.7. Comparación de los dockeos entre a TdT original y las proteínas alucinadas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 5. Resultados y Discusión 44 5.1. Prueba de rendimiento para el software de alucinación proteica RFDiffusion en equipos de cómputo locales . . . . . . . . . . . . . . . . 45 5.2. Alineamiento multisecuencial entre todas las polimerasas disponibles en la base de datos UNIPROT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 5.3. Selección de dominios fijados de la TdT original . . . . . . . . . . . . 54 5.4. Alucinación de DNA polimerasas utilizando RFDiffusion y la TdT como plantilla . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 5.5. Obtención de las secuencias de aminoácidos de las DNA polimerasas alucinadas usando ProteinMPNN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 5.6. Comparación de los dockeos entre a TdT original y las proteínas alucinadas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64 6. Conclusiones 82 7. Perspectivas 83 8. Comandos para la alucinación de proteínas de prueba condicionadas 86 9. Comandos para la alucinación de DNA polimerasas basadas en fragmentos aislados de la TdT 88 10.Script para la ejecución de ProteinMPNN sobre la proteína alucinada seleccionada 89 Índice de figuras 2.1. Dos tipos de proteínas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 2.2. Arquitectura de RoseTTAFold . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 2.3. Arquitectura de RFDiffusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 2.4. Arquitectura de ProteinMPNN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 2.5. Replicación del DNA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 2.6. Mecanismo de adición para dNTPs-DNA . . . . . . . . . . . . . . . . 19 2.7. Recombinación V(D)J . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 2.8. Estructura tridimensional de la TdT . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 2.9. Subdominios del núcleo catalítico de la TdT . . . . . . . . . . . . . . 25 2.10. Estabilizadores de la TdT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 2.11. Estructura Loop-I de la TdT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 3.1. Brecha entre secuenciación y síntesis de DNA . . . . . . . . . . . . . 37 4.1. Esquema metodológico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 4.2. Pasos dockeo ciego . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 4.3. Pasos dockeo flexible . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 5.1. Consumo de memoria gráfica de RFDiffusion . . . . . . . . . . . . . . 45 5.2. Proteínas de prueba incondicionadas . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 5.3. Proteínas de prueba condicionadas 1 a 5 lote 1 . . . . . . . . . . . . . 48 5.4. Proteínas de prueba condicionadas 6 a 10 lote 1 . . . . . . . . . . . . 48 5.5. Proteínas de prueba condicionadas 1 a 5 lote 2 . . . . . . . . . . . . . 49 5.6. Proteínas de prueba condicionadas 6 a 10 lote 2 . . . . . . . . . . . . 49 5.7. Proteínas de prueba condicionadas 1 a 5 lote 3 . . . . . . . . . . . . . 50 5.8. Proteínas de prueba condicionadas 6 a 10 lote 3 . . . . . . . . . . . . 50 5.9. Proteínas de prueba condicionadas 1 a 5 lote 4 . . . . . . . . . . . . . 51 5.10. Proteínas de prueba condicionadas 6 a 10 lote 4 . . . . . . . . . . . . 51 5.11. Alineamiento 30,000 secuencias de UNIPROT . . . . . . . . . . . . . 52 8 9 5.12. Dominios en la estructura de la TdT . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 5.13. DNA polimerasas alucinadas 1 a 5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 5.14. DNA polimerasas alucinadas 6 a 10 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 5.15. TdT original vs alucinaciónbook . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 5.16. Estructuras de DNA polimerasas candidatas . . . . . . . . . . . . . . 63 5.17. Conformaciones del dockeo ciego dATP 1 a 5 . . . . . . . . . . . . . . 69 5.18. Conformaciones del dockeo ciego dATP 6 a 10 . . . . . . . . . . . . . 69 5.19. Conformaciones del dockeo ciego dCTP 1 a 5 . . . . . . . . . . . . . . 70 5.20. Conformaciones del dockeo ciego dCTP 6 a 10 . . . . . . . . . . . . . 70 5.21. Conformaciones del dockeo ciego dGTP 1 a 5 . . . . . . . . . . . . . 71 5.22. Conformaciones del dockeo ciego dGTP 6 a 10 . . . . . . . . . . . . . 71 5.23. Conformaciones del dockeo ciego dTTP 1 a 5 . . . . . . . . . . . . . . 72 5.24. Conformaciones del dockeo ciego dTTP 6 a 10 . . . . . . . . . . . . . 72 5.25. Interacciones en los dedos catalíticos de la candidata 1 . . . . . . . . 75 5.26. Interacciones en los dedos catalíticos de la candidata 2 . . . . . . . . 75 5.27. Interacciones en los dedos catalíticos de la candidata 3 . . . . . . . . 76 5.28. Interacciones en la palma catalítica de la candidata 1 . . . . . . . . . 78 5.29. Interacciones en la palma catalítica de la candidata 2 . . . . . . . . . 78 5.30. Interacciones en la palma catalítica de la candidata 3 . . . . . . . . . 79 Índice de cuadros 2.1. Dominios del núcleo de la TdT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 3.1. Métodos actuales para la síntesis de DNA . . . . . . . . . . . . . . . 36 4.1. Resumen RFDiffusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 5.1. Posiciones fijadas de la DNA polimerasa alucinada . . . . . . . . . . . 60 5.2. Compuestos usados para los dockeos . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64 5.3. Resultados de dockeo ciego dATP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66 5.4. Resultados de dockeo ciego dCTP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66 5.5. Resultados de dockeo ciego dGTP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67 5.6. Resultados de dockeo ciego dTTP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68 5.7. Sitios activos en los dedos catalíticos para dNTPs en candidata 1 . . 74 5.8. Sitios activos en los dedos catalíticos para dNTPs en candidata 2 . . 74 5.9. Sitios activos en los dedos catalíticos para dNTPs en candidata 3 . . 74 5.10. Resultados de dockeos dNTPs-palma catalítica de la candidata 1 . . . 77 5.11. Resultados de dockeos dNTPs-palma catalítica de la candidata 2 . . . 77 5.12. Resultados de dockeos dNTPs-palma catalítica de la candidata 3 . . . 77 5.13. Comparación de dockeos entre grupo control y candidatas en los dedos catalíticos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80 5.14. Comparación de dockeos entre grupo control y candidatas en la palma catalítica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80 7.1. Herramientas candidatas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84 | |
| dc.format | application/PDF | |
| dc.language.iso | spa | |
| dc.publisher | Biblioteca Digital wdg.biblio | |
| dc.publisher | Universidad de Guadalajara | |
| dc.rights.uri | https://www.riudg.udg.mx/info/politicas.jsp | |
| dc.subject | Diseño De Proteinas In Silico | |
| dc.subject | Rfdiffusion | |
| dc.subject | Dna Polimerasas | |
| dc.subject | Biologia Sintetica | |
| dc.title | Alucinación de polimerasas a partir de sus dominios conservados | |
| dc.type | Tesis de Maestría | |
| dc.rights.holder | Universidad de Guadalajara | |
| dc.rights.holder | López Aguiñaga, Mario Axel | |
| dc.coverage | GUADALAJARA, JALISCO | |
| dc.type.conacyt | masterThesis | |
| dc.degree.name | MAESTRIA EN CIENCIAS EN BIOINGENIERIA Y COMPUTO INTELIGENTE | |
| dc.degree.department | CUCEI | |
| dc.degree.grantor | Universidad de Guadalajara | |
| dc.rights.access | openAccess | |
| dc.degree.creator | MAESTRIA EN CIENCIAS EN BIOINGENIERO EN Y COMPUTO INTELIGENTE | |
| dc.contributor.director | Morales Valencia, José Alejandro | |
| dc.contributor.codirector | Valdivia González, Arturo | |
| Aparece en las colecciones: | CUCEI | |
Ficheros en este ítem:
| Fichero | Tamaño | Formato | |
|---|---|---|---|
| MCUCEI11232FT.pdf | 84.53 MB | Adobe PDF | Visualizar/Abrir |
Los ítems de RIUdeG están protegidos por copyright, con todos los derechos reservados, a menos que se indique lo contrario.