Análise evolutiva do genoma mitocondrial de leveduras : perda do complexo I

• Autor(a) principal: Lopes, Luciano Rodrigo [UNIFESP]
• Data de Publicação: 2017
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UNIFESP
• Texto Completo: https://sucupira.capes.gov.br/sucupira/public/consultas/coleta/trabalhoConclusao/viewTrabalhoConclusao.jsf?popup=true&id_trabalho=5565257; http://repositorio.unifesp.br/handle/11600/50680
• topic: Genoma; Mitocondria; Leveduras; Filogenia; Relógio molecular; Genome; Mitochondrial; Phylogeny; Yeast fungi

A evolução do genoma mitocondrial é essencial para a adaptação das leveduras frente às variações dos níveis de oxigênio. Apesar da Saccharomyces cerevisiae ter perdido os genes que codificam o complexo I mitocondrial, a respiração ainda é possível devido à presença da enzima alternativa NADH desidrogenase, codificada por genes nucleares NDI1, NDE1 e NDE2. O evento de duplicação do genoma completo (WGD) no ancestral das leveduras há 150-100 milhões de anos, promoveu a duplicação e a perda secundária dos genes, entretanto, não há uma relação conhecida com o evento de perda do complexo I mitocondrial. Neste trabalho foram realizadas filogenias por supertrees e por supermatriz, baseadas em 46 genomas mitocondriais, mostrando que a perda do complexo I é prévia ao WGD e ocorreu independentemente no grupo da Saccharomyces cerevisiae e da levedura Schizosaccharomyces pombe. Nós mostramos também que o padrão de ramificação das árvores não foi muito alterado entre as supertrees e a árvore filogenética por supermatriz. A relação entre a filogenia e a conservação da ordem dos genes dentre as espécies de leveduras mais próximas foi consistente. A correlação entre as estimativas por relógio molecular baseadas nos genes mitocondriais com os dados sobre a variação da concentração de oxigênio ao longo do Fanerozoico sugere que a linhagem de Saccharomyces pode ter perdido o complexo I durante períodos sob hipóxia, próximos aos eventos de extinção em massa do Perminiano-Triassico ou Triassico-Jurássico. Enquanto que a linhagem Schizosaccharomyces pode ter perdido o complexo I durante o Cambriano Médio até o Devoniano Inferior, que foi um longo período sob hipóxia. A perda do complexo I mitocondrial durante baixa oferta de oxigênio pode não ter comprometido o metabolismo das leveduras. No entanto, o retorno de níveis aumentados de oxigênio no ambiente pode ter pressionado processos alternativos de respiração. Assim, nós mostramos que a filogenia baseada em NDI1 e NDE1 sugere que ocorreu evolução convergente entre leveduras que perderam o complexo I.