Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Biologia Animal, 2006. / Submitted by Mariana Fonseca Xavier Nunes (nanarteira@hotmail.com) on 2010-09-26T00:28:32Z No. of bitstreams: 1 2006-Paulo Roberto Queiroz da Silva.pdf: 2518028 bytes, checksum: 4220ca85a8a6f8d0730156578a395938 (MD5) / Approved for entry into archive by Gomes Neide(nagomes2005@gmail.com) on 2010-09-30T13:47:50Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2006-Paulo Roberto Queiroz da Silva.pdf: 2518028 bytes, checksum: 4220ca85a8a6f8d0730156578a395938 (MD5) / Made available in DSpace on 2010-09-30T13:47:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2006-Paulo Roberto Queiroz da Silva.pdf: 2518028 bytes, checksum: 4220ca85a8a6f8d0730156578a395938 (MD5) Previous issue date: 2006-04 / A mosca-branca (Bemisia tabaci) tem assumido um papel de destaque na agricultura mundial por ser uma praga de importância econômica em função das infestações causadas pelo biótipo B de B. tabaci e que já se encontra distribuído em todos os continentes. O conhecimento da diferenciação genética de B. tabaci permitirá o desenvolvimento de estratégias para o controle da mosca-branca no Brasil. O presente estudo teve como objetivo caracterizar e analisar a variabilidade genética da mosca-branca B. tabaci, por meio de marcadores moleculares baseados em DNA. Os dados de caracterização molecular por RAPD, revelaram a extrema complexidade da espécie sugerindo uma possível separação das populações em função da planta hospedeira. Posteriormente, os dados de variância molecular revelaram que, a maior fonte de variabilidade era originária de diferenças entre as populações, do que em relação a variações dentro das populações do biótipo B desse inseto. Observou-se, ainda, que o biótipo BR, nativo do Brasil, apresentou baixa similaridade genética em relação ao biótipo B, que foi introduzido no país. Sendo assim, fragmentos de RAPD de ocorrência persistente nas populações estudadas dos biótipos B e BR, foram clonados e seqüenciados, seguindo-se o desenvolvimento de dois conjuntos de primers, para a detecção do biótipo B e um para a detecção do biótipo BR. Esses marcadores denominados SCAR (Seqüências Caracterizadas de Regiões Amplificadas) mostraram-se sensíveis para a detecção dos biótipos em questão, sendo capazes de discriminá-los em testes utilizando amostras de DNA provenientes de diferentes insetos. Os resultados obtidos permitem propor um modelo para a dispersão do biótipo B em campo. Possivelmente, as fêmeas de B. tabaci biótipo B adotam um sistema multifatorial (detecção de predadores, interferência por machos de outros biótipos, disponibilidade de recursos e competição entre populações de um mesmo biótipo) para a seleção das culturas hospedeiras. Independente do fenômeno ocorrido em relação à cultura hospedeira selecionada pelo biótipo B de B. tabaci, os marcadores SCAR foram capazes de detectar os dois biótipos de ocorrência no Brasil. O desenvolvimento de marcadores específicos para cada biótipo de B. tabaci é uma etapa decisiva para o estabelecimento de estratégias baseadas em DNA para a detecção e a prevenção da entrada de novos biótipos no Brasil, minimizando os riscos provocados pela entrada de insetos exóticos no agro-ecossistema brasileiro. _________________________________________________________________________________ ABSTRACT / The whitefly Bemisia tabaci has assumed an increasing importance because it is one of the most harmful pests of plant production. An increasing number of plant diseases were related to the B biotype of B. tabaci. This biotype is the most widespread pest of economically important plant crops. The understanding of the genetic differentiation of B. tabaci allows the development of methods to control this pest in many countries, including Brazil. The objective of this study was the characterization and analysis of the genetic variability of the B. tabaci using DNA based molecular markers. The molecular characterization by RAPD revealed the extreme complexity of this species suggesting possible population segregation by host culture. The molecular variance analysis (AMOVA) revealed that the highest genetic variability were more due to variations among the populations analyzed than genetic variation in the populations of the B biotype of B. tabaci. The native B. tabaci biotype (called BR) showed low genetic similarity to the introduced B. tabaci B biotype. Random amplified polymorphic DNA (RAPD) fragments occurring persistently in all B and BR populations studied were cloned, sequenced, and used to design two sets of SCAR (Sequence Characterized Amplified Region) primers to detect the B biotype and one to detect the BR biotype. These SCAR markers were very sensitive to discriminate the two biotypes analyzed in this study. The specific biotype detection occurred in several conditions, including tests using DNA extracted from different insect sources. These molecular results could be used in a proposition of a model trying to explain the dispersion of B. tabaci in the field. Possibly, the B. tabaci B biotype females could adopt a multifactorial system to select its host crops. This system could be formed by factors like detection of predators of its offspring, interference by males from different biotypes, availability of plant resources, and competition among populations of the same biotype. Independently of which factors were interfering or influencing on B. tabaci to take a decision about host plant, the SCAR markers developed in this study were able to detect the most common B. tabaci biotypes occurring in Brazil. The development of specific molecular markers to each B. tabaci biotypes is a very important step to the establishment of DNA based strategies to detect and prevent the incoming of new biotypes of whiteflies in Brazil, reducing the risks produced by the introduction of exotic insects in the Brazilian agricultural.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Medicina, 2006. / Submitted by samara castro (sammy_roberta7@hotmail.com) on 2010-10-24T17:57:02Z No. of bitstreams: 1 2006-Gina Camilo de Oliveira.pdf: 655367 bytes, checksum: 40e91312e15ca06d389e0b1649a314b9 (MD5) / Approved for entry into archive by Daniel Ribeiro(daniel@bce.unb.br) on 2010-10-27T23:55:38Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2006-Gina Camilo de Oliveira.pdf: 655367 bytes, checksum: 40e91312e15ca06d389e0b1649a314b9 (MD5) / Made available in DSpace on 2010-10-27T23:55:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2006-Gina Camilo de Oliveira.pdf: 655367 bytes, checksum: 40e91312e15ca06d389e0b1649a314b9 (MD5) / O fungo dimórfico Paracoccidioides brasiliensis é o agente etiológico da paracoccidioidomicose (PCM), uma micose sistêmica e endêmica na América Latina. Estima-se que 10 milhões de indivíduos estejam infectados, mas apenas 2% desenvolvem a doença. A forma miceliana encontrada na natureza constitui a fase infectiva que diferencia para a forma de levedura no pulmão humano estabelecendo a infecção. O fungo promove uma resposta imunitária mediada por células e uma resposta inflamatória no pulmão. Os macrófagos são células efetoras do sistema imunitário que reconhecem e eliminam patógenos invasores. Inicialmente identificada como uma citocina de linfócitos T, o fator inibitório de macrófago (MIF) é também uma citocina do macrófago e atua como um importante mediador da inflamação, devido às suas características imunomodulatórias. MIF apresenta atividade enzimática de tautomerase, conferida pelo aminoácido Prolina conservado na posição 2 e também tem uma participação importante no ciclo celular por meio da inibição da apoptose ao inativar p53. O Projeto Genoma Funcional e Diferencial de P. brasiliensis realizado no Laboratório de Biologia Molecular da Universidade de Brasília junto à Rede Genoma Centro-Oeste permitiu a geração de ESTs (do inglês “Expressed Sequence Tags”) a partir de bibliotecas de cDNA das formas de micélio e levedura de P. brasiliensis. Não há relatos na literatura de homólogos de MIF em fungos, porém, no genoma do P. brasiliensis foi descrito uma seqüência que possui similaridade gênica significativa com o MIF de mamíferos, indicando um envolvimento potencial na patogênese do P .brasiliensis. O fragmento encontrado (contig 1528: pbmif) é de aproximadamente 400 pares de bases, diferencialmente expresso na fase de levedura de P.brasiliensis. MIF é uma proteína que possui homólogos em plantas, nematóides e vertebrados. O objetivo desse trabalho é identificar e caracterizar possíveis clones de cDNA (PbMIF) homólogos a MIF isolado da biblioteca de P. brasiliensis. Um clone de cDNA de MIF foi seqüenciado e identificado como similar a MIF humano. A expressão do mRNA é diferencial em levedura, como detectado por Northern Blot. A sequência de aminoácidos de MIF do P. brasiliensis tem similaridade de 56% (32% de identidade) com o MIF de Mus musculus. Para a produção da proteína recombinante em Escherichia coli, o cDNA de MIF foi clonado no vetor de expressão (pET21). A detecção e caracterização de um homólogo de fator inibitório de macrófago (MIF) no P. brasiliensis é um relato inédito descrito em fungos e o papel de MIF mimetizando uma citocina pode revelar novos fatores de virulência para a infecção pelo P. brasiliensis. Portanto, pela coevolução com o sistema imunitário, patógenos poderiam desenvolver relevantes estratégias para evasão das defesas do hospedeiro desenvolvendo moléculas homólogas a citocinas, como seria o caso do MIF de P. brasiliensis. O papel do MIF de P.brasiliensis é desconhecido, assim sua caracterização favorecerá o desenvolvimento de informações sobre o mecanismo de patogenicidade do fungo . _________________________________________________________________________________ ABSTRACT / The dimorphic fungus Paracoccidioides brasiliensis is the etiological agent of paracoccidioidomycosis (PCM), a fungal disease that is endemic in Latin America. This infection affects 10 million individuals but only 2% develop the disease. The mycelia found in nature constitute the infective phase that differentiates to yeast form in the human lungs to establish the infection. The fungus promotes a cell mediated immune and inflammatory pulmonary response. Macrophages are pivotal effector cells of the innate immune system, recognizing and eliminating invasive microbial pathogens. Initially identified as a T-cell cytokine, the Macrophage Migration Inhibitory Factor (MIF) is also a macrophage cytokine and an important mediator of inflammation, it has immunomodulatory characteristics. MIF has enzymatic activity relationed to the Nterminal proline residue in the position 2 and MIF can inhibit apoptosis through the inactivity of p53. From the project “Functional and Differential Genome of P. brasiliensis” ESTs (Expressed Sequence tags) database we discover a putative fungi homologue to the mammalian MIF. There are no previous reports in the literature of MIF homologues in fungi, however the sequence described in the genome of P. brasiliensis has sequence similarity to MIF genes found in animal, nematode and plant. The aim of this work is to investigate the gene encoded by the Pb MIF homolog in order to characterize its coding sequence and predicted polypeptide and characterize the differential expression. A MIF related cDNA clone was fully sequenced and the predicted MIF homolog was identified. The mRNA expression is restricted to the yeast form, as detected by Northern Blot. Sequence analysis indicated that the predicted amino acid sequence has a similarity of 56% (32% identical) with the MIF of Mus musculus. The Pb MIF CDS (coding sequence) was subcloned into bacterial expression vector (pET21) fused to a histidine tag. This CDS was expressed in Escherichia coli to produce recombinant protein. We have detected and characterized a Pb MIF putative homolog. This is the first report of a MIF homolog among fungi and its role as a cytokine mimetic may reveal new virulent factors for P. brasiliensis infection. During the co-evolution with immune system, pathogens must had developed relevant strategies of evasion of host response. Though incorporating cytokines homologs may be a successful strategy for P. brasiliensis infection. The Pb MIF homolog may be part of an unknown strategy for P. brasiliensis survival inside the mammalian host.

Dissertação (mestrado)-Universidade de Brasília, Instituto de Biologia, 2010. / Submitted by Shayane Marques Zica (marquacizh@uol.com.br) on 2011-02-18T18:39:47Z No. of bitstreams: 1 2010_GuilhermeCorreaRasi.pdf: 5241288 bytes, checksum: 862c3968ac1618ca72022e3989864a4e (MD5) / Approved for entry into archive by Luanna Maia(luanna@bce.unb.br) on 2011-03-14T15:15:59Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2010_GuilhermeCorreaRasi.pdf: 5241288 bytes, checksum: 862c3968ac1618ca72022e3989864a4e (MD5) / Made available in DSpace on 2011-03-14T15:15:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2010_GuilhermeCorreaRasi.pdf: 5241288 bytes, checksum: 862c3968ac1618ca72022e3989864a4e (MD5) / Atualmente, a preocupação dos consumidores com os efeitos adversos de aditivos sintéticos nos alimentos tem estimulado o consumo de alimentos naturais e orgânicos. A adição de compostos antimicrobianos no processamento de alimentos tem se tornado uma poderosa ferramente. As bacteriocinas são uma atrativa opção para a resolução de parte desse problema. Esses peptideos são, geralmente, termoestaveis e capazes de inibir vários organismos patogenicos que podem contaminar alimentos processados. O objetivo do trabalho foi identificar uma estirpe de Bacillus thuringiensis que produza agentes antimicrobianos. Foi detectado um composto antimicrobiano produzido por B. thuringiensis subsp. kurstaki S1905, que inicia a atividade antimicrobiana no fim da fase exponencial e apresenta seu apice no meio da fase estacionaria. Esse composto mostrou ser termotolerante, resistente a variacoes de pH, liofilizacao e alguns solventes orgânicos. A atividade antimicrobiana foi totalmente perdida quando tratada com proteinase K, revelando sua natureza proteica. Um fragmento de DNA contendo o gene da bacteriocina thuricina S1905 foi clonado e sequenciado, revelando que a sequência codifica 3 peptideos idênticos de 40 aminoácidos com alta identidade com outras bacteriocinas de B. thuringiensis e B. cereus. Análises in silico desse peptideo mostraram que ele possui massa molecular de 3147.6 Da, pI de 3.67 e uma grande região com possível motivo transmembranico. Análise de superfície eletrostática mostrou que essa e uma bacteriocina anionica e seu modo de ação ainda é desconhecido. ________________________________________________________________________________ ABSTRACT / Consurmers concern about the unfavourable effects of sintetic additives on food is making the consumption of organic and natural food increase. The addition of antimicrobial compounds in food process has become a powerful tool. Bacteriocins are an attractive option for the resolution of this problem. These peptides are, generally, thermostable and can inhibit pathogens that can contaminate processed foods. The aim of this work was to identifie a Bacillus thuringiensis strain that produces antimicrobial compounds. The production of an antimicrobial compound was detected for the strain S1905 of B. thuringiensis subsp. kurstaki, which starts the activity in the end of the exponencial phase and reachs its maximum in the middle of the stationary phase. This compound showed to be thermotolerant, resistant to pH variations, liophilization and organic solvents. The inhibitory activity was totally lost after proteinase K treatment, thereby revealing its proteinaceous nature. A DNA fragment containing the gene of the bacteriocin thuricin S1905 was cloned and sequenced, revealing that this sequence encodes three identical peptides of 40 amino acids each with high identity to anothers bacteriocins of B. thuringiensis and B. cereus. In silico analysis of this peptide showed that it has a molecular weight of 3147.6 Da, pI of 3.67 and a great hydrophobic region with a possible transmembranic motif. The electrostatic surface’s analysis showed that this peptide is an anionic bacteriocin and its mode of action is still unknow.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Departamento de Biologia Celular, 2010. / Submitted by Jaqueline Ferreira de Souza (jaquefs.braz@gmail.com) on 2011-04-17T00:09:15Z No. of bitstreams: 1 2010_GiseleFerreiraEsteves.pdf: 4857021 bytes, checksum: b8294fbbbf239d1baa69a033cad26483 (MD5) / Approved for entry into archive by Jaqueline Ferreira de Souza(jaquefs.braz@gmail.com) on 2011-04-17T00:11:00Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2010_GiseleFerreiraEsteves.pdf: 4857021 bytes, checksum: b8294fbbbf239d1baa69a033cad26483 (MD5) / Made available in DSpace on 2011-04-17T00:11:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2010_GiseleFerreiraEsteves.pdf: 4857021 bytes, checksum: b8294fbbbf239d1baa69a033cad26483 (MD5) / O inibidor BTCI (Black-eyed pea Trypsin and Chymotrypsin Inhibitor) foi isolado de Vigna unguiculata, purificado e cristalizado em complexos binário com -tripsina e ternário com -tripsina e -quimotripsina em pH 4,5 e 7,5. Os dados cristalográficos foram coletados no Laboratório Nacional de Luz Síncrotron (LNLS). A estrutura cristalográfica foi resolvida em 1,55 Å para o complexo binário com tripsina e 1,70 Å (pH 7,5) e 1,63 Å (pH 4,5) para o ternário pelo método de substituição molecular utilizando a estrutura do inibidor de Phaseolus angularis (PDB 1tab) como modelo. O modelo final do complexo binário obtido após o refinamento foi depositado no PDB com o código 2G81, apresentando qualidade estrutural conforme indicado pelos valores de Rfactor de 0,154 e Rfree de 0,169 e os parâmetros estereoquímicos dentro da faixa de modelos de alta resolução estrutural. Similarmente o modelo do complexo ternário apresentou qualidade estrutural em pH 7,5 e 4,5 conforme indicado pelos valores baixos de Rfactor = 0,171 e 0,168; Rfree = 0,218 e 0,192 respectivamente. As estruturas tridimensionais desses complexos não apresentam diferenças significativas na estrutura tridimensional na cadeia principal. No entanto, modificações na estrutura tridimensional durante a formação dos complexos, principalmente nas cadeias laterais das enzimas, ocorrem. A estrutura cristalográfica do complexo binário com tripsina mostra que as mais importantes alterações conformacionais ocorrem na região da interface, indicadas pela alteração na acessibilidade dos resíduos de triptofil nessa região de contato. As interações observadas na região da tripsina são as mesmas em complexo binário e ternário. Em contraste, as análises de fluorescência dinâmica mostraram que a interação da quimotripsina com o BTCI não causa alteração na acessibilidade ao solvente dos triptofanos, e a interação da tripsina com o BTCI resulta no enterramento parcial de um grupo triptofil. Neste trabalho, o processo de desdobramento dos complexos binários e ternário do BTCI foi realizado para analisar a estabilidade dessas moléculas. Estes ensaios foram acompanhados por dicroísmo circular utilizando temperatura como agente desnaturante. A associação do BTCI estabilizou a estrutura tridimensional das enzimas, indicado pelos maiores valores da temperatura de transição durante o desdobramento e da energia livre (?G) após formação dos complexos. _________________________________________________________________________________ ABSTRACT / The inhibitor BTCI (Black-eyed Pea Trypsin and Chymotrypsin Inhibitor) was purified from Vigna unguiculata seeds and crystallized in binary complex with -trypsin and in ternary complex with - chymotrypsin and -trypsin at pH 4.5 and 7.5. The crystallographic data were collected at the National Synchrotron Light Laboratory (LNLS). The crystallographic structures were solved to a maximum resolution of 1.55 Å for the binary complex and 1.70 (pH 7.5) and 1.63 (pH 4.5) for the ternary complexes, by molecular replacement using the structure of the inhibitor from Phaseolus angularis (PDB code 1TAB) as a search model. The final model of the binary complex obtained after several refinement cycles was deposited in the protein data bank (PDB code 2G81). This model is of good quality as indicated by the low values of Rfactor = 0.154 and Rfree = 0.169 and stereochemical parameters within the range of high-resolution structural models. Similarly the ternary complex model showed structural quality at pH 7.5 (Rfactor = 0.171 and Rfree = 0.218) and pH 4.5 (Rfactor = 0.168 and Rfree = 0.192), respectively. The threedimensional structures of these ternary complexes show no significant differences in their main chains. However, conformational changes were observed after complex formation, especially in the side chains of enzymes. The interactions of BTCI with trypsin are the same in binary and ternary complex. Most of the conformational changes of the binary complex with trypsin occur in the interface as indicated by the accessibility of triptofil residues in this contact region. In contrast, fluorescence analysis showed that the interaction of chymotrypsin with BTCI causes no change in solvent accessibility of tryptophans. In this work, the unfolding processes of binary and ternary complexes were performed by circular dichroism using temperature as denaturing agent to analyze the stability of these molecules. The association of BTCI stabilized the three-dimensional structure of the enzymes, indicated by the highest temperature transition and the unfolding free energy (?G) upon formation of complexes.

Gliomas são os tumores mais comuns no SNC, apresentando altas taxas de invasibilidade e proliferação, resistência à quimio e radioterapias, e elevados índices de recorrência e morte. As células-tronco tumorais constituem uma minoria dentre as células do tumor, apresentam características de células tronco neurais podendo sofrer diferenciação e auto-renovação. Linhagens celulares de gliomas, como U87, são capazes de produzir tumoresferas quando em alta confluência, que são similares às neuroesferas produzidas por células tronco neurais, e são ricas em células tronco tumorais (CSCs). Em gliomas, CSCs podem ser identificadas por expressarem o marcador de superfície CD133. Receptores purinérgicos estão envolvidos em diversos processos biológicos. O ATP induz respostas celulares como proliferação e diferenciação, e a degradação deste nucleotídeo por células de glioma é lenta, o que resulta no seu acúmulo no espaço extracelular. O objetivo deste trabalho é identificar a população de CSCs em U87 bem como o efeito do ATP na formação de esferas, expressão do marcador CD133, a expressão de genes de receptores purinérgicos e de genes marcadores de células diferenciadas (GLAST e CAMKII) e de células indiferenciadas (CD133 e OCT-4). U87 foram mantidas em condições padrão com 5% de SFB e esferas foram obtidas através de crescimento sobre ágar 1%. RNA total foi extraído de esferas e monocamada, e os genes de interesse foram amplificados em reação de RT-PCR com primers específicos. Esferas apresentam uma maior expressão de CD133, visto por citometria e imunodetecção. O mRNA de OCT-4 também foi mais expresso em esferas do que em monocamada, que expressa mais CAMKII e GLAST. ATP em uma concentração final de 100 µM reduz significativamente o número de esferas formadas (P<0.05) durante um período de 7 dias e também reduz a expressão de CD133. Dentre os receptores purinérgicos, a expressão de P2X4 foi maior em esferas, e P2X6 em monocamada. Estes resultados indicam que as esferas possuem componentes de células tronco e que a sinalização purinérgica pode estar envolvida em importantes aspectos da biologia de CSCs. / Glioblastoma multiformes are the most aggressive tumors in the CNS and are characterized by high invasion and proliferation rates, as well as for being resistant to chemo and radiotherapies. This leads to one of the worst prognosis among cancers. Cancer stem cells (CSCs) are scarce among the tumor cells, but can undergo differentiation and self-renewal, being fundamental for tumor maintenance. Tumorspheres, which resemble neurospheres, can grow in glioma cell cultures and are rich in CSC. Additionally, CSCs seem to be more resistant to radiotherapy and strategies aimed at differentiating these stem cells have potential to produce less aggressive and more efficient treatment regimes. CSCs have been identified in different tumor types as well as in established cell lines such as the human glioma cell line U87, and are characterized by the presence of the CD133 glycoprotein. Purinergic receptors are stimulated by nucleotides and nucleosides, and are involved in many biological processes, including embryonic development. ATP induces several cellular responses, such as proliferation and differentiation, and it has been demonstrated that the degradation of this nucleotide is slow in glioma cells, which results in its accumulation in the extracellular space. The aim of this work was to characterize the CSC population in U87 and the effect of ATP in sphere formation. Spheres were obtained by plating cells on a thin layer of agar. Tumorspheres presented a higher amount of CD133 marker as analyzed by flow citometry and western blotting. mRNA expression of OCT-4, a marker of undifferentiated cells, was higher in spheres, while GLAST and CAMKII, markers of differentiated glial and neuronal cells respectively, presented higher expression in the monolayer cells. Cells plated in the presence of ATP 100 µM formed 54% less spheres (P<0.05) when compared to control and also had a reduced level of CD133 marker. Among the purinergic receptors, P2X4 expression was higher in spheres, whereas P2X6 expression was higher in the monolayer. Our results indicate that spheres have components of stem cells and that the purinergic signaling is involved in important aspects of CSC biology.

A Floresta Atlântica e a Floresta Amazônica estão entre as maiores e mais diversas florestas tropicais do mundo, com muitas de suas espécies apresentando distribuição disjunta. O estudo genético molecular dessas espécies é interessante, pois podem fornecer informações sobre o relacionamento histórico entre essas diferentes regiões geográficas. Entretanto, ainda poucos são os estudos sobre a distribuição da estrutura genética nestas áreas, principalmente para espécies vegetais. O estudo da diversidade genética em espécies arbóreas é de grande importância para a manutenção das fontes de germoplasma a serem usados em práticas de reflorestamento e para espécies com uma ampla distribuição geográfica que ocupam diferentes habitats que são componentes chaves na composição de diversos ecossistemas. O gênero Schizolobium (Caesapinioideae) apresenta ampla distribuição nos Neotrópicos e devido ao seu rápido crescimento é amplamente utilizado em programas de reflorestamento, além de apresentar importância econômica pela utilização da madeira. O presente estudo apresenta a primeira análise genética molecular do gênero Schizolobium, incluindo uma ampla amostragem de populações ao longo de sua distribuição geográfica. Um conjunto de 11 marcadores moleculares (cpDNA e ITS) foram usados para investigar a evolução, posição sistemática, estimar o tempo de divergência entre as duas variedades, verificar um possível evento de especiação, estudar os padrões biogeográficos entre as florestas Atlântica e Amazônica, além de investigar a estrutura filogeográfica em Schizolobium. Marcadores não-neutros também foram estudados na tentativa de serem usados para investigar a variação adaptativa relacionada ao estresse hídrico. Sequências parciais dos genes P5CS de quatro espécies arbóreas (Schizolobium parahyba, Ceiba pentandra, Bombacopsis quinata e Cedrela Odorata) foram clonadas, seqüenciadas e comparadas com sequências de outras espécies. A análise filogenética indicou que eventos de duplicação ocorreram várias vezes e em diferentes frequências ao longo da evolução das monocotiledôneas e dicotiledôneas. Apesar de ter sido detectada seleção positiva em diferentes regiões do genes P5CS, uma pequena quantidade de polimorfismo foi encontrado entre indivíduos de Schizolobium e não foram correlacionados com estresse hídrico. A monofilia do gênero Schizolobium foi bem suportada pelas análises de maxima parsimônia e Baysiana das regiões de cpDNA e de DNA nuclear. A idade do clado Schizolobium foi estimado em aproximadamente 15,6 milhões de anos (Mya) e as duas variedades divergiram a aproximadamente 3,1 Mya. Um elevado nível de divergência genética foi observado entre as populações de Schizolobium e os resultados indicam uma forte estruturação filogeográfica e um reduzido fluxo gênico entre elas. Além disso, nenhum haplótipo nuclear e de cpDNA foi compartilhado entre as duas variedades, evidenciando um isolamento entre elas. Foi observada similaridade nas sequências de cpDNA entre indivíduos de algumas populações da var. parahyba na Mata Atlântica (RJ3, ES, BA1, BA2 e BA3) com indivíduos das populações da var. amzonicum, indicando a possibilidade da existência de retenção de polimorfismo ancestral com pouco tempo para o acúmulo de divergência nestas regiões. Todos os dados moleculares produzidos sugerem a separação das duas variedades dentro do gênero Schizolobium, e que a sua atual divisão taxonômica necessita de revisão. Esses dados também fornecem importantes informações genéticas que podem ser aplicadas no campo da conservação e florestamento exploratório. / The Atlantic and the Amazon rain forests encompass the most diverse tropical forests in the world, with many species showing disjunct distribution. The molecular studies of widespread and disjunct species present particular interest, as they can provide information on the historical relationship between different geographical regions. However, there are few records about genetic structure in these areas mainly in plants species. Studies of genetic diversity of the tree species are very important to provide best practice policies for sourcing germplasm for reforestation within a range of degraded landscapes and for trees with a range of lifestyles that are key components of a diverse ecosystem composition. Schizolobium (Caesalpinioideae) is a widespread genus found in Neotropical forest, with a fast growing rate that make it extensively used in economically important reforestation programs that employ native trees. This study presents the first extensive molecular analysis within the genus Schizolobium, including a widespread sampling of populations from throughout their geographic distribution. A set of 11 molecular markers (cpDNA and nuclear) were used to address the evolution, systematic position, estimate the age of divergence between the two varieties, to study the biogeographic patterns between Atlantic and Amazonian rain forests and to investigate the phylogeographic structure of Schizolobium. Furthermore, non neutral markers were studied to attempt of access the adaptive variation in neotropical tree species. Partial sequences of P5CS genes from four Neotropical trees (Schizolobium parahyba, Ceiba pentandra, Bombacopsis quinata e Cedrela Odorata) were cloned and compared to those of other plant taxa. The molecular phylogenetic analysis indicated that P5CS duplication events have occurred several times following the emergence of flowering plants and at different frequencies throughout the evolution of monocots and dicots. Besides, positive selection was observed at different regions of P5CS paralogous genes, but a low polymorphism was found among individual of different areas and did not associate with water stress. The monophyletic nature of Schizolobium was well supported by both the Maximum Parsimony and Bayesian analyses of the cpDNA and nuclear regions. The Schizolobium crown node was estimated to have arisen 15.6 million years ago (Mya) and the two varieties has been diverged approximately 3.1 Mya. High levels of genetic divergence were found among the populations of Schizolobium and the results indicate a strong phylogeographic structure and a reduced gene flow between them. Besides, the cpDNA and nuclear haplotypes is not sharing between the two varieties, indicated a genetic isolation between them. The cpDNA sequence similarity of some populations from Atlantic forest (RJ3, ES, BA1, BA2 e BA3) with the var. amazonicum was observed and this may be due retention of ancestral polymorphisms with insufficient time for the accumulation of differences in these regions. The molecular data suggest the separation of the two varieties of genus Schizolobium, and current taxonomic status needs revision. These data also provides important genetic information for conservation.

Orientador: Maria do Carmo Estanislau do Amaral / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-07-27T11:20:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Feres_Fabiola_M.pdf: 11923620 bytes, checksum: b59558c6f33773f5066c5a47a2771532 (MD5) Previous issue date: 2001 / Resumo: O gênero Luxemburgia pertence à família Ochnaceae e é exclusivamente brasileiro. As espécies de Luxemburgia são encontradas em campos rupestres e afloramentos rochosos, principalmente na Cadeia do Espinhaço, no Estado de Minas Gerais. Luxemburgia é constituído por espécies arbustivas, facilmente reconhecíveis pelas folhas de margem denteada, onde cada nervura secundária converge para uma glândula marginal, pela presença de um cílio no ápice das folhas, e pelas flores amarelas e zigomorfas, devidas ao agrupamento dos estames em um lado da flor, envolvendo parcialmente o gineceu. Estudos cladísticos utilizando caracteres morfo-anatômicos e moleculares revelaram que os gêneros Luxemburgia e Philacra formam um grupo monofilético. Os objetivos do presente trabalho foram: realizar a revisão taxonômica do gênero Luxemburgia, investigar as relações filogenéticas entre as espécies do gênero, utilizando caracteres morfoanatômicos e moleculares e o gênero Philacra como grupo externo e, a partir dos cladogramas obtidos, interpretar a evolução dos caracteres e a biogeografia histórica das espécies. Foi feita a revisão taxonômica do gênero. São apresentadas chaves de identificação, ilustrações e mapas de distribuição geográfica para todas as espécies de Luxemburgia. São reconhecidas 18 espécies e duas subespécies para o gênero Luxemburgia. Estão sendo propostas duas novas espécies e uma nova subespécie, além de novos sinônimos. Foi feita a análise cladística 60 gênero com caracteres morfológicos e moleculares. Os resultados obtidos são comparados e discutidos. Para a análise cladística com caracteres moleculares, foi sequenciada a região ITS I e II do DNA nuclear ribossomal, para 12 espécies de Luxemburgia e 1 espécie de Philacra. Os resultados obtidos através das análises com caracteres morfológicos e moleculares mostraram grande conflito. É discutida a hipótese de que, durante a evolução do gênero Luxemburgia, primeiro tenha ocorrido eventos de especiação muito rapidamente, e que posteriormente, durante muito tempo, não tenham ocorrido eventos de especiação. Isso explicaria o fato dos ramos basais internos serem curtos e os ramos dos táxons terminais longos, como observado no cladograma obtido com caracteres moleculares / Abstract: Luxemburgia is an exclusively Brazilian genus of the family Ochnaceae. AlI speCles are found in "campo rupestre" vegetation among rocks on the Espinhaço Range, mainly in the state of Minas Gerais. The species of Luxemburgia are shrubs, and easily recognizable by its leaves with toothed margins, where each secondary vein converges to a single marginal gland, by a cilium at the leaf apex, by its yellow and zygomorphic flowers, characterized by the position of the stamens, restricted to one side of the flower and involving partially the gymnoecium. Cladistic studies based on morphological and molecular data sets showed that the genera Luxemburgia and Philacra together form a monophyletic group. The aims of this work were to make a taxonomic review of the genus Luxemburgia and to investigate phylogenetic relationships among the species of Luxemburgia, based on morphological and molecular data sets, using Philacra as outgroup, and also to interpret the characters evolution and the historic biogeography of the species with the phylogenetic trees obtained in the analysis. The taxonomic review has been concluded. Keys, illustrations and maps showing the geographic distribution for all species are provided. The present treatment recognizes 18 species and two subspecies for Luxemburgia. Two new species and one new subspecies are proposed. New synonyms are also proposed. Cladistic analysis of the genus was carried out using morphological and molecular data sets. AlI results are compared and discussed. For the cladistic analysis based on molecular data, the nuclear rDNA regions ITS I and TI were sequenced for 12 species of Luxemburgia and one species of Philacra. The results obtained ITom the two different data sets showed high discordance. The hypothesis is discussed that during the evolution of the genus Luxemburgia, speciation events occurred very early, followed by a long period without speciation events. This would explain the short internal branch lengths and the long branches leading to the terminal taxa observed in the molecular tree / Mestrado / Mestre em Biologia Vegetal

Orientador: João Meidanis / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação / Made available in DSpace on 2018-07-27T16:09:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lin_TzyLi_M.pdf: 15544121 bytes, checksum: ee3531bbac213c133eae17175d876d68 (MD5) Previous issue date: 2001 / Resumo: Esta dissertação é na área de Biologia Computacional e se propõe a estudar a montagem de fragmentos de DNA pelo método Ordered Shotgun Sequencing (088). A montagem de fragmentos de DNA é uma das etapas de um projeto de seqüenciamento total do genoma de um organismo. Com o crescimento do tamanho dos genomas a serem seqüenciados e do aumento da complexidade dos organismos estudados, os problemas para se montar um DNA, como trechos repetidos no genoma, também aumentaram. Até os anos noventa, o método mais popular de montagem de fragmentos era o 8hotgun, que quebra a molécula de DNA em fragmentos de mais ou menos 500 pares de bases que serão desvendados em laboratórios de seqüenciamento. Conhecendo-se os fragmentos, é a vez de se descobrir como eles se encaixam, através de sobreposições, e ordená-los. No final, espera-se que os algoritmos nos retomem a seqüência do DNA. Em 1993, dois biólogos propuseram a montagem de fragmentos 088, que quebra a molécula de DNA em intervalos bem maiores, resultando em fragmentos que chamaremos de clones, e seqüencia apenas as suas pontas, deixando a parte central desconhecida. Agora, além da seqüência dos fragmentos, teremos a informação de ligação e distância entre as pontas do clone. Com essas informações e das sobreposições entre as pontas" tenta-se encontrar as posições relativas dos clones no DNA. Um bloco ordenado de fragmentos de DNA por causa das sobreposições e das ligações de clone, será denominado scaffold. As suas partes desconhecidas serão desvendadas em outras iterações, que é uma característica da montagem de fragmentos de DNA 08S. Em 1998, ano que nossos estudos começaram, não haviam trabalhos computacionais que tirassem proveito dessa técnica, até que em 2000 surgiram trabalhos relatando projetos genoma que utilizaram a montagem OS8 com sucesso. Em nosso trabalho, propusemos dois algoritmos para encontrar scaffolds e um ambiente de simulação para executar as iterações feitas pelo método 088 e montar genomas artificialmente gerados. Foram feitos vários testes para medir o desempenho dos algoritmos propostos em termos de tempo total de processamento em CPU, e número de iterações e de clones seqüenciados para terminar a montagem 088. Por último, identificamos várias questões importantes sobre os algoritmos que merecem um estudo mais aprofundado. / Abstract: This is a dissertation in the area of Computational Biology. We propose to study the DNA fragment assembly problem using the Ordered Shotgun Sequencing (OSS) method. The DNA fragment assembly problem is one step of a complete genome sequencing project. With the growing size of the sequenced genomes and the increasing complexity of the studied organisms, problems such as repeated regions increased as well. The OSS method is an attempt to mitigate those problems. Until the nineties, the most popular method of DNA fragment assembly was Shotgun, which breaks the DN A inolecule into pieces of about 500 base pairs that are revealed by sequencing laboratories. Given the fragments, it is necessary to find out what their relative position is in the original DNA molecule by using overlap information to order them. In the end, the algorithms are supposed to give us the DNA sequence. In 1993 two biologists proposed the OSS method for fragment assembly, which breaks the DNA into quite bigger pieces, resulting in fragments called clones in this dissertation. Just the ends of the clones are sequenced, leaving the central part unknown. Besides the fragment sequences, we know how far one end is from the other, and their relative orientation. Based on this information and on the overlaps between done ends, a~ ordered block of DNA fragments called scaffold can be formed. The unknown part will be revealed by subsequent iterations, an intrinsic characteristic of OSS DNA fragment assembly. Our studies began in 1998 when there was no computational work exploring the OSS technique. The first papers reporting on the successful use of OSS assembly in genome projects appeared in 2000 In this work, we propose two scaffold-finding algorithms and present a simulation environment built to test them. The environment generates artificial data, promotes the iterations, and keeps track of the amount of sequencing, number of iterations, and processing time for the algorithm being tested. Finally, we identified many important questions about the algorithms which deserve further studies. / Mestrado / Mestre em Ciência da Computação

Orientador : João Carlos Setubal / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-01T14:46:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 AlmeidaJunior_NalvoFrancode_D.pdf: 4063735 bytes, checksum: ae88e06ee694d12493f3012d7c0da314 (MD5) Previous issue date: 2002 / Resumo: Com o crescente número de genomas seqüenciados e publicados, surge a necessidade de se analisar as seqüências geradas, com o objetivo de se entender melhor caracterizações funcionais dos organismos estudados, assim como aspectos evolutivos. Um projeto genoma de um organismo, em especial de um procarioto, consiste essencialmente de três grandes fases: o seqüenciamento, a anotação e a análise. A última etapa, por sua vez, consiste na tentativa de se obter uma visão global do genoma a partir da anotação e a partir de outras análises, como por exemplo a comparação com outros genomas. E é nesse contexto, comparação de genomas, que esta tese se insere. Nosso trabalho propõe metodologias para comparação detalhada de dois genomas, tanto no nível de DNA, quanto no de seus genes, assim como a implementação dessas metodologias. O principal objetivo é fornecer ao usuário um conjunto de ferramentas para caracterização funcional do organismo estudado, servindo também como ferramental auxiliar na anotação / Abstract: With increasing availability of published genome sequences, we need to analyse them in order to understand functional and evolutionary issues of the organisms. A genome project, in particular for prokaryotes, consists of three main phases: sequencing, annotation and analysis. The last phase consists of getting an overview of the genome from the annotation and other analysis, like comparison to other genomes, for example. This thesis is about genome comparison. We propose methodologies for detailed comparison of two genomes, at the DNA and their genes levels. The main goal is to provide a set of tools for functional characterization of organisms, serving also as an auxiliar tool for annotation / Doutorado / Doutor em Ciência da Computação

Orientador: Jorg Kobarg / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-03T16:12:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lemos_TailaAndrade_D.pdf: 5699393 bytes, checksum: bd7ff291e0c194a5a9407c2bb817d609 (MD5) Previous issue date: 2003 / Doutorado