Caboclo - Repositório Institucional UFRB CCAAB - Centro de Ciências Agrárias, Ambientais e Biológicas CCAAB - Cursos de Graduação CCAAB - Bacharelado em Biologia - TCC
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metadata.dc.type: Trabalho de Conclusão de Curso
metadata.dc.degree.level: Bacharelado
Title: Uso de filogenia molecular, genômica comparativa e redes complexas para resolver relações evolutivas entre FtsHs do filo Cyanobacteria
metadata.dc.creator: Santana, Lenon Lima de
metadata.dc.contributor.advisor1: Marbach, Phellippe Arthur Santos
metadata.dc.contributor.referee1: Fernandes, Flora Maria de Campos
metadata.dc.contributor.referee2: Ribeiro, Patrícia Luz
metadata.dc.description.resumo: Introdução. Espécies do Filo Cyanobacteria possuem duas ou mais cópias do gene que codifica a FtsH (filamentation temperature sensitive). Estas proteínas estão envolvidas com o metabolismo fotossintético e estudos anteriores mostraram que elas são filogeneticamente e funcionalmente relacionada com as FtsHs plastidiais. Apesar da sua importância, a história evolutiva das FtsHs de cianobactérias ainda deve ser elucidada. Objetivo geral. Compreender as relações evolutivas entre as FtsHs codificadas nos genomas das cianobactérias. Métodos. As relações filogenéticas entre as FtsHs codificadas em 66 genomas de cianobactérias completamente sequenciados disponíveis no NCBI (National Center for Biotechnology Information) foram investigadas usando a filogenia molecular, genômica comparativa e construção de redes complexas a partir da matriz de identidade de proteínas, um método recentemente desenvolvido para fazer inferências filogenéticas. Resultados. O número de cópias de genes que codificam FtsH nos genomas de cianobactérias analisados variou de duas a nove cópias. Os resultados apresentados neste trabalho indicam que existem pelo menos sete parálogos da FtsH nas cianobactérias. Os parálogos FtsHcb1A, FtsHcb1B e FtsHcb1C derivam de uma FtsH ancestral oriunda de um evento de transferência horizontal (THG) de genes no ancestral das cianobactérias, em contraste com os parálogos FtsHcb2A, FtsHcb2B, FtsHcb3 e FtsHcb4, que derivam de eventos de duplicação gênica da FtsH nativa do ancestral das cianobactérias. Os genes que codificam FtsHcb2A, FtsHcb2B e FtsHcb3 estão amplamente distribuídas nos genomas das cianobactérias, contudo, a FtsHcb3 é o único parálogo que está presente em todos os genomas de cianobactérias analisados. Foi observado uma coocorrência de genes que codificam as FtsHcb1C, FtsHcb2A, FtsHcb3 e FtsHcb4, isto pode indicar algum tipo de interação funcional entre estes parálogos. A FtsHcb3 é o parálogo mais conservado, em contraste com a FtsHcb4. Os parálogos da FTsHcb4 codificados nos genomas de cepas de Prochlorococcus marinus possuem um motivo de ligação a zinco atípico, NEVGR, não descrito ainda para FtsHs, o que sugere uma divergência funcional deste parálogo nesta espécie. Conclusão. Os resultados apresentados aqui mostram que ambos, a THG e eventos de duplicação gênica, modelaram a diversidade das FtsHs no Filo Cyanobacteria. Adicionalmente, estes resultados mostram que redes complexas obtidas a partir da matriz de identidade de genes e proteínas são ferramentas úteis na definição das relações de homologia entre genes ou proteínas.
Keywords: Evolução de proteína
Ortólogos
Fotossíntese
HflB
Análise genômica
Abstract: Introduction. Species of the Phylum Cyanobacteria possessing two or more copies of genes encoding FtsH (filamentation temperature sensitive). These proteins are involved in photosynthetic metabolism and previous studies showed that they are phylogenetically and functionally related to plastidial FtsHs. Despite its importance, the evolutionary history of cyanobacteria FtsHs remain to be elucidated. General objective. Understanding the evolutionary relationships between FtsHs encoded in the genomes of cyanobacteria. Methods. Phylogenetic relationships between FtsHs encoded in 66 completely sequenced cyanobacterial genomes available at NCBI (National Center for Biotechnology Information) they were investigated using molecular phylogeny, comparative genomics and construction of complex networks from the identity matrix proteins, a method recently developed to make phylogenetic inferences. Results. The number of gene copies encoding the cyanobacterial FtsH genomes examined varies from two to nine copies. The results presented here indicate that there are at least seven paralogs of FtsH in cyanobacteria. The paralogous FtsHcb1A, FtsHcb1B and FtsHcb1C derive from an ancestral FtsH originating from a horizontal transfer event (THG) genes in the ancestor of cyanobacteria, in contrast to the paralogous FtsHcb2A, FtsHcb2B, FtsHcb3 and FtsHcb4, that derive from gene duplication events of native ancestral FtsH of cyanobacteria. The genes encoding FtsHcb2A, FtsHcb2B and FtsHcb3 are widely distributed in the cyanobacterial genomes, however, FtsHcb3 is the only paralogue that is present in all the genomes analyzed. It was observed a co-occurrence of genes encoding FtsHcb1C, FtsHcb2A, FtsHcb3 and FtsHcb4, this may indicate some sort of functional interaction between these paralogous. The FtsHcb3 is the most conserved paralogue, in contrast to FtsHcb4. The paralogous of FtsHcb4 encoded in Prochlorococcus marinus genomes have an atypical zinc-binding motif, NEVGR, it was not described yet for FtsH, suggesting a functional divergence of the paralogue in this species. Conclusion. The results presented here show that both THG and gene duplication events have shaped the diversity of FtsHs in Filo Cyanobacteria. Additionally, these results show that complex networks obtained from the identity matrix genes and proteins are useful tools in defining the homology relationships between genes or proteins.
metadata.dc.subject.en: Protein evolution
Orthologous
Photosynthesis
HflB
Genomic analysis
Publisher: Universidade Federal do Recôncavo da Bahia
metadata.dc.publisher.department: CCAAB - Centro de Ciências Agrárias, Ambientais e Biológicas
Issue Date: 8-Aug-2016
metadata.dc.subject.cnpq: CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS::BIOLOGIA GERAL
metadata.dc.rights: Acesso Aberto
metadata.dc.date.available: 2023-05-19T19:39:49Z
URI: http://ri.ufrb.edu.br/jspui/handle/123456789/2387
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