Análise genômica de Metacaspases em Poaceae

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Massanet, Thais
Data de Publicação: 2023
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFABC
Texto Completo: http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=126166
Resumo: Orientadora: Profa. Dra. Nathalia De Setta Costa
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spelling Análise genômica de Metacaspases em PoaceaeMORTE CELULAR PROGRAMADASENESCÊNCIAGENÔMICA COMPARATIVAEVOLUÇÃOFILOGENIAPROGRAMMED CELL DEATHSENESCENCECOMPARATIVE GENOMICSEVOLUTIONPHYLOGENYPROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM BIOSSISTEMAS - UFABCOrientadora: Profa. Dra. Nathalia De Setta CostaTese (doutorado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Biotecnociência, São Bernardo do Campo, 2023.O desenvolvimento de tecnologias de sequenciamento de alto rendimento possibilitou a realização de projetos genoma de diversas plantas, tornando possível a integração de dados biológicos e abrindo caminhos para estudos nas áreas de bioinformática e da genômica. Os bancos de dados genômicos contribuem para a identificação de novos genes por meio de análises comparativas, possibilitando o entendimento de sua organização e complexidade funcional. Metacaspases são proteases dependentes de cisteína que apresentam elementos estruturais semelhantes às caspases animais, apesar da existência de variações de substrato, topologia e mecanismos de ativação. As metacaspases estão envolvidas no processo de morte celular programada (PCD) em plantas, processo fisiológico pelo qual as células ativam um programa intrínseco de senescência, podendo ser desencadeada em resposta ao estresse. A família de monocotiledôneas Poaceae é uma das principais entre as angiospermas, apresentando um importante número de espécies e distribuição geográfica. As Poaceae contribuem com a maior parte da produção mundial de alimentos, tendo suma importância para a economia do setor agrícola nacional. Considerando esse contexto, uma abordagem de genômica comparativa foi adotada para identificar os genes que codificam as metacaspases em Poaceae, com o objetivo de estudar a diversidade dessa família gênica utilizando análises in silico. Nas 13 espécies de Poaceae selecionadas para este estudo foram identificados 161 genes codificadores de metacaspases, com importantes níveis de diversidade de sequência e estrutural. A análise filogenética indicou que as metacaspases podem ser classificadas em tipos I e II que, por sua vez, podem ser divididos em nove grupos, sendo que alguns deles se diversificaram exclusivamente em Poaceae. O padrão de evolução dos códons mostrou um significativo relaxamento da seleção purificadora para os nove grupos, sendo que em dois grupos foi detectada ação da seleção positiva. A análise de localização subcelular demonstrou que as metacaspases podem ser direcionadas para múltiplos compartimentos subcelulares, tendo uma maior prevalência no cloroplasto e no núcleo. Já a identificação e a análise da distribuição de elementos de transposição possibilitou uma melhor compreensão da diversidade do mobiloma dentro da família. Em termos gerais esses resultados fornecem uma base para futuros estudos genômicos desta família gênica em Poaceae.The development of high-throughput sequencing technologies has made it possible to carry out genome projects for several plants making it possible to integrate biological data and opening the way for studies in the area of bioinformatics and genomics. Genomic databases contribute to the identification of new genes through comparative analyses making it possible to understand their organization and functional complexity. Metacaspases are cysteinedependent proteases that have structural elements similar to animal caspases despite the existence of variations in substrate, topology and activation mechanisms. Metacaspases are involved in the process of programmed cell death (PCD) in plants, a physiological process by which cells activate an intrinsic program of senescence which can be triggered in response to stress. The family of monocotyledons Poaceae is one of the main among angiosperms presenting an important number of species and geographic distribution. The Poaceae contribute to most of the world's food production being extremely important for the economy of the national agricultural sector. Considering this context, a comparative genomics approach was adopted to identify the genes that encode metacaspases in Poaceae with the objective of studying the diversity of this gene family using in silico analyses. In the 13 species of Poaceae selected for this study, 161 encoding genes metacaspases were identified with important levels of sequence and structural diversity. Phylogenetic analysis indicated that metacaspases can be classified into types I and II which can be further divided into nine groups, some of which have diversified exclusively into Poaceae. The pattern of codon evolution showed a significant relaxation of purifying selection for the nine groups and in two groups positive selection action was detected. Subcellular localization analysis demonstrated that metacaspases can be targeted to multiple subcellular compartments with a higher prevalence in the chloroplast and nucleus. Furthermore, the identification and analysis of transposable elements distribution provided a better understanding of the mobilome diversity within the family. In general terms, these results provide a basis for future genomic studies of this gene family in Poaceae.Costa, Nathalia de SettaAlmeida, Fernanda NascimentoCesarino, IgorScortecci, Katia CastanhoSouza, Wagner Rodrigo deMassanet, Thais2023info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdf98 f. : il.http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=126166http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=126166&midiaext=81121Cover: http://biblioteca.ufabc.edu.br/php/capa.php?obra=126166porreponame:Repositório Institucional da UFABCinstname:Universidade Federal do ABC (UFABC)instacron:UFABCinfo:eu-repo/semantics/openAccess2024-01-19T08:44:07Zoai:BDTD:126166Repositório InstitucionalPUBhttp://www.biblioteca.ufabc.edu.br/oai/oai.phpopendoar:2024-01-19T08:44:07Repositório Institucional da UFABC - Universidade Federal do ABC (UFABC)false
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