Usuari:LauraCB04/proves

La Gene Ontology (que es podria traduir al català com Ontologia Gènica, GO) és un projecte que es va desenvolupar l'any 1998 amb l'objectiu d'organitzar les anotacions funcionals en el genoma de diferents espècies. Abans que es desenvolupés aquesta iniciativa, les diferents funcions dels gens estàven anotades en el genoma de diverses formes, sense una organització que relacionés els diferents termes en un de sol. El projecte Gene Ontology ha desenvolupat un vocabulari controlat per tal d'anomenar les funcions dels produces gènics on cada funció està determinada per un número i aquetes s'organitzen de forma jeràrquica.

La Gene Ontology té tres línies principals: una línia que especifica la funció molecular del gen, una altra que descriu el procés biològic del qual forma part i el component cel·lular on actua.

Ontology

Gene Ontology overview

Una ontologia és una representació formal d’un conjunt de coneixements dins d’un domini determinat. Les ontologies solen consistir en un conjunt de classes (o termes o conceptes) amb relacions que operen entre elles. L’Ontologia Gènica (GO) descriu el nostre coneixement del domini biològic respecte a tres aspectes:

• Funció molecular: Activitats de nivell molecular realitzades per productes gènics. No especifiquen on, quan o en quin context té lloc l'acció. Les funcions moleculars corresponen generalment a activitats que poden realitzar productes genètics individuals (és a dir, una proteïna o ARN), però algunes activitats les realitzen complexos moleculars compostos per múltiples productes gènics. Exemples de termes funcionals amplis són activitat catalítica i activitat transportadora; exemples de termes funcionals més concrets són l’activitat de l’adenilat ciclasa o lligant de receptor de tipus Toll. Per evitar confusions entre els noms de productes gènics i les seves funcions moleculars, les funcions moleculars de GO sovint s'afegeixen amb la paraula "activitat" (una proteïna quinasa tindria l'activitat de proteïna quinasa de funció molecular GO).
• Component cel·lular: Les ubicacions relatives a les estructures cel·lulars en què un producte gènic realitza una funció, ja sigui compartiments cel·lulars (per exemple, mitocondri) o complexos macromoleculars estables dels quals formen part (per exemple, el ribosoma). A diferència dels altres aspectes de GO, les classes de components cel·lulars no es refereixen a processos sinó a una anatomia cel·lular.
• Procés biològic: Els processos més globals, realitzats per múltiples activitats moleculars. Exemples de procesos biològics són la reparació d’ADN o la transducció de senyals. Exemples de termes més específics són el procés biosintètic de pirimidina o el transport transmembrana de glucosa. S'ha de tenir en compte que un procés biològic no equival a una via.

El vocabulari GO està dissenyat per ser vàlid en totes les espècies i inclou termes aplicables a procariotes i eucariotes, així com a organismes simples i pluricel·lulars.

En un exemple d'anotació GO, el producte gènic "citocrom c" es pot descriure per la funció molecular de l'activitat oxidoreductasa, el procés biològic de fosforilació oxidativa i la matriu mitocondrial del component cel·lular.

Termes GO

http://geneontology.org/docs/GO-term-elements

Les classes GO, també anomenades termes GO, estan compostes per diferents elements essencials i també poden tenir elements opcionals.

Elements essencials

• Identificador únic: identificador únic de set dígits prefixat per GO.
• Nom: nom del terme comprensible per l'usuari.
• Aspecte: indica a quina de les tres subontologies (component cel·lular, procés biològic o funció molecular) pertany el terme.
• Definició: una descripció textual del que representa el terme, més referències a la font de la informació.
• Relació amb altres termes: com es relaciona el terme amb altres termes de l’ontologia. Tots els termes tenen una relació de subclasse amb un altre terme; per exemple, el transport transmembrana de glucosa (GO: 1904659) és un transport de monosacàrids (GO: 0015749).

Elements opcionals

• Identificadors secundaris: els identificadors secundaris es produeixen quan dos o més termes tenen un significat idèntic i es combinen en un terme únic. Es conserven tots els identificadors de termes de manera que no es perdi cap informació (per exemple, anotacions als identificadors combinats).
• Sinònims: paraules o frases alternatives relacionades amb el nom del terme, amb una indicació de la relació entre el nom i el sinònim donada per l’abast del sinònim: exactes, amplis, estrets o relacionats.
• Referències a altres bases de dades: enllaç a objectes idèntics o molt similars en altres bases de dades.
• Comentari: qualsevol informació addicional sobre el terme i el seu ús.
• Subconjunt: Indica que el terme pertany a un subconjunt de termes designat.
• Etiqueta obsoleta: Indica que el terme ha quedat obsolet i no s’ha d’utilitzar. Un terme GO queda obsolet quan està fora d’abast, es denomina o defineix de manera enganyosa o descriu un concepte que estaria millor representat d’una altra manera i que s’ha d’eliminar de l’ontologia publicada. En aquests casos, el terme i la ID encara persisteixen a l’ontologia, però el terme s’etiqueta com a obsolet i s’eliminen totes les relacions amb altres termes. S'afegeix un comentari al terme que detalla el motiu de l'obsolució i es suggereixen termes de substitució, si és possible.

Gràfic GO

http://geneontology.org/docs/ontology-relations/

L'estructura de GO es pot descriure en un gràfic, on cada terme GO és un node, i les relacions entre els termes són arestes entre els nodes.

Elements del gràfic GO

• Node: es refereix a un terme GO.
• Terme parental: fa referència al node més proper a les arrels del gràfic.
• Terme fill: fa referènca a termes més propers als nodes finals del gràfic.
• La punta de la fletxa indica la direcció de la relació.
• Les línies de punts representen una relació inferida, és a dir, que no s’ha expressat expressament a l’ontologia.

Aquest diagrama s’interpretaria de la següent manera:

FOTO

GO és poc jerarquitzat: els termes fills són més especialitzats que els termes parental, però a diferència d'una jerarquia estricta, un terme pot tenir més d'un terme pare. Per exemple, el terme del procés biològic de la biosíntesi de hexoses té dos termes pare: procés metabòlic de l’hexosa i procés biosintètic d'un monosacàrid. Això reflecteix el fet que el procés biosintètic és un subtipus del procés metabòlic i que l’hexosa és un subtipus de monosacàrid.

FOTO

Com suggereix el diagrama anterior, els tres dominis GO (component cel·lular, procés biològic i funció molecular) estan representats cadascun per un terme d’ontologia d’arrel separat. Els tres nodes arrel no estan relacionats i no tenen un node pare comú i, per tant, GO es pot interpretar com un conjunt de tres ontologies. Alguns programes basats en gràfics poden requerir un únic node arrel; en aquests casos, es pot afegir un terme "fals" com a pare dels tres nodes arrel existents.

Relacions entre termes

Els nodes en el gràfic GO poden tenir qualsevol nombre i tipus de relació amb altres nodes. Les principals relacions que es representen al gràfic són:

Relació	Descripció	Utilitat
is a	Relació bàsica del gràfic GO. Si diem que A és B, volem dir que el node A és un subtipus del node B. Per exemple, el cicle cel·lular mitòtic és un cicle cel·lular o l’activitat de la liasa és una activitat catalítica.	És segur utilitzar-lo per agrupar anotacions. Per exemple, si un producte gènic X s’anota com que té activitat tirosina quinasa i l’ontologia registra que l’activitat tirosina quinasa és una activitat (tipus) de quinasa, podem concloure amb seguretat que el producte gènic X té activitat quinasa.
part of	S'utilitza per representar relacions parcials. Indica que B és necessàriament part d'A (la presència de B implica la presència de A). Tanmateix, donada l’aparició de A, no podem dir amb certesa que B existeixi.	És segur utilitzar-lo per agrupar anotacions. Per exemple, si un producte genètic X s’anota com "localitzat a la membrana mitocondrial interna" i l’ontologia registra una relació entre la membrana mitocondrial interna i el mitocondri, podem concloure amb seguretat que X es troba en un mitocondri.
has part	Complement de la relació "part of". Representa la relació part-whole desde la perspectiva del terme parental. A sempre té B com a part.	No és correcte utilitza-lo per agrupar anotacions. Per exemple, podríem afirmar en l'ontologia que una activitat del receptor tirosina quinasa té una part activitat quinasa. Tanmateix, no seria correcte agrupar totes les anotacions a l'activitat de la quinasa sota l'activitat del receptor tirosina-quinasa.
regulates	Descriu que un procés afecta directament la manifestació d’un altre procés (per exemple, la regulació d'una via) o qualitat (per exemple, la mida de les cèl·lules), és a dir, el primer regula el segon. Indica que, si hi ha tant A com B, B sempre regula A, però A no sempre està regulat per B. És a dir, tots els B regulen A; algunes A estan regulades per B.	Si el producte gènic X s’anota com a implicat en un procés que regula la glicòlisi, no seria correcte concloure que X participa en la glicòlisi. No obstant això, algunes eines utilitzen aquesta relació per agrupar anotacions. Els conjunts de gens resultants inclouen gens que participen en processos relacionats causalment amb el terme d’agrupament.

GO com una ontologia dinàmica

GO pretén representar l’estat actual del coneixement en biologia, per tant, es revisa i amplia constantment a mesura que s’acumula coneixement biològic. Els canvis es fan setmanalment (tot i que la majoria de canvis són relativament menors). Les revisions a l’ontologia són gestionades per un equip d’editors amb una àmplia experiència tant en representació de coneixement biològic com computacional. Aquestes actualitzacions es fan de forma col·laborativa entre l'equip d'ontologia de GOC i científics que sol·liciten les actualitzacions.