Passiflora actinia Hook. (Passifloraceae) é uma liana típica da Floresta Atlântica, que cresce geralmente no interior ou eventualmente na borda de florestas até seus ramos atingirem a parte mais alta e exposta à luz do dossel. A espécie possui uma ampla distribuição, desde a encosta Atlântica até a borda oriental do Planalto Brasileiro, não avançando muito em direção a oeste. A Floresta Atlântica está entre os biomas mais ricos em biodiversidade do mundo, especialmente em termos de endemismos. Devido a grande utilização de seus recursos e ao desmatamento para cultivo agrícola, pastoril e ocupação imobiliária, a fragmentação da floresta aumenta constantemente, trazendo consigo os efeitos prejudiciais à biodiversidade. Estudos filogenéticos e filogeográficos envolvendo P. actinia determinaram seu posicionamento próximo de P. elegans Mast. e demonstraram uma estruturação da variabilidade genética no sentido norte-sul da distribuição. Com o intuito de avaliar os padrões de variabilidade genética de populações de P. actinia ao longo de sua distribuição geográfica, através da análise de marcadores moleculares nucleares e plastidiais e determinar os efeitos climáticos sobre a distribuição desta diversidade, nós aplicamos métodos filogeográficos e de modelagem climática para o passado, presente e futuro. Os tempos de diversidade encontrados para P. actinia datam do Pleistoceno e os resultados indicam uma forte influência das mudanças climáticas deste período na estruturação da diversidade genética desta espécie. Os resultados de modelagem climática indicaram a manutenção de áreas adequadas para a espécie em localidades de maior altitude e sua redução em áreas de baixa altitude, especialmente para cenários com maiores concentrações de carbono. O risco maior para a manutenção desta espécie é a destruição de seu habitat por desflorestamento. Sendo assim, a espécie P. actinia pode ser considerada um excelente parâmetro para descrever os acontecimentos históricos que levaram à formação da Floresta Atlântica e um indicador das transformações futuras. Seu monitoramento poderá auxiliar no controle da ação antrópica sobre a Floresta Atlântica e na preservação da biodiversidade nesta região considerada como hotspot de diversidade. / Passiflora actinia Hook. (Passifloraceae) is a vine species typical from the Atlantic Forest. Usually, it grows inside or on the edge of forests where the branches reach the highest part and exposed to light in the canopy. The species has a wide distribution from the Atlantic slope to the eastern edge of the Brazilian Plateau, not much moving toward the west. The Atlantic Forest is among the richest in biodiversity biomes in the world, especially in terms of endemism. Due to the great use of its resources and deforestation for agricultural farming, pastoral, and property occupation, forest fragmentation constantly increases, bringing the effects harmful to biodiversity. Phylogenetic and phylogeographic studies involving P. actinia determined its position close to P. elegans Mast. and demonstrated a genetic structuring the variability in the north-south distribution sense. In order to assess the genetic variability patterns of P. actinia, we analyzed populations throughout its geographical distribution based on nuclear and plastid molecular markers employing phylogeographic methods and climate modelling analyses to past, present, and future implementing an ensemble forecasting framework. The diversification age in P. actinia was compatible to Pleistocene period indicating strong influence of climate changes over genetic diversity distribution to this species. Our results predicted the persistence of suitable regions to P. actinia located in highlands and forecast a reduction in lowlands, especially for the scenario with higher greenhouse gas concentration. Most preserving efforts must be focused over localities carrying unique genetic units and distributed areas with more climatic instability. Habitat loss due to deforestation in Atlantic Forest constitutes the major risk to this species maintenance that comprises only few populations and low diversity indices. Thus, P. actinia can be considered an excellent parameter describing historical events that led to the formation of Atlantic Forest and an indicator of future changes. Monitoring this species may be helpful to control anthropic effect on the Atlantic Forest and to preserve the biodiversity in this region considered as a hotspot of diversity.

Droosphila willistoni é uma espécie pertencente ao subgênero Sophophora com origem e distribuição Neotropical. Esta espécie é um intrigante modelo biológico para diferentes pesquisas em genética evolutiva e de populações, evolução molecular e ecologia. Sua característica mais proeminente é a elevada ocorrência de polimorfismo cromossômico para inversões paracêntricas segregantes, sendo considerada por muitos especialistas como a espécie mais polimórfica do gênero Drosophila. O genoma da linhagem Gd-H4-1 de Drosophila willistoni, oriunda da Ilha Guadalupe (Caribe), foi sequenciado no Consórcio Drosophila 12 Genomes (2007). Nosso grupo de pesquisa do Laboratório de Drosophila da UFRGS é referência mundial no estudo da caracterização do polimorfismo cromossômico de Drosophila willistoni. A disponibilização do genoma desta espécie trouxe novos desafios e motivações para as análises envolvendo este organismo-modelo tão peculiar, especificamente no que concerne à gênese de suas inversões cromossômicas. O presente estudo visa delimitar, pela primeira vez, os pontos de quebra da inversão IIL-H do cromossomo II de Drosophila willistoni, na linhagem sequenciada Gd-H4-1, e na linhagem SG12.00 coletada no Uruguai e portadora da inversão IIL-H fixada. Esta delimitação é o primeiro passo para a subsequente caracterização molecular desta região, a fim de tentar inferir o possível mecanismo que originou esta inversão e as consequências genômicas que esta possa acarretar. A primeira análise comparou o padrão cromossômico do braço IIL entre a linhagem sequenciada Gd-H4-1 e o fotomapa de Drosophila willistoni, mostrando que o braço IIL da linhagem sequenciada apresenta os arranjos IIL-A e IIL-F fixados que o diferencia do arranjo do fotomapa. Dada a devida caracterização cromossômica da linhagem sequenciada, estabeleceu-se que esta seria o padrão para a análise dos pontos de quebra das inversões em Drosophila willistoni (Capítulo III, Tópico III.1). Para o estudo dos pontos de quebra da inversão IIL-H faz-se necessária a comparação destas regiões genômicas, entre a linhagem sequenciada padrão e outra linhagem de Drosophila willistoni que possua a inversão IIL-H fixada. Sendo assim, escolheu-se a linhagem SG12.00, a qual tinha seu padrão cromossômico caracterizado. Já o estabelecimento das diferenças do padrão cromossômico no braço IIL entre as duas linhagens foi obtido por cruzamentos recíprocos entre estas, mostrando que o braço IIL da linhagem SG12.00 difere do arranjo cromossômico da Gd-H4-1 pela ocorrência dos arranjos IIL-A, IIL-F e IIL-H fixados (Capítulo III, Tópico III.2). As análises acerca da montagem dos scaffolds do genoma do cromossomo II de Drosophila willistoni foram feitas a partir do estabelecimento de 18 sondas mapeadas fisicamente neste cromossomo da linhagem Gd-H4-1, por hibridação in situ não fluorescente. Adicionalmente, quatro sondas foram estabelecidas, uma para o braço cromossômico XL, uma para o cromossomo III, e duas para o braço cromossômico XR. Os resultados obtidos mudam a tradicional inferência dos Elementos de Muller respectivos aos braços IIL e IIR do cromossomo II de Drosophia willistoni, bem como mostram que a orientação dos scaffolds do braço cromossômico IIR estava invertida (Capítulo III, Tópico III.3 e Capítulo V). Para a delimitação dos genes flanqueadores dos pontos de quebra distal e proximal da inversão IIL-H de Drosophila willistoni foram executadas diferentes etapas de planejamento e estabelecimento de sondas gênicas e intergênicas, mapeadas fisicamente por hibridação in situ não fluorescente juntamente com a tentativa de delimitação dos pontos de quebra pela técnica da PCR. A delimitação do ponto de quebra proximal da inversão IIL-H foi mais laboriosa e complexa, mostrando que este ponto está envolvido com o reuso de uma sequência de aproximadamente 1.212 pb pelo ponto de quebra distal da inversão IIL-F, bem como a ocorrência da duplicação desta mesma sequência (Capítulo III, Tópico III.4). / Drosophila willistoni is a Neotropical species member of the Sophophora subgenus. This species is an interesting model organism for several researchers on evolutionary biology, population genetics, molecular evolution and ecology. This species is mainly characterized by its huge chromosomal polymorphism of paracentric segregating inversions, being considered by several experts as the most polymorphic Drosophila species. The genome of the Gd-H4-1 strain of Drosophila willistoni, collected in the Caribbean Guadaloupe Island, was sequenced by the Drosophila 12 Genomes Consortium (2007). Our research group at Drosophila Laboratory of the UFRGS, member of such Consortium, is worldwide recognized in the study of the chromosomal polymorphism of Drosophila willistoni. The availability of the Drosophila willistoni fully sequenced genome created new challenges and incentived the study of this special model organism, mainly respect to the genesis of its chromosomal inversions. For the first time, the present Thesis aimed to characterize detect and delineate the breakpoints of a chromosomal inversion in Drosophila willistoni - the IIL-H inversion in the Gd-H4-1 and in the Uruguayan SG12.00, a homozygous strain for the IIL-H inversion. This is the first step, for a further molecular characterization of this region, in order to reveal the possible mechanism that generated that inversion and the genomic consequences of this event. The first analysis here performed, compared the chromosomal banding pattern of the IIL arm with that of the sequenced Gd-H4-1 and those of the photomap of Drosophila willistoni, showing that IIL of the sequenced strain presents the IIL-A and IIL-F in homozygosis. Such characteristic differentiate Gd-H4-1 of the assumed standard arrangement. Considering the characterization of the sequenced strain, it was established that it should be considered as standard for the analysis of the breakpoints of the Drosophila willistoni inversions (Chapter III, Topic III.1). To determine the breakpoints of the IIL-H inversion, it was necessary to compare such regions with those of other strain of Drosophila willistoni, with the IIL-H inversion fixed in homozygosis, the Uruguayan strain SG12.00. The establishment of the precise difference between the chromosomal arrangements of the IIL arm of both strains was obtained through reciprocal crossings between them. It was observed that the IIL arm in the SG12.00 strain differ of that of the Gd-H4-1 strain, by the occurrence of the IIL-A, IIL-F e IIL-H fixed arrangements (Chapter III, Topic III.2). Analyses of the scaffolds assemblage of the chromosome II of Drosophila willistoni were performed through the use of 18 probes mapped by non-fluorescent in situ hybridization in the chromosomes of the Gd-H4-1 strain. Additionally, four other probes were hybridized, one in the XL chromosomal arm, one in the third chromosome and two in the XR arm. The results obtained in this study changed the traditional inference of the genic content of Muller Elements for the IIL and IIR chromosomal arms of Drosophia willistoni, and demonstrated that the orientation of the scaffolds of the chromosomal arm IIR was inverted (Chapter III, Topic III.3). To determine the genes flanking the distal and proximal breakpoints of the IIL-H inversion of Drosophila willistoni we followed several methodological steps. The first was the planning and the choice of probes of genic and intergenic sequences, and their physical mapping by non-fluorescent in situ hybridization and an attempt to define the breakpoints by PCR The delimitation of the proximal breakpoint of IIL-H was laborious and more complex, showing that this breakpoint is involved with the reuse of a 1.212 pb sequence by the distal breakpoint of the IIL-F invrsion, and is also involved with the duplication of this same sequence (Chapter III, Topic III.4).

Os elementos de transposição (TEs) são segmentos de DNA que têm a capacidade de mover-se e replicar-se dentro do genoma. Estão presentes em praticamente todos os organismos, compreendendo uma fração significativa do genoma dos mesmos. Duas classes de TEs são amplamente reconhecidas, os retrotransposons (classe I), que se transpõem por um intermediário de RNA, e os transposons (classe II) que usam DNA como intermediário direto da transposição. A diversidade, complexidade e ubiqüidade dos elementos transponíveis, a ampla variação fenotípica e molecular produzida em seus hospedeiros como conseqüência de sua transposição, assim como a transmissão horizontal da informação genética entre espécies indicam que essas seqüências desempenham uma importante função no processo evolutivo dos genomas, justificando a importância do seu estudo nos diversos organismos. O presente trabalho procurou explorar a história evolutiva de diferentes elementos de transposição em Drosophila visando contribuir para o entendimento do processo de co-evolução dessas seqüências com o genoma hospedeiro. Nosso principal foco foi investigar a evolução de retrovírus endógenos de Drosophila. Evidenciamos a ocorrência de um grande número de eventos de transmissão horizontal entre espécies. Muitos desses retrovírus podem ainda estar ativos e potencialmente serem agentes infecciosos, o que pode ajudar a explicar o grande número de eventos de transferência horizontal que encontramos. Investigamos também, a distribuição e evolução de uma família de transposons de DNA não autônomos, os quais podem ser considerados elementos do tipo MITEs (Miniature Inverted-repeat Transposable Elements). Nossas análises confirmaram que diferentes processos têm contribuído para a evolução e distribuição dos TEs nos genomas, como transmissão vertical, perda estocástica, polimorfismo ancestral, introgressão e transferência horizontal. / Transposable elements (TEs) are segments of DNA that have the ability to move and replicate within the genome. They are present in nearly all organisms, composing a significant fraction of their genomes. Two classes of TEs are widely recognized, the retrotransposons (class I) that transpose through a RNA intermediate and transposons (class II) that use DNA as a direct intermediate of transposition. The diversity, complexity and ubiquity of transposable elements, the extensive phenotypic and molecular variation produced in their hosts as a consequence of its transposition, as well as genetic horizontal transmission between species, indicate that TEs play an important role in evolution of genomes, substantiating the importance their study in different organisms. This study aimed to explore the evolutionary history of different transposable elements in Drosophila to contribute to the understanding of the co-evolution of these sequences with the host genome. Our main focus was to investigate the evolution of Drosophila endogenous retroviruses and we found several examples of horizontal transfer between species. Some of these retroviruses may still be active and are potentially infectious agents, which help to explain the high number of horizontal transfer events. We also investigate the distribution and evolution of a non-autonomous family of DNA transposons, which can be considered as MITEs (Miniature Inverted-repeat Transposable Elements). Our analyses confirm that several processes have contributed to the evolution and distribution of transposable elements in the genomes, such as vertical transmission, stochastic loss, ancestral polymorphism with independent assortment of copies during speciation, introgression and horizontal transfer.

A definição para abortamento é o término da gravidez antes de 24 semanas de gestação ou com peso fetal inferior a 500g. A incidência exata dos abortamentos não é conhecida devido à dificuldade em reconhecer concepções e perdas no início da gravidez. Abortamento Recorrente (AR) é definido por dois ou mais abortamentos consecutivos, sendo considerada uma enfermidade e não estando incluída entre os diferentes tipos de infertilidade. De todas as gestações reconhecidas, 25% resultam em abortamento sendo que, 5% dessas mulheres terão a experiência de ter dois abortamentos consecutivos e 1% terão três ou mais perdas. Em aproximadamente 50% dos casos de AR não é encontrada uma causa explicável, sendo então classificada como idiopática. Trombofilias consistem em desordens hemostáticas as quais levam a uma maior tendência a processos tromboembólicos, podendo também estar relacionadas a AR. O objetivo geral do presente trabalho é investigar mutações em genes relacionados a fenômenos de trombofilia em mulheres com duas ou mais perdas gestacionais. Nosso número amostral foi de 145 mulheres com no mínimo dois abortamentos consecutivos e 135 sem histórico de perdas gestacionais, oriundas do Hospital de Clínicas de Porto Alegre e do Hospital Fêmina. O DNA genômico foi obtido de amostra de sangue e de saliva. Os genótipos foram determinados através de real time PCR. As frequências encontradas dos alelos investigados no grupo de casos foram: 29,3% para o polimorfismo 677T do gene MTHFR (metilenotetrahidrofolato redutase), 1,0% para FVL (Fator V de Leiden) do gene FV, 0,4% para 20210A do gene FII (protrombina), 31,4% para -786C e 23,8% para 894T do gene eNOS (óxido nítrico sintase endotelial), as quais estão relacionados a trombofilias e têm sido associados a AR. Não encontramos diferenças estatisticamente significativas nas frequências genotípicas e alélicas dos polimorfismos estudados entre mulheres com AR e grupo controle. Também o hábito de fumar combinado à presença dos alelos de risco para as variantes aqui estudadas não parece ser determinante na enfermidade, mas o número de mulheres que relataram consumir álcool sugere que a substância pode estar relacionada à AR. Nossos dados não concordam com a proposição de que esses polimorfismos estejam relacionados com AR em nossa população. / The definition for abortion is the termination of pregnancy before 24 weeks of pregnancy or fetal weight less than 500g. The exact incidence of miscarriages is not known due to the difficulty in recognizing conceptions and losses at the beginning of the pregnancy. Recurrent Miscarriage (RM) is defined by two or more consecutive miscarriages, being considered an illness and is not included among the different types of infertility. Of all recognized pregnancies, 25% result in abortions and 5% of these women will have the experience of having two consecutive miscarriages and 1% has three or more losses. In approximately 50% of cases of RM is not found a cause that can be explained, and is then classified as idiopathic. Thrombophilias consist of haemostatic disorders which lead to a greater tendency to thromboembolic processes, and may also be related to the RM. The general objective of this study is to investigate mutations in genes related to the phenomena of thrombophilia in women with two or more miscarriages. Our sample size was 145 women with at least two consecutive miscarriages and 135 without a history of miscarriages, from the Hospital de Clínicas de Porto Alegre and the Hospital Fêmina. Genomic DNA was obtained from a sample of blood and saliva. The genotypes were determined by real time PCR. The observed frequencies of the polymorphisms investigated were: 29,3% to 677T MTHFR gene (methylenetetrahydrofolate reductase), 1,0% to FVL (Factor V Leiden) FV gene, 0,4% to 20210A FII gene (prothrombin), 31,4% to -786T and 23,8% to 894T eNOS gene (endothelial nitric oxide synthase), all of which are related to the thrombophilias and have been associated with RM. We found no statistically significant differences on genotypic and allelic frequencies studied polymorphisms between women with RM and control group. Also the habit of smoking combined with the presence of alleles of risk for the variants studied here does not seem to be the decisive factor in illness, but the number of women who reported consuming alcohol suggests that the substance is related to the RA. Our data do 7 not agree with the proposition that these polymorphisms are related with RM in our population.

Sisyrinchium micranthum Cav. est une espèce herbacée, l'une des rares du genre qui est décrite comme annuelle. On la trouve au Brésil dans les états du Rio Grande do Sul (RS), Santa Catarina (SC), Paraná (PR), São Paulo (SP) et Rio de Janeiro (RJ). Cette espèce montre une grande variabilité morphologique signalée dans plusieurs études, et différentes combinaisons de caractères morphologiques peuvent être observées dans la nature. Sur la base de ces combinaisons qui caractérisent les profils de plantes différentes, trois types morphologiques ont été décrits, CI, CII et CIII. Sisyrinchium micranthum a trois niveaux de ploïdie décrits dans la littérature à partir du nombre de base x = 8, 2n = 2x = 16, 2n = 4x = 32 et 2n = 6x = 48. Pour contribuer à la connaissance taxonomique, reproductive et évolutive de l’espèce, cette étude a considéré des caractéristiques génétiques et cytogénétiques de S. micranthum, ainsi que les aspects de la biologie de la reproduction. Pour étudier la structure des populations de S. micranthum dans le sud du Brésil, neuf marqueurs microsatellites ont été isolés à l'aide d'une banque génomique enrichie, et caractérisés dans une population diploïde. A partir de l'analyse de la variabilité génétique avec sept marqueurs pour 583 plantes de 14 localités d’échantillonnage de RS, SC et PR nous avons observé l'existence de populations possédant des individus à différents niveaux de ploïdie. Une origine autopolyploïde a été présumé pour ces polyploïdes. La diversité génique et allélique était à peu près similaire dans la plupart des populations. Le coefficient de consanguinité sur tous les loci a montré que les populations de S. micranthum ont présenté un excès des hétérozygotes (coefficient de consanguinité négative), mais les valeurs de FIS de populations individuelles variaient de -0,273 à 0,454. L'excès d'hétérozygotes peut être dû à un héritage polysomique des autopolyploïdes, ce qui contribue sensiblement à une hétérozygotie élevée. En outre, les populations sont très structurées. Les résultats de l'analyse cytogénétique montrent que la variabilité chez S. micranthum s’exprime aussi en termes d'organisation du génome. En ce qui concerne S. micranthum et les espèces proches S. laxum Otto ex Sims et S. rosulatum E.P. Bicknell, il a été démontré que l'ADNr 18S-26S varie en nombre de loci, avec une réduction importante chez les polyploïdes par rapport aux diploïdes, tandis que le locus 5S a montré une augmentation du nombre de signaux proportionnelle au niveau de ploïdie. Les données sur la taille du génome pour les trois espèces étudiées ont montré une tendance à la baisse du génome monoploïde (1Cx) chez les polyploïdes (« genome downsizing »), ainsi qu’une 18 faible variation inter et intraspécifique de la valeur C. En termes de la biologie de reproduction, l'autofécondation et l’allofécondation ont été observées chez cette espèce. En outre, il a été constaté que des croisements entre différentes catégories morphologiques de S. micranthum ont été possibles puisqu’ils ont abouti à la formation des fruits. De même, les données obtenues suggèrent aussi qu’il n’existe pas une barrière reproductive complète entre S. micranthum et S. laxum. La variabilité génétique de S. micranthum mise en évidence dans cette étude en termes de divergence génétique entre les populations et variation dans le nombre de loci d’ADNr probablement reflètent une relation complexe existante entre la polyploïdie et les aspects de la reproduction de l’espèce. / Sisyrinchium micranthum Cav. é uma planta herbácea, sendo uma das raras espécies do gênero que são descritas como anuais. No Brasil, sua distribuição ocorre ao longo dos estados do Rio Grande do Sul (RS), Santa Catarina (SC), Paraná (PR), São Paulo (SP) e Rio de Janeiro (RJ). A espécie apresenta ampla variabilidade morfológica relatada em vários trabalhos, sendo que diferentes combinações de aspectos morfológicos podem ser observadas na natureza. Baseando-se nessas combinações que caracterizam diversos perfis vegetais, três tipos morfológicos foram descritos, CI, CII e CIII. Sisyrinchium micranthum tem três níveis de ploidia descritos na literatura a partir do número básico x = 8, sendo eles 2n = 2x = 16, 2n = 4x = 32 e 2n = 6x = 48. A fim de contribuir para o conhecimento taxonômico, reprodutivo e evolutivo da espécie, neste trabalho foram investigadas características genéticas e citogenéticas de S. micranthum, assim como aspectos da biologia reprodutiva. Para estudar a estrutura populacional de S. micranthum no sul do Brasil, primeiramente, nove marcadores microssatélites foram isolados usando uma biblioteca genômica enriquecida, e caracterizados em uma população diploide. Posteriormente, a partir da análise da variabilidade genética com sete marcadores para 583 plantas de 14 localidades amostradas nos estados do RS, SC e PR observou-se a existência de populações com indivíduos de diferentes níveis de ploidia, e uma possível origem autopoliploide para os poliploides. As diversidades gênica e alélica foram aproximadamente semelhantes para a maioria dos acessos. O coeficiente de endogamia sobre todos os locos mostrou que S. micranthum apresentou um excesso médio de heterozigotos (valor de coeficiente de endogamia negativo), mas os valores FIS das populações individuais variaram de -0,273 a 0,454. O excesso de heterozigotos poderia ser esperado uma vez que autopoliploides apresentam herança polissômica, o que contribui substancialmente com uma heterozigosidade elevada. Além disso, as populações mostraram-se altamente estruturadas. Os resultados provenientes das análises citogenéticas, mostram que a variabilidade de S. micranthum está presente também em termos de organização do genoma. Considerando S. micranthum e as espécies relacionadas S. laxum Otto ex Sims e S. rosulatum E.P. Bicknell, foi possível verificar que o rDNA 18S-26S varia em número de locos, com notável redução dos mesmos em poliploides em comparação com os diploides, enquanto o loco 5S mostrou aumento proporcional no número de sinais conforme o aumento no nível de ploidia. Os dados relativos ao tamanho do genoma (Cx) para as três espécies estudadas mostraram uma tendência de redução do genoma de diploides para poliploides; e também uma pequena variação inter e intraespecífica com relação ao valor C. Em termos de biologia reprodutiva, foi registrada a ocorrência de autofecundação e fecundação cruzada para a espécie. Além disso, foi verificado que cruzamentos entre as diferentes categorias morfológicas de S. micranthum são compatíveis uma vez que resultaram na formação de frutos. Da mesma forma, os dados obtidos sugerem que S. micranthum e S. laxum não representam táxons totalmente isolados reprodutivamente. A variabilidade genética de S. micranthum encontrada no presente estudo em termos de divergência genética entre populações e de variação do número de locos de rDNA, possivelmente, reflete a complexa relação existente entre a poliploidia e os aspectos reprodutivos da espécie. / Sisyrinchium micranthum Cav. is an herbaceous plant, one of the rare species of the genus which is described as annual. In Brazil, its distribution occurs throughout the states of Rio Grande do Sul (RS), Santa Catarina (SC), Paraná (PR), São Paulo (SP), and Rio de Janeiro (RJ). The species has a wide morphological variability reported in several studies, and different combinations of morphological features can be observed in the wild. Based on these combinations that characterize various plant profiles, three morphological types have been described as CI, CII and CIII. Sisyrinchium micranthum has three ploidy levels described in the literature whose basic number is x = 8, 2n = 2x = 16, 2n = 4x = 32, and 2n = 6x = 48. To contribute to the knowledge on the taxonomy, reproduction and evolution of the species, this study investigated genetic and cytogenetic characteristics of S. micranthum, as well as aspects of reproductive biology. To study the population genetic structure of S. micranthum in southern Brazil, firstly, nine microsatellite markers were isolated using an enriched genomic library, and characterized in a diploid population. Later, from the analysis of genetic variability with seven markers for 583 plants of 14 sampled sites in the states of RS, SC and PR, populations with individuals of different ploidy levels were observed. An autopolyploid origin was presumed for these polyploids. The gene and allelic diversities were rather similar for most of the accessions. The inbreeding coefficient over all loci showed that S. micranthum exhibited an average excess of heterozygotes (negative inbreeding coefficient value), but the FIS values of individual populations ranged from -0.273 to 0.454. The heterozygote excess could be expected since autopolyploids present polysomic inheritance, which contributes substantially for a high heterozygosity. In addition, the populations were highly structured. The results from the cytogenetic analyses, demonstrated that the variability of S. micranthum is also present in terms of genome organization. Regarding S. micranthum and related species S. laxum Otto ex Sims and S. rosulatum E.P. Bicknell, it was verified that the 18S-26S rDNA varies in number of loci, with a notable reduction of the same in polyploids in relation to diploids, while 5S locus showed a proportional increase in the number of signals as increased ploidy level. The data on genome size (Cx) for the three species studied showed a genome downsizing from diploids to polyploids, and also a small inter and intraspecific variation with respect to the C-value. In terms of reproductive biology, selfing and outcrossing were recorded for the species. Furthermore, crossing between different morphological categories 20 of S. micranthum are compatible as resulted in the formation of fruits. Likewise, the data suggest that S. micranthum and S. laxum do not present complete reproductive isolation. The genetic variability of S. micranthum demonstrated in this study in terms of genetic divergence between populations and variation in rDNA loci number possibly reflect the complex relationship between polyploidy and reproductive aspects of the species.

Mycoplasma hyopneumoniae é o agente causador da pneumonia enzoótica suína, uma enfermidade de distribuição mundial responsável por consideráveis perdas econômicas. Em organismos procariotos, a organização das ORFs em UTs e os mecanismos de regulação da expressão gênica são bem caracterizados. No entanto, no gênero Mycoplasma existem poucas informações relacionadas a transcrição gênica. Em M. hyopneumoniae, mesmo com os dados de sequenciamento de três genomas completos, poucos são os estudos englobando transcrição, bem como organização das unidades transcricionais. Este trabalho teve como objetivo caracterizar a distribuição e organização gênica em M. hyopneumoniae através da análise in silico e determinação experimental, pela técnica de RT-PCR, das unidades de transcrição. As análises in silico das UTs foram realizadas utilizando dois critérios: inicialmente, foi estabelecido como distância intergênica máxima, um tamanho de até 100 pb; posteriormente, foi utilizado o critério de genes organizados na mesma fita de DNA, independente das distâncias entre eles. Primers localizados entre a região 3´ de uma ORF e a região 5´ da ORF adjacente foram empregados, na técnica de RT-PCR, para demonstrar a co-transcrição de ORFs. As análises in silico determinaram a presença de 112 UTs, sendo que 21 destas UTs foram confirmadas experimentalmente. O tamanho e a composição das UTs são extremamente variáveis, assim como, as distâncias das regiões intergênicas entre as ORFs e os produtos codificados por elas. A partir dos resultados deste trabalho é possível sugerir que, em M. hyopneumoniae, a transcrição ocorre de forma contínua na mesma fita de DNA, formando assim, extensas UTs, as quais são interrompidas quando da presença de UTs ou ORFs individuais na orientação oposta. / Mycoplasma hyopneumoniae is the agent of enzootic pneumonia, a chronic respiratory disease present in the majority of swine herds throughout the world being considered an important pathogen in the swine industry. In prokaryotic organisms the ORFs arrangement in UTs and the gene expression regulation are well characterized. However, in the Mycoplasma genus there is little information related to gene transcription. Three complete genomes of M. hyopneumoniae were sequenced, but there are few studies encompassing transcription and organization of UTs. This work aims to characterize the distribution and gene organization in M. hyopneumoniae genome by in silico and experimental analyze of the UTs. The in silico analysis of the UTs were performed using two criteria: first, was established up to 100 bp as a maximum size of the intergenic distance and, later we used the criterion of genes arranged in the same DNA strand, regardless of the distances between them. To demonstrate the co-transcription of two ORFs the RT-PCR technic was used with primers located between the 3' region of an ORF and the 5' region of the adjacent ORF. The in silico analysis showed 112 UTs. Twenty-one UTs were experimentally confirmed by RT-PCR. The size and composition of the UTs are extremely variable, as well as the distances of the intergenic regions between the ORFs, and the products encoded by them. The findings of this study can suggest that in M. hyopneumoniae transcription occurs continuously in the same DNA strand, thus forming large UTs, which are disrupted in the presence of UTs or individual ORFs in the opposite orientation.

Ainda que os fatores genéticos relacionados à gemelaridade na espécie humana tenham sido bastante investigados, há um grande desconhecimento sobre genes específicos influenciando este processo. Neste estudo foram analisados dois genes, IGF-I e IGFBP-3, que sintetizam proteínas que formam um complexo, onde o gene IGFBP-3 codifica a proteína 3 de ligação ao fator de crescimento semelhante à insulina, que é responsável por carregar 90% da proteína sintetizada pelo gene IGF-I (fator de crescimento semelhante à insulina). A proteína sintetizada pelo gene IGF-I atua nas células da granulosa promovendo o aumento no número de receptores de FSH e LH, retardando o processo de atresia folicular, promovendo assim a foliculogênese, ovulação, fertilização, implantação e subsequente desenvolvimento do embrião. O gene IGF-I apresenta o polimorfismo de (CA)n, onde o número de repetições de citosina e adenina é variável. O gene IGFBP-3 possui um SNP na posição – 202 em sua região promotora, no qual pode ocorrer troca de adenina para citosina (A/C). Há evidências de que estes loci influenciem os níveis IGF-I e de IGFBP-3 em mulheres jovens. A amostra foi obtida na cidade de Candido Godoi (CG) no Rio Grande do Sul, Brasil, conhecida por ter uma alta prevalencia de nascimentos gemelares independente de praticas de fertilização assistida. Foi desenvolvido um estudo do tipo caso – controle. Foram estudadas um total de 39 casos (mães de gêmeos naturais de CG) e 214 controles, sendo destes 97 mulheres residentes em CG e 117 em Porto Alegre, que tiveram apenas gestações únicas. Foi realizada extração de DNA a partir de sangue e genotipagem através da metodologia TaqMan SNP Genotyping Assay (Applied Biosystems, USA). As análises indicaram que o alelo 198 (CA22) do gene IGF-1 está em maior frequência no grupo de mães de gêmeos, tanto quando comparado com controles de CG (p= 0,01), odds ratio de 95% de confiança, quando com controles de PA (p= 0,001). Os três grupos estudados não possuem diferenças significativas nas frequências dos alelos do polimorfismo do gene IGFBP-3-202-A/C. Este estudo aponta o polimorfismo 198 do gene IGF-I como um fator envolvido na gemelaridade. Isto está de acordo com observações anteriores, que quanto maior o número de repetições e CA, maior os níveis de IGF-I circulantes, que por sua vez induzem maior número de receptores FSH e LH, promovendo a foliculogênese, ovulação, fertilização e também desenvolvimento do embrião. / Although genetic factors related to twin births in humans have been largely investigated, there is great unknowledge about specific genes influencing this process. On this study two genes were analyzed, IGF-I and IGFBP-3, which synthesize proteins that form a complex, where the gene IGFBP-3 codify the connecting protein 3 to the growth factor similar to insulin, which is responsible for carrying 90% of the protein synthesized by the IGF-I gene (insulin-like growth factor). The protein synthesized by the IGF-I gene acts in granulosa cells promoting an increase in the number of receptors for FSH and LH, delaying the process of follicular atresia, promoting folliculogenesis, ovulation, fertilization, implantation and subsequent development of the embryo. IGF-I (CA)n polymorphism, where the number of repetitions of cytosine and adenine is variable. The IGFBP-3 gene has a SNP at position - 202 in its promoter region, in which can occur an exchange of cytosine to adenine (A/C). There are evidences that this lociis significantly a genetic factor of influence in the levels of IGFBP-3 and IGF-I in young women. A study type case - control was developed. It was studied a total of 39 cases (mothers of twins from CG) and 214 controls, being 97 women who reside in CG (controls (CG)) and 117 in Porto Alegre, who had only single pregnancies (controls (PA)). DNA extraction was performed from blood and genotyping through the methodology TaqMan SNP Genotyping Assay (Applied Biosystems, USA). The analysis indicated that allele 198 (CA22) of gene IGF-1 is more frequently in the group of mothers of twins, when compared with controls CG (p = 0.01) and with controls PA (p = 0.001 ). The three studied groups do not have significant differences in the alleles' frequencies of the polymorphism of gene IGFBP-3-202-A / C. This study indicates polymorphism 198 of gene IGF-I as a factor involved in twinning. This is in agreement with previous observations that, the greater the number of repetitions and CA, the higher the levels of circulating IGF-I. These are directly involved with the larger number of FSH and LH receptors, promoting folliculogenesis, ovulation, fertilization and also embryo development.

Este estudo analisou as características genéticas da região V3 e o uso de coreceptores dos subtipos de HIV-1 mais prevalentes no Rio Grande do Sul através de ferramentas genotípicas. Amostras de plasma de 105 pacientes infectados com os subtipos B (35), C (35) ou recombinantes BC (35) com base na sequência do gene pol foram selecionadas. Após nested PCR, a região V3 do gene env foi sequenciada e o tropismo foi determinado através das ferramentas genotípicas Geno2pheno_coreceptor 10%, WebPSSM e R5/X4-Pred. Um total de 90 amostras foram eficientemente amplificadas e sequenciadas. A análise do subtipo da região do gene env identificou 37 B e 53 C. A maior proporção de cepas X4 entre o subtipo B foi 16,2% (predita pela Geno2pheno10%) e entre o subtipo C foi 32,1% (predita pela WebPSSMSI/NSI(C)). A prevalência de cepas X4 em infecções recentes foi 18,7%, sendo identificadas exclusivamente no subtipo C. A análise da região V3 revelou diferenças e similaridades entre as sequências do subtipo B e C. Para ambos os subtipos o comprimento da alça V3 se mostrou conservado, sendo que a pequena variabilidade observada foi associada com uso de CXCR4. A perda do sítio de Nglicosilação foi raramente observada e não foi relacionada com o tropismo viral. Carga total aumentada e a presença de aminoácidos básicos nas posições 11/25 foram associadas ao uso de CXCR4 apenas no subtipo B. Entre as cepas do subtipo B, os tetrâmeros observados foram GPGR (43,2%), GWGR (16,2%), GFGR (16,2%) e APGR (13,5%). O tetrâmero GPGQ esteve presente em 84,9% dos isolados do subtipo C e o tetrâmero GPGR foi associado com o uso de CXCR4 nesse subtipo. Estes resultados reforçam prévias observações de diferenças subtipo-específicas no uso de co-receptores pelo HIV-1 e corrobora os relatos de evolução do HIV-1 subtipo C para uso de CXCR4. / This study analized the genetic characteristics of the V3 region and the co-receptor usage of the main HIV-1 subtypes from Rio Grande do Sul through genotypic tools. Plasma samples from 105 patients known to be infected with subtypes B (35), C (35) or BC (35) recombinants based on pol sequences were selected. After nested PCR, the V3 region of env gene was sequenced and the tropism inferred using the genotypic tools Geno2pheno_coreceptor 10%, WebPSSM and R5/X4-Pred. A total of 90 samples were successfully amplified and sequenced. Subtyping analyses of env gene identified 37 B and 53 C. The higher X4 strains proportions among subtype B was 16.2% (predicted by Geno2pheno10%) and among subtype C was 32.1% (predicted by WebPSSMSI/NSI(C)). X4 prevalence in recent seroconverters was 18.7%, being exclusively identified in subtype C. Analysis of the V3 region revealed both differences and similarities among subtype B and C sequences. Both subtypes showed a conserved V3 length and the small variability observed was associated with CXCR4 usage. Loss of the N-glycosylation site was rarely observed and did not correlate to viral tropism. Increased net charge and basic amino acids at positions 11/25 were associated to CXCR4 usage only in subtype B isolates. Among subtype B strains, the tetramers observed were GPGR (43.2%), GWGR (16.2%), GFGR (16.2%) and APGR (13.5%). The tetramer GPGQ was present in 84.9% of subtype C sequences and the GPGR motif was associated with CXCR4 usage in subtype C. These finds reinforce previous observations of subtype-specific differences in HIV-1 co-receptor usage and corroborate reports of evolution of subtype C viruses for CXCR4 usage.

A deficiência hereditária da enzima lisossômica G-galactosidase, codificada pelo gene GLB1, causa duas doenças humanas clinicamente distintas, a Gangliosidose GM1 e Morquio B. Clinicamente, pacientes com Gangliosidose GM1 mostram graus variados de neurodegeneração e anormalidades esqueléticas, enquanto que os com Mórquio B apresentam displasia esquelética e opacidade de córnea, sem envolvimento do sistema nervoso central. Neste trabalho foi realizada a análise da freqüência populacional das mutações mais comuns no Brasil para Gangliosidose GM1, e a tentativa de comprovação da hipótese de efeito fundador destas mutações. Também foi realizada a pesquisa clínica e molecular de pacientes com Gangliosidose GM1 na tentativa de caracterizar os pacientes brasileiros, identificando novas mutações e traçando um panorama clínico e genético dessa população. Com a intenção de compreender os efeitos das novas mutações encontradas entre os pacientes brasileiros sobre a estrutura da proteína codificada por GLB1, modelos tridimensionais foram gerados através de ferramentas de bioinformática. Neste estudo foi possível predizer as conseqüências biológicas destas mutações, correlacionando às mesmas com os achados fenotípicos dos pacientes. Um esforço na busca de novas terapias para a doença também foi realizado, visto que não existe tratamento eficaz contra a Gangliosidose GM1. Para tanto, três terapias foram testadas em fibroblastos de paciente com a mutação mais comum encontrada na população brasileira: a terapia de tradução alternativa com o uso de geneticina e cloranfenicol, e a terapia de chaperonas farmacológicas, através do uso de galactose. Nenhuma das terapias foi eficaz no aumento da atividade enzimática da G-galactosidase, mas um aumento da expressão gênica pode ser observado para o gene GLB1. / The inherited deficiency of the lysosomal enzyme G-galactosidase, encoded by the gene GLB1, causes two clinically distinct human diseases: GM1Gangliosidosis and Morquio B. Clinically, patients with GM1 Gangliosidosis show varying degrees of neurodegeneration and skeletal abnormalities, while Morquio B shows skeletal dysplasia and corneal opacity, without involving the central nervous system. This work was performed to analyze the population frequency of the most common mutations in Brazil for Gangliosidosis GM1, and the attempt to prove the hypothesis of a founder effect for these mutations. A clinical and molecular research in patients with Gangliosidosis GM1 was also performed, in an attempt to characterize Brazilian patients, identifying new mutations and drawing a picture of the clinical and genetic aspects of this population. Trying to understand the effects of new mutations found among Brazilian patients on the structure of the protein encoded by GLB1, threedimensional models were generated using bioinformatics tools. In this study it was possible to predict the biological consequences of these mutations, correlating them with the phenotypic findings of the patients. An effort in finding new therapies for the disease was also performed, since there is no effective treatment for GM1 Gangliosidosis. Therefore, three treatments were tested in fibroblasts from patients with the most common mutation found in Brazil: the alternative translation therapy using geneticin and chloramphenicol, and the pharmacological chaperone therapy, using galactose. None of these therapies was effective in increasing the enzyme activity of G-galactosidase, but an increase in gene expression could be observed in the GLB1 gene.

Dissertação (Mestrado)–Universidade de Brasília, Instituto de Biologia, Departamento de Biologia Celular, 2012. / Submitted by Sabrina Silva de Macedo (sabrinamacedo@bce.unb.br) on 2012-06-14T14:40:10Z No. of bitstreams: 1 2012_AndréGustavoMachadoBertran.pdf: 2482468 bytes, checksum: 19531b8165fbd2cb1c7d37578427d654 (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2012-08-22T11:37:38Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_AndréGustavoMachadoBertran.pdf: 2482468 bytes, checksum: 19531b8165fbd2cb1c7d37578427d654 (MD5) / Made available in DSpace on 2012-08-22T11:37:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_AndréGustavoMachadoBertran.pdf: 2482468 bytes, checksum: 19531b8165fbd2cb1c7d37578427d654 (MD5) / O gênero Tospovirus agrupa importantes vírus vegetais pertencentes à família Bunyaviridae. Estes são vírus de ssRNA(-) com genoma tripartido para o qual ainda não existe um sistema de estudo baseado em genética reversa. A genética reversa é uma ferramenta investigativa com aplicações importantes para o estudo da expressão gênica, evolução e interação vírus-hospedeiro através da manipulação do RNA viral por meio de seu DNA complementar (cDNA). O desenvolvimento de sistemas de genética reversa para vírus vegetais de ssRNA(-), no entanto, ainda precisa superar barreiras técnicas relativas à manutenção e cultivo de células vegetais e produção e transfecção de clones infecciosos, em contraste aos estudos desenvolvidos para vírus animais. O capítulo 1 discorre sobre sistemas de genética reversa e o conhecimento e aplicação dos RNAs defectivos-interferentes virais (DIs), enfatizando o estado da arte, em especial sob a perspectiva dos tospovírus. No capítulo 2, a busca por novos DIs a partir de um isolado brasileiro de tospovírus levou à publicação da sequência completa e caracterização molecular do RNA L de Tomato chlorotic spot virus (TCSV). Estudos de evolução molecular utilizando a proteína L como critério taxonômico indicam melhor poder de resolução e maior confiabilidade na descrição da evolução do gênero Tospovirus em comparação a filogenia baseada na proteína N. Portanto, o L RNA poderia ser usado como critério alternativo e/ou complementar ao gene N na taxonomia de tospovirus. O capítulo 3 apresenta os resultados preliminares do desenvolvimento de uma estratégia alternativa a construção de clones infecciosos para tospovírus baseada no estudo das propriedades replicativas e de expressão de mini-genomas derivados de RNAs defectivos-interferentes transcritos in planta pela expressão transiente da enzima T7 RNA Polimerase e incorporados ao ciclo de replicação de um vírus auxiliar livre de DIs, avaliados por Northern Blotting. Os resultados iniciais parecem demonstrar que esta estratégia é promissora, pois foi possível detectar transcrição de DIs in planta pelo sistema T7 Polimerase. No entanto, a estratégia deve ser otimizada para seu emprego com ferramenta para o estudo de genética reversa no gênero Tospovirus. _______________________________________________________________________________________ ABSTRACT / The genus Tospovirus comprises important plant pathogens belonging to the Bunyaviridae family of tripartite ssRNA(-) genome viruses for which a reverse genetics system is still unavailable. Reverse genetics is an important methodological tool for the study of gene expression, evolution and host-virus interactions based on the ability of manipulating viral RNA genomes through its DNA counterparts (cDNA). Though significant progress has been achieved for animal-infecting viruses, the same is not true to plant viruses since important technical barriers have not yet been overcome, such as the in vitro maintenance and growth of plant cells and the transfection efficiency of infectious clones. In chapter 1 a review of the acquired knowledge and state of the art of reverse genetics and defective-interfering RNAs/particles with further insight into the Tospovirus genus is presented. Chapter 2 describes how the search for new defective-interfering (DI) RNAs resulted in the publication of the complete sequence and molecular characterization of the L RNA of Tomato chlorotic spot virus (TCSV). In this chapter, the molecular evolution analysis of the Tospovirus genus based on L protein phylogeny is shown to provide higher resolution and confidence values for the evolutionary history of the Tospovirus, rather than N protein based analysis. Therefore, the L gene could be used as an alternative and/or additional parameter in the taxonomy of the Tospovirus genus. Chapter 3 presents the preliminary results on the development of a reverse genetics systems for the tospoviruses based not on the construction of infectious cDNA clones, but on the replication and expression of DI-derived mini-genomes via in planta T7 RNA Polymerase-dependent transcription and helper virus infectious cycle incorporation. The preliminary results showed that the T7 polymerase system was able to transcribe DI molecules. However, the strategy needs to be optimized to be employed as a tool for studying reverse genetics in the Tospovirus genus