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Identificacion de genes diferencialmente expresados Edgar Acuna Departamento de Matematicas UPR-Mayaguez
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Objetivo Identificar los genes cuyo nivel de expresion cambia a traves de las condiciones (e.g. tipos de cancer) que se estan estudiando. El nivel de expression puede cambiar hacia arriba, en ese caso se dice que el gene está sobreregulado (“upregulated gene”) o el nivel de expression puede cambiar hacia abajo y en ese caso se dice que el gene está subregulado (“downregulated gene”). El objetivo es identificar los genes que han cambiado dramaticamente su expresión cuando está la condición presente. Estos genes forman una lista conocida como “genelist”. En cDNA microarreglos el grado de diferenciabilidad de un gene es estimado por la razón (ratio) de los niveles de expresión de los tintes Cy5 y Cy3. Si se toma los logaritmos de las razones Cy5/Cy3 entonces los genes sobreregulados estarán entre los que tienen logaritmos positivos y los subregulados tendrán logaritmos negativos. Si se pudiera tener bastantes replicas del experimento se podria tener mayor confiabilidad en identificar los genes que estan diferencialmente expresados ya que se podria determinar la significancia estadística de la conclusión. Sin embargo los costos de las replicas son extremadamente caros y es raro tener experimentos con más de 100 réplicas.
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Identificación de genes diferencialmente expresados cuando no se tiene repetición (un slide) Cuando solamente se tiene los resultados de un experimento de un microarreglo y no hay repeticiones disponibles se pueden usar algunos métodos estadísticos para detectar los genes diferencialmente expresados, aunque se corre el riesgo de llegar a una conclusión que se deba solamente a un error del experimento. 1. The fold change (Cambio de Nivel) En este método se selecciona los genes usando un punto de corte (“threshold”) arbitrariamente escogido. Aunque los thresholds mas usados son 1 y 2. Es decir un gene con |log2(Cy5/Cy3)|>2 será diferencialmente expresado. Este método tiene la desventaja de la elección del threshold y dependiendo de este la cantidad de genes diferencialmente expresado seleccionados puede ser muy alto o muy bajo. Otra desventaja del método es que la variabilidad es alta para bajos niveles de intensidad y baja para altos niveles de intensidad. Esto causa que la identificación de un gen diferencialmente expresado sea más confiable en los altos niveles de intensidad que en los bajos niveles de intensidad. En consecuencia el método del fold change que usa un threshold constante producirá muchos falsos positivos (esto reducirá la especificidad: porcentaje de genes no expresados que son clasificados correctamente) en el extremo inferior del nivel de intensidad y fallará de identificar verdaderos positivos en la parte superior (esto reducirá la sensitividad: porcentaje de genes realmente expresados que son clasificados correctamente).
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2. El método de los z-scores
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