Orientador: Ney Lemke / Banca: Paulo Eduardo Martins Ribolla / Banca: Antônio Sérgio Kimus Braz / Resumo: Transcrição é o processo catalizado por um complexo enzimático, RNA polimerase (RNAP), responsável pela síntese de RNA mensageiro a partir de uma sequência de DNA. Diferentes estudos experimentais foram realizados para investigar esse processo, como técnicas bioquímicas, de pinça ótica ou magnética, microscopia de força atômica e fluorescência de molécula única. Com os estudos bioquímicos, por exemplo, sabe-se que várias RNAPs podem transcrever uma sequência simultaneamente. O número de diferentes moléculas depende da necessidade da célula, número de RNAP livres, regeneração do promotor e fatores de transcrição. Um dos sistemas mais investigados para o estudo desse processo é a síntese dos genes ribossomais em Escherichia coli. Os genes ribossomais são fundamentais na fisiologia dos organismos, são expressos abundantemente e existem evidências da aceleração da transcrição devido ao comportamento colaborativo entre as RNAPs. Neste trabalho, propomos simular a transcrição múltipla dos genes ribossomais em E. coli com o modelo estocástico e dependente de sequências desenvolvido em nosso laboratório. As reações químicas foram simuladas utilizando o algoritmo de Gillespie. Essa metodologia apresenta uma boa relação entre custo computacional e realismo biológico e inclui alguns parâmetros não utilizados em estudos teóricos prévios. O modelo considera o alongamento em back e forward tracking, identificando os sítios de pausas e colisões entre RNAPs, determinando o tempo de permanência e predizendo a ocorrência de transcrição abortiva ou a aceleração da transcrição devido ao fenômeno colaborativo entre múltiplas RNAPs. A sequência do operon ribossomal rrnB da E. coli foi simulada variando o número de RNAP (R), a força de interação entre RNAPs (F) e a concentração de nucleosídeo trifosfato ([NTP]). Nossos resultados mostraram-se promissores quando utilizamos uma... / Abstract: The process that produces messenger RNAs from DNA sequences is called transcription, and these reactions are catalyzed by the RNA polimerase enzyme. Many different experimental techniques have been applied to investigate this process including biochemical techniques, optical and magnetic tweezers, atomic force microscopy and single molecule florescence. These biochemical process studies showed that many RNAP molecules operate simultaneously on a single DNA strand. The number of different molecules depends on cellular demands, concentration of free RNAPs, promoter strength and the presence of transcription factors. Escherichia coli ribosomal genes are a popular experimental model to investigate the transcription process. These genes are essential to cell physiology, and they are strongly expressed. There are evidences that some cellular mechanisms collaborate to accelerate their transcription. In this work we investigate the RNAP collaborative transcription in E. coli ribosomal genes using a stochastic and sequence dependent model proposed by our group. The chemical reactions were simulated using a model based on the Gillespie algorithm. This methodology is a good compromise between computational cost and biological realism and includes some ingredients that were missing in previous theoretical studies. The model considers back and forward tracking elongation and it identifies pauses by determining the dwell time on specific sites. The model also predicts abortive transcription and transcription acceleration due to collaborative RNAP interaction. The E. coli rrnB ribosomal operon sequence was simulated by varying (i) the number of RNAP (R) on the DNA strand, (ii) the interaction force between two colliding RNAPs (F) and (iii) the concentration of nucleoside triphosphate ([NTP]). Our results are promising for F =15 pN, R = 50 and [NTP] ... / Mestre

Made available in DSpace on 2014-08-13T14:50:47Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-12-13Bitstream added on 2014-08-13T18:00:33Z : No. of bitstreams: 1 000758352.pdf: 6791091 bytes, checksum: 54f40e4f8672f601934bd9bbf7eadbfe (MD5) / Os modelos funcionais relacionados com as observações GNSS são mais conhecidos do que os modelos estocásticos, visto que o desenvolvimento destes últimos é mais complexo. Normalmente, utilizam-se modelos estocásticos numa forma simplificada, como o modelo padrão, o qual assume que todas as medidas das observações GNSS têm a mesma variância e são estatisticamente independentes, espacialmente e temporalmente. Porém, tal suposição não reflete a realidade. Desta forma, atualmente os modelos estocásticos vêm sendo pesquisados com maior profundidade, por exemplo, considerando correlação temporal, cintilação ionosférica, dentre outros. O Brasil, por estar numa região geomagnética equatorial, sofre forte influência de cintilação ionosférica e outros efeitos relacionados à ionosfera. Tendo em vista a recente tecnologia de receptores GNSS que proporciona a possibilidade de se obter parâmetros de cintilação ionosférica, este efeito é factível de ser considerado na modelagem estocástica. Mesmo com a realização de uma modelagem estocástica adequada no processamento de dados GNSS, ainda podem restar erros não-modelados (ruídos), os quais devem contaminar as séries temporais das coordenadas obtidas com as observáveis GNSS, em especial aqueles relacionados com fatores que extrapolam a duração de uma dia, que é o período em geral utilizado na modelagem e processamento dos dados. Desta forma, tais ruídos podem ser caracterizados a partir das componentes de variância dos ruídos das séries temporais. Sendo assim, essa pesquisa teve como objetivo expandir as investigações com relação à modelagem estocástica das observações GNSS considerando principalmente os efeitos de cintilação ionosférica na região brasileira... / Functional models related to GNSS observations are better known than the stochastic models because the development these last one is more complex. Generally, stochastic models are applied in a simplified form, as the standard model, which assumes that all GNSS measurements have the same variance and are statistically independent, spatially and temporally. However, this assumption does not reflect the reality. Therefore, currently the stochastic models have been investigated more deeply, for instance, considering time correlation, ionospheric scintillation, among others. Brazil is located in the equatorial geomagnetic region and because of this suffers strong influence of ionospheric scintillation and other effects related to the ionosphere. Considering the recent technology of the GNSS receivers, that provide ways to obtain parameters of ionospheric scintillation, this effect is feasible of being considered in the stochastic modeling. Even if an adequate stochastic modeling could be applied in the GNSS data processing, it still may remain non-modeled errors (noise) that can influence the coordinate’s time series, especially those related to factors that go beyond the duration of one day, which is in general the interval (one day) used in the modeling and data processing. Thus, such noise can be characterized from the noise variance components of the time series. Therefore, this research aimed to expand the investigations regarding the stochastic modeling of GNSS observations mainly considering the ionospheric scintillation effects in the Brazilian region. Furthermore, it also aims to perform investigations related to methodologies for the noise characterization in the GNSS coordinates time series and establish a methodology for building functional models of these series...

Made available in DSpace on 2015-12-10T14:23:59Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-04-24. Added 1 bitstream(s) on 2015-12-10T14:30:07Z : No. of bitstreams: 1 000852258.pdf: 1391953 bytes, checksum: 0d7e06938cd3251b6670b1cae39a85d1 (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Transcrição é o processo catalizado por um complexo enzimático, RNA polimerase (RNAP), responsável pela síntese de RNA mensageiro a partir de uma sequência de DNA. Diferentes estudos experimentais foram realizados para investigar esse processo, como técnicas bioquímicas, de pinça ótica ou magnética, microscopia de força atômica e fluorescência de molécula única. Com os estudos bioquímicos, por exemplo, sabe-se que várias RNAPs podem transcrever uma sequência simultaneamente. O número de diferentes moléculas depende da necessidade da célula, número de RNAP livres, regeneração do promotor e fatores de transcrição. Um dos sistemas mais investigados para o estudo desse processo é a síntese dos genes ribossomais em Escherichia coli. Os genes ribossomais são fundamentais na fisiologia dos organismos, são expressos abundantemente e existem evidências da aceleração da transcrição devido ao comportamento colaborativo entre as RNAPs. Neste trabalho, propomos simular a transcrição múltipla dos genes ribossomais em E. coli com o modelo estocástico e dependente de sequências desenvolvido em nosso laboratório. As reações químicas foram simuladas utilizando o algoritmo de Gillespie. Essa metodologia apresenta uma boa relação entre custo computacional e realismo biológico e inclui alguns parâmetros não utilizados em estudos teóricos prévios. O modelo considera o alongamento em back e forward tracking, identificando os sítios de pausas e colisões entre RNAPs, determinando o tempo de permanência e predizendo a ocorrência de transcrição abortiva ou a aceleração da transcrição devido ao fenômeno colaborativo entre múltiplas RNAPs. A sequência do operon ribossomal rrnB da E. coli foi simulada variando o número de RNAP (R), a força de interação entre RNAPs (F) e a concentração de nucleosídeo trifosfato ([NTP]). Nossos resultados mostraram-se promissores quando utilizamos uma... / The process that produces messenger RNAs from DNA sequences is called transcription, and these reactions are catalyzed by the RNA polimerase enzyme. Many different experimental techniques have been applied to investigate this process including biochemical techniques, optical and magnetic tweezers, atomic force microscopy and single molecule florescence. These biochemical process studies showed that many RNAP molecules operate simultaneously on a single DNA strand. The number of different molecules depends on cellular demands, concentration of free RNAPs, promoter strength and the presence of transcription factors. Escherichia coli ribosomal genes are a popular experimental model to investigate the transcription process. These genes are essential to cell physiology, and they are strongly expressed. There are evidences that some cellular mechanisms collaborate to accelerate their transcription. In this work we investigate the RNAP collaborative transcription in E. coli ribosomal genes using a stochastic and sequence dependent model proposed by our group. The chemical reactions were simulated using a model based on the Gillespie algorithm. This methodology is a good compromise between computational cost and biological realism and includes some ingredients that were missing in previous theoretical studies. The model considers back and forward tracking elongation and it identifies pauses by determining the dwell time on specific sites. The model also predicts abortive transcription and transcription acceleration due to collaborative RNAP interaction. The E. coli rrnB ribosomal operon sequence was simulated by varying (i) the number of RNAP (R) on the DNA strand, (ii) the interaction force between two colliding RNAPs (F) and (iii) the concentration of nucleoside triphosphate ([NTP]). Our results are promising for F =15 pN, R = 50 and [NTP] ... / CNPq: 2013/06683-2

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:26:03Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-09-03Bitstream added on 2014-06-13T20:53:59Z : No. of bitstreams: 1 costa_pr_me_botib.pdf: 664900 bytes, checksum: d4b731cf5ba2463de35082d25d1fdb1e (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / A transcrição realizada pela RNA polimerase (RNAP) é um processo cuidadosamente controlado no desenvolvimento e na manutenção das funções vitais dos organismos. O desenvolvimento de novas técnicas e equipamentos para seu estudo, como as técnicas de pinça ótica ou magnética, a microscopia de força atômica e a fiuorescência de molécula única, complementaram os resultados dos estudos bioquímicos tradicionais e nos levaram a um maior entendimento do processo. A ocorrência de pausas em sítios específicos durante o alongamento, já observadas na década de 80, passou a ser estudada com maior interesse devido a sua importância biológica: acredita-se que essas pausas assegurem que a transcrição e a tradução ocorram simultaneamente em bactérias, permitam o dobramento correto das estruturas secundárias e terciárias do R A, facilitem a ligação de reguladores de alongamento e precedam a etapa de terminação transcricional. Modelos teóricos baseados na estabilidade termodinâmica do complexo de alongamento transcricional foram bem sucedidos na previsão da cinética do alongamento. Seus resultados indicaram que a RNAP pode ser vista como um motor molecular e sua motilidade possui características do modelo de catraca browniana. Entretanto, esses modelos consideram a presença de apenas uma polimerase realizando a transcrição. Experimentos recentes mostraram que a ocorrência de colisões entre essas enzimas durante a transcrição múltipla de um mesmo gene altera seu comportamento. Baseados nesses resultados, propomos a generalização de um dos modelos estocásticos que consideram a sequência molde para o estudo desse fenômeno. Em nossa aproximação, colisões entre as moléculas RNAP modificam a taxa de ocorrência da transcrição. A implementação do modelo foi realizada em... / The transcription of the information encoded within the DNA to the RNA molecule is exquisitely controlled during the development of the organisms and to its vital functions and has as the protagonist the RNA polymerase enzyme (RNAP). The development of single-molecule techniques, such as the magnetic and optical tweezers, atomic-force microscopy and single-molecule uorescence, increased our understanding of the process, complementing traditional biochemical studies. The non-homogeneity of the RNAP movement due to the occurrence of \pauses at speci c sites during elongation was revealed using electrophoresis gels. It is believed that these pauses ensure concurrency between transcription and translation in bacteria, allow the correct folding of RNA secondary and tertiary structures, facilitate the binding of regulating factors during elongation and preceding the transcriptional termination step. Theoretical models have been proposed to explain and predict the RNAP kinetics during the polymerization. Models based on the thermodynamic stability of the transcription elongation complex recover much of the kinetics and indicate that its movement has a Brownian ratchet mechanism. However, experiments showed that if more than one RNAP molecule initiate from the same promoter, their behavior changes and new phenomenona are observed. We proposed and implemented a theoretical model that considers collisions between RNAP molecules and predicts their cooperative behavior during multi-round transcription. The model generalizes a stochastic sequence-dependent model. In our approach, collisions between elongating enzymes modify their transcription rate values. We performed the simulations in Mathematica and compared the results of the single and the multiple-molecule transcription with experimental... (Complete abstract click electronic access below)

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:31:34Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-05-14Bitstream added on 2014-06-13T18:42:23Z : No. of bitstreams: 1 quartezani_wz_dr_botfca.pdf: 1265527 bytes, checksum: 036aff6ea189cc80d9fe9bc94f9ebdcb (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Universidade Estadual Paulista (UNESP) / A necessidade de técnicas e ferramentas que contribuem de forma simples, rápida e eficaz no monitoramento do sistema produtivo, como a avaliação do comportamento da variabilidade espacial das culturas agrícolas e o uso de sensores remotos, analisados em conjunto, para estimativa de atributos de culturas agrícolas, como o café, vêm se tornando um dos pilares na obtenção de uma agricultura precisa e sustentável. O objetivo do trabalho foi estimar e simular a produção de café maduro (CM) em kg por meio de técnicas Geoestatísticas e de Sensoriamento Remoto (SR), utilizando imagens de satélite, para a predição da produção e determinação das áreas de incerteza. O estudo foi realizado em uma área comercial de café conilon, Coffea canephora Pierre, Var. conilon, no Município de São Mateus - (ES), onde foi amostrada em campo a produção de café maduro em uma malha irregular de 18,5 ha, totalizando 87 pontos. Ajustado o variograma, estimou-se a variável primária (CM) pela krigagem e como variáveis secundárias foram gerados Índices de Vegetação (IVs) da transformação das imagens de satélite. De posse das imagens primária e secundária, aplicou a Simulação Sequencial Direta (DSS) para o caso de simulação sem o uso de imagem secundária e Cosimulação Sequencial Direta colocalizada (CoDSS) para simular a variável CM, utilizando os IVs como imagens secundárias. Na CoDSS foram testadas correlações globais (CoDSS_CCG) e locais (CoDSS_CCL) entre a variável CM e os IVs. Em cada um dos 3 métodos de simulação e para cada IV, na CoDSS, foram realizadas 50 simulações. Atendendo aos pressupostos exigidos pelos métodos de simulações, foram analisados as estatísticas, histograma e variografia das simulações. A variável CM ajustou-se ao... / The need for techniques and tools that contribute in a simple, quick and efficient way to monitor the productive system, as the performance assessment of the spatial variability of crop and the use of remote sensors, analyzed together, to estimate the attributes of crop, as coffee, have become a mainstay in obtaining an accurate and sustainable agriculture. The aim of the study was to estimate and simulate the production of mature coffee (CM) in kg by using the techniques of Geostatistical and Remote Sensing (SR), using satellite images, to the production prediction and determining areas of uncertainty. The study were done in a commercial area of conilon coffee, Coffea canephora Pierre, Var. conilon, at the city of São Mateus - (ES), where the production of mature coffee was sampled in field in an irregular mesh of 18,5 ha, totaling 87 points. Adjusted the variogram, was estimated the primary variable (CM) by kriging and as secondary variables were generated Vegetation Index (IVs) of processing of the satellite images. Having the primary and secondary images, was applied the Direct Sequential Simulation (DSS) for the case of simulation without the use of the secondary image and Direct Sequential Co-simulation co-located (CoDSS) to simulate the variable CM, using the IVs as secondary images. In the CoDSS were tested global correlations (CoDSS_CCG) and locals (CoDSS_CCL) between the CM variable and the IVs. In each one of three simulation methods and for each IV, on CoDSS, were done 50 simulations. Considering the assumptions required by the simulation methods, were analyzed statistics, histograms and... (Complete abstract click electronic access below)

Made available in DSpace on 2014-11-10T11:09:40Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-02-19Bitstream added on 2014-11-10T11:58:48Z : No. of bitstreams: 1 000785493.pdf: 9856113 bytes, checksum: a3e8c750ee3226471acfee170c95654e (MD5) / Infecções hospitalares são infecções clinicamente detectáveis que geralmente aparecem até 48 horas após a admissão do paciente. Uma das bactérias causadoras de infecção em ambiente hospitalar é a Acinetobacter baumannii, que é a quarta bactéria Gram-Negativa mais frequente em Unidades de Terapia Intensiva (UTIs) brasileiras. A ausência de estratégias de controle prolonga a estadia dos pacientes e aumenta o custo do tratamento, tornando medidas de intervenção e o controle extremamente importante. A aplicação de modelos matemáticos à epidemiologiaé uma área de pesquisa em crescente desenvolvimento e pode ser usada para auxiliar nas tomadas de decisões. Sendo assim, neste trabalho foi proposto um modelo matemático compartimental em tempo discreto para descrever a transmissão de A. baumannii em uma UTI brasileira, onde os parâmetros foram estimados da literatura. Considerou-se que a contaminação ocorreu através do ambiente (dispositivos invasivos, técnicas cirúrgicas ou móveis) ou pelo contato entre paciente e equipe de trabalho, deste modo a equipe de trabalho atua como vetor da doença. Optou-se pela modelagem em tempo discreto devido ao fato de que as coletas das culturas de vigilância são feitas em intervalos de dias. Na versão determinística, analisou-se a estabilidade e a sensibilidade do ponto de equilíbrio aos parâmetros do modelo em três cenários, onde variou-se a probabilidade de isolamento de pacientes colonizados, supondo que o hospital realiza busca ativa por pacientes colonizados através de swab de orofaringe, swab de orofaringe + swab de axila e sem a realização de busca ativa, supondo o ambiente com maior colonização. Na versão estocástica, utilizou-se cadeia de Markov em tempo discreto (CMTD) para simular e avaliar a efetividade de algumas medidas de controle, como a higienização do ambiente, a precaução no contato e o isolamento de pacientes positivos à bactérias. Observou-se ... / Nosocomial infections are detectable infections that generally occur 48 hours after patient admission. Acinetobacter baumannii is a bacteria related to nosocomial infections, which is the fourth Gram-negative bacteria frequently in brazilian ICUs. The absence of control strategies increases the permanence of patients and the cost of treatment, therefore intervention and control measures have become extremely important. Mathematical models approach for epidemiology has been growing and can be used to support decisions. Thus, in this work we proposed a compartimental mathematical model in discrete time to describe A. baumannii transmission in a brazilian ICU with parameters from the literature. We considered that contamination occured because of either the environment (e.g. invasive methods, surgical techniques) or contact between patient and health care workers that play the role of disease vectors. We chose a discrete mathematical model since surveillance cultures are collected per day. In deterministic version we analysed stability and sensitivity of equilibrium points to model parameters in two situations in which probability of isolation for colonized patients was varyied, supposing the hospital accomplishes a active search to identify colonized patients by using oropharynx swab and oropharynx swab plus axillae swab, without active search, supposing a more colonized environment. In stochastic version, we used Discrete Time Markov Chains to simulate and assess the effectiveness of some control measures like colonization by the environment and contact and isolation probabilities. We verified the great importance of the hygienization of hospital environment and the identification of patient colonization

Orientador: Celia Regina Lopes Zimback / Banca: Paulo Milton Barbosa Landim / Banca: Ednaldo Carvalho Guimarães / Banca: Zacarias Xavier de Barros / Banca: Helio Grassi Filho / Resumo: A necessidade de técnicas e ferramentas que contribuem de forma simples, rápida e eficaz no monitoramento do sistema produtivo, como a avaliação do comportamento da variabilidade espacial das culturas agrícolas e o uso de sensores remotos, analisados em conjunto, para estimativa de atributos de culturas agrícolas, como o café, vêm se tornando um dos pilares na obtenção de uma agricultura precisa e sustentável. O objetivo do trabalho foi estimar e simular a produção de café maduro (CM) em kg por meio de técnicas Geoestatísticas e de Sensoriamento Remoto (SR), utilizando imagens de satélite, para a predição da produção e determinação das áreas de incerteza. O estudo foi realizado em uma área comercial de café conilon, Coffea canephora Pierre, Var. conilon, no Município de São Mateus - (ES), onde foi amostrada em campo a produção de café maduro em uma malha irregular de 18,5 ha, totalizando 87 pontos. Ajustado o variograma, estimou-se a variável primária (CM) pela krigagem e como variáveis secundárias foram gerados Índices de Vegetação (IVs) da transformação das imagens de satélite. De posse das imagens primária e secundária, aplicou a Simulação Sequencial Direta (DSS) para o caso de simulação sem o uso de imagem secundária e Cosimulação Sequencial Direta colocalizada (CoDSS) para simular a variável CM, utilizando os IVs como imagens secundárias. Na CoDSS foram testadas correlações globais (CoDSS_CCG) e locais (CoDSS_CCL) entre a variável CM e os IVs. Em cada um dos 3 métodos de simulação e para cada IV, na CoDSS, foram realizadas 50 simulações. Atendendo aos pressupostos exigidos pelos métodos de simulações, foram analisados as estatísticas, histograma e variografia das simulações. A variável CM ajustou-se ao... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The need for techniques and tools that contribute in a simple, quick and efficient way to monitor the productive system, as the performance assessment of the spatial variability of crop and the use of remote sensors, analyzed together, to estimate the attributes of crop, as coffee, have become a mainstay in obtaining an accurate and sustainable agriculture. The aim of the study was to estimate and simulate the production of mature coffee (CM) in kg by using the techniques of Geostatistical and Remote Sensing (SR), using satellite images, to the production prediction and determining areas of uncertainty. The study were done in a commercial area of conilon coffee, Coffea canephora Pierre, Var. conilon, at the city of São Mateus - (ES), where the production of mature coffee was sampled in field in an irregular mesh of 18,5 ha, totaling 87 points. Adjusted the variogram, was estimated the primary variable (CM) by kriging and as secondary variables were generated Vegetation Index (IVs) of processing of the satellite images. Having the primary and secondary images, was applied the Direct Sequential Simulation (DSS) for the case of simulation without the use of the secondary image and Direct Sequential Co-simulation co-located (CoDSS) to simulate the variable CM, using the IVs as secondary images. In the CoDSS were tested global correlations (CoDSS_CCG) and locals (CoDSS_CCL) between the CM variable and the IVs. In each one of three simulation methods and for each IV, on CoDSS, were done 50 simulations. Considering the assumptions required by the simulation methods, were analyzed statistics, histograms and... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Orientador: Claudia Pio Ferreira / Banca: Carlos Magno Branco Fortaleza / Banca: Hyun Mo Hang / Resumo: Infecções hospitalares são infecções clinicamente detectáveis que geralmente aparecem até 48 horas após a admissão do paciente. Uma das bactérias causadoras de infecção em ambiente hospitalar é a Acinetobacter baumannii, que é a quarta bactéria Gram-Negativa mais frequente em Unidades de Terapia Intensiva (UTIs) brasileiras. A ausência de estratégias de controle prolonga a estadia dos pacientes e aumenta o custo do tratamento, tornando medidas de intervenção e o controle extremamente importante. A aplicação de modelos matemáticos à epidemiologiaé uma área de pesquisa em crescente desenvolvimento e pode ser usada para auxiliar nas tomadas de decisões. Sendo assim, neste trabalho foi proposto um modelo matemático compartimental em tempo discreto para descrever a transmissão de A. baumannii em uma UTI brasileira, onde os parâmetros foram estimados da literatura. Considerou-se que a contaminação ocorreu através do ambiente (dispositivos invasivos, técnicas cirúrgicas ou móveis) ou pelo contato entre paciente e equipe de trabalho, deste modo a equipe de trabalho atua como vetor da doença. Optou-se pela modelagem em tempo discreto devido ao fato de que as coletas das culturas de vigilância são feitas em intervalos de dias. Na versão determinística, analisou-se a estabilidade e a sensibilidade do ponto de equilíbrio aos parâmetros do modelo em três cenários, onde variou-se a probabilidade de isolamento de pacientes colonizados, supondo que o hospital realiza busca ativa por pacientes colonizados através de swab de orofaringe, swab de orofaringe + swab de axila e sem a realização de busca ativa, supondo o ambiente com maior colonização. Na versão estocástica, utilizou-se cadeia de Markov em tempo discreto (CMTD) para simular e avaliar a efetividade de algumas medidas de controle, como a higienização do ambiente, a precaução no contato e o isolamento de pacientes positivos à bactérias. Observou-se ... / Abstract: Nosocomial infections are detectable infections that generally occur 48 hours after patient admission. Acinetobacter baumannii is a bacteria related to nosocomial infections, which is the fourth Gram-negative bacteria frequently in brazilian ICUs. The absence of control strategies increases the permanence of patients and the cost of treatment, therefore intervention and control measures have become extremely important. Mathematical models approach for epidemiology has been growing and can be used to support decisions. Thus, in this work we proposed a compartimental mathematical model in discrete time to describe A. baumannii transmission in a brazilian ICU with parameters from the literature. We considered that contamination occured because of either the environment (e.g. invasive methods, surgical techniques) or contact between patient and health care workers that play the role of disease vectors. We chose a discrete mathematical model since surveillance cultures are collected per day. In deterministic version we analysed stability and sensitivity of equilibrium points to model parameters in two situations in which probability of isolation for colonized patients was varyied, supposing the hospital accomplishes a active search to identify colonized patients by using oropharynx swab and oropharynx swab plus axillae swab, without active search, supposing a more colonized environment. In stochastic version, we used Discrete Time Markov Chains to simulate and assess the effectiveness of some control measures like colonization by the environment and contact and isolation probabilities. We verified the great importance of the hygienization of hospital environment and the identification of patient colonization / Mestre

Orientador: João Francisco Galera Monico / Coorientador: Manoel Ivanildo Silvestre Bezerra / Banca: Silvio Rogério Correia de Freitas / Banca: Eunice Menezes de Souza / Banca: Vilma Mayumi Tachibana / Banca: Daniele Barroca Marra Alves / Resumo: Os modelos funcionais relacionados com as observações GNSS são mais conhecidos do que os modelos estocásticos, visto que o desenvolvimento destes últimos é mais complexo. Normalmente, utilizam-se modelos estocásticos numa forma simplificada, como o modelo padrão, o qual assume que todas as medidas das observações GNSS têm a mesma variância e são estatisticamente independentes, espacialmente e temporalmente. Porém, tal suposição não reflete a realidade. Desta forma, atualmente os modelos estocásticos vêm sendo pesquisados com maior profundidade, por exemplo, considerando correlação temporal, cintilação ionosférica, dentre outros. O Brasil, por estar numa região geomagnética equatorial, sofre forte influência de cintilação ionosférica e outros efeitos relacionados à ionosfera. Tendo em vista a recente tecnologia de receptores GNSS que proporciona a possibilidade de se obter parâmetros de cintilação ionosférica, este efeito é factível de ser considerado na modelagem estocástica. Mesmo com a realização de uma modelagem estocástica adequada no processamento de dados GNSS, ainda podem restar erros não-modelados (ruídos), os quais devem contaminar as séries temporais das coordenadas obtidas com as observáveis GNSS, em especial aqueles relacionados com fatores que extrapolam a duração de uma dia, que é o período em geral utilizado na modelagem e processamento dos dados. Desta forma, tais ruídos podem ser caracterizados a partir das componentes de variância dos ruídos das séries temporais. Sendo assim, essa pesquisa teve como objetivo expandir as investigações com relação à modelagem estocástica das observações GNSS considerando principalmente os efeitos de cintilação ionosférica na região brasileira... / Abstract: Functional models related to GNSS observations are better known than the stochastic models because the development these last one is more complex. Generally, stochastic models are applied in a simplified form, as the standard model, which assumes that all GNSS measurements have the same variance and are statistically independent, spatially and temporally. However, this assumption does not reflect the reality. Therefore, currently the stochastic models have been investigated more deeply, for instance, considering time correlation, ionospheric scintillation, among others. Brazil is located in the equatorial geomagnetic region and because of this suffers strong influence of ionospheric scintillation and other effects related to the ionosphere. Considering the recent technology of the GNSS receivers, that provide ways to obtain parameters of ionospheric scintillation, this effect is feasible of being considered in the stochastic modeling. Even if an adequate stochastic modeling could be applied in the GNSS data processing, it still may remain non-modeled errors (noise) that can influence the coordinate's time series, especially those related to factors that go beyond the duration of one day, which is in general the interval (one day) used in the modeling and data processing. Thus, such noise can be characterized from the noise variance components of the time series. Therefore, this research aimed to expand the investigations regarding the stochastic modeling of GNSS observations mainly considering the ionospheric scintillation effects in the Brazilian region. Furthermore, it also aims to perform investigations related to methodologies for the noise characterization in the GNSS coordinates time series and establish a methodology for building functional models of these series... / Doutor

Orientador: Ney Lemke / Banca: Scheila de Ávila e Silva / Banca: José Luiz Rybarczyk Filho / Resumo: A transcrição realizada pela RNA polimerase (RNAP) é um processo cuidadosamente controlado no desenvolvimento e na manutenção das funções vitais dos organismos. O desenvolvimento de novas técnicas e equipamentos para seu estudo, como as técnicas de pinça ótica ou magnética, a microscopia de força atômica e a fiuorescência de molécula única, complementaram os resultados dos estudos bioquímicos tradicionais e nos levaram a um maior entendimento do processo. A ocorrência de "pausas" em sítios específicos durante o alongamento, já observadas na década de 80, passou a ser estudada com maior interesse devido a sua importância biológica: acredita-se que essas pausas assegurem que a transcrição e a tradução ocorram simultaneamente em bactérias, permitam o dobramento correto das estruturas secundárias e terciárias do R A, facilitem a ligação de reguladores de alongamento e precedam a etapa de terminação transcricional. Modelos teóricos baseados na estabilidade termodinâmica do complexo de alongamento transcricional foram bem sucedidos na previsão da cinética do alongamento. Seus resultados indicaram que a RNAP pode ser vista como um motor molecular e sua motilidade possui características do modelo de catraca browniana. Entretanto, esses modelos consideram a presença de apenas uma polimerase realizando a transcrição. Experimentos recentes mostraram que a ocorrência de colisões entre essas enzimas durante a transcrição múltipla de um mesmo gene altera seu comportamento. Baseados nesses resultados, propomos a generalização de um dos modelos estocásticos que consideram a sequência molde para o estudo desse fenômeno. Em nossa aproximação, colisões entre as moléculas RNAP modificam a taxa de ocorrência da transcrição. A implementação do modelo foi realizada em ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The transcription of the information encoded within the DNA to the RNA molecule is exquisitely controlled during the development of the organisms and to its vital functions and has as the protagonist the RNA polymerase enzyme (RNAP). The development of single-molecule techniques, such as the magnetic and optical tweezers, atomic-force microscopy and single-molecule uorescence, increased our understanding of the process, complementing traditional biochemical studies. The non-homogeneity of the RNAP movement due to the occurrence of \pauses" at speci c sites during elongation was revealed using electrophoresis gels. It is believed that these pauses ensure concurrency between transcription and translation in bacteria, allow the correct folding of RNA secondary and tertiary structures, facilitate the binding of regulating factors during elongation and preceding the transcriptional termination step. Theoretical models have been proposed to explain and predict the RNAP kinetics during the polymerization. Models based on the thermodynamic stability of the transcription elongation complex recover much of the kinetics and indicate that its movement has a Brownian ratchet mechanism. However, experiments showed that if more than one RNAP molecule initiate from the same promoter, their behavior changes and new phenomenona are observed. We proposed and implemented a theoretical model that considers collisions between RNAP molecules and predicts their cooperative behavior during multi-round transcription. The model generalizes a stochastic sequence-dependent model. In our approach, collisions between elongating enzymes modify their transcription rate values. We performed the simulations in Mathematica and compared the results of the single and the multiple-molecule transcription with experimental... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre