Estudo da influência de elementos transponíveis nos genomas das algas C. reinhardtii e V. carteri

• Autor(a) principal: Philippsen, Gisele Strieder
• Data de Publicação: 2014
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
• Texto Completo: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76132/tde-29052014-095742/
• topic: C. reinhardtii; C. reinhardtii; V. carteri; V. carteri; Elementos transponíveis; Evolução de genes; Gene evolution; Transposable elements

Elementos transponíveis (TEs) são sequências de DNA que possuem a capacidade de transposição no genoma hospedeiro. O principal objetivo deste trabalho reside na investigação em torno de possíveis contribuições de TEs nos genomas das algas C. reinhardtii e V. carteri, mais especificamente, na arquitetura dos genes ortólogos nestas espécies. Neste contexto, análises em sílico em larga escala foram realizadas, buscando-se identificar associações entre TEs e os genes ortólogos. Os resultados indicaram que os genes em C. reinhardtii tendem a acumular mais cópias de TEs em relação aos seus ortólogos em V. carteri. C. reinhardtii apresentou maior densidade de cópias de TEs para as regiões flanqueadora 5´ , flanqueadora 3´ e intrônica quando comparada a V. carteri; o inverso foi verificado quando analisada a densidade de TEs nas regiões codificantes. Análises para apurar a distribuição dos elementos em regiões intergênicas e intragênicas foram estabelecidas, nas quais a frequência observada dos elementos foi comparada à frequência esperada segundo a distribuição randômica de TEs no genoma, simulada computacionalmente. Foram constatadas regiões em que a presença dos elementos encontra-se significativamente abaixo do esperado, a exemplo de intervalos adjacentes ao início e ao término dos genes, o que provavelmente reflete a seleção negativa de eventos de integração nestas delimitações, em virtude dos efeitos deletérios associados à disrupção de estruturas de regulação da expressão gênica. De forma geral, nas regiões flanqueadoras 5´ e 3´, foi identificada a tendência de elevação da frequência padronizada de TEs à medida que a classe de distância avaliada se distancia do início e do término do gene, respectivamente. A baixa representatividade dos elementos também foi constatada em regiões intragênicas. O estudo da distribuição de TEs nos íntrons dos genes ortólogos indicou a preservação destas regiões quanto à fixação de TEs, sendo a representatividade abaixo do esperado mais evidente em intervalos adjacentes ao éxon, o que minimiza a chance de ruptura no padrão de splicing dos genes. Em sequências codificantes, a escassez de TEs - esperada devido ao provável efeito deletério destes eventos para a função do gene - foi constatada nos ortólogos das duas espécies. No entanto, inovações decorrentes da integração dos elementos em regiões codificantes podem resultar em efeitos evolutivos positivos, embora estes eventos sejam raros. Nas espécies analisadas foram identificados dois casos, de especial interesse, em que um domínio da sequência peptídica encontra-se localizado em região derivada de TE: o primeiro refere-se ao gene Cre06.g262800, em C. reinhardtii, no qual foi identificado o domínio PHD-finger associadao ao elemento Gypsy-5-LTR_CR; o segundo remete ao gene Vocar20001092m.g, em V. carteri, no qual o domínio zinc knuckle foi reconhecido em região derivada do elemento Gypsy3-LTR_VC. Estes genes constituem exemplos da contribuição de TEs na evolução de sequências codificadoras nas espécies C. reinhardtii e V. carteri, corroborando a hipótese de que os TEs podem contribuir na evolução da arquitetura dos genes, apesar do efeito disruptivo inerente à integração dos mesmos em regiões gênicas.