A descoberta dos elementos genéticos móveis na década de 40 representa a formação de um novo paradigma no campo da genética, onde existe a formação de uma abordagem dinâmica à interpretação do genoma de organismos eucarióticos e procarióticos. A presença de elementos de transposição em praticamente todos os seres vivos indica a sua origem ancestral e indica a importância dos processos de transposição como mecanismo evolutivo. Apesar de em muitos casos os elementos de transposição apresentarem-se como agentes de processos deletérios, sua atividade também está ligada a diversos eventos adaptativos incluindo a formação de novos genes, regulação gênica e constituição estrutural do genoma. Com o recente desenvolvimento de novas tecnologias de sequenciamento, que possibilitaram a expansão massiva do número de genomas completos sequenciados, acumulou-se um grande número de dados de sequência que permitem a comparação direta entre diferentes genomas e assim a realização de análises específicas em larga escala sobre a evolução dos elementos de transposição. Este trabalho utilizou 12 genomas completos de espécies de Drosophila para comparações em larga escala entre genes e transposons, analisando diferentes variáveis evolutivas. Através dessas comparações foi possível identificar padrões específicos de sequências de elementos de transposição em relação às sequências gênicas do genoma hospedeiro. Especificamente, um grande número de sequências de elementos de transposição apresentam valores de Ks significantemente inferiores aos valores de Ks encontrados em sequências gênicas, ao mesmo tempo que apresentam alta similaridade da sequência de DNA. Contudo, em média a sequência de proteína destas mesmas sequências tende a possuir similaridade menor que as sequências gênicas da respectiva comparação. É possível distinguir dois tipos de padrão evolutivo nas sequências de elementos de transposição, o primeiro relacionado a sequências com alta similaridade, baixo valor de Ks e Ka. Tais sequências são provavelmente derivadas de eventos de transposição recente. Um segundo padrão é caracterizado por sequências com alta similaridade, baixo valor de Ks e valor de Ka superior ao encontrado no genoma, gerando sequências com grande valor de Ka/Ks, mas fortemente conservadas, indicando uma possível seleção positiva em sequências de elementos de transposição sujeitos a recente transferência horizontal. / The discovery of transposable elements in the 1940s represents the constitution of a new paradigm in the field of genetics, where is consolidated a new and dynamic interpretation of eukaryotic and prokaryotic genomes. The existence of transposable elements as ancestral components of the genome, indicates the importance of transposition processes as evolutionary mechanisms. Although transposable elements could cause a range of deleterious effects in the host, its activity is also connected to a broad number of adaptative events, including the constitution of new genes, gene regulation and the structural integrity of the genome. With the recent development of new sequencing technologies and massive increase in the number of complete sequenced genomes a new opportunity window was created for the large scale evolutionary analysis of transposable elements in different species. This work analysed 12 complete genomes of Drosophila to conduct large scale comparative analysis between transposable elements and nuclear genes, analysing a number of different variables. Trought this comparisons was possible to identify specific evolutionary patterns of transposable elements and Drosophila nuclear genes. A great number of transposition element sequences presented Ks values significantly lower than the Ks value found for nuclear gene sequences, also presenting a high DNA sequence similarity in relation to the genome sequences. However, the average protein sequence similarity of the transposable element sequences is lower than the nuclear genes protein sequence in the same comparison. It is possible to identify two evolutionary patterns in the transposable element sequences. The first one is characterized by sequences with high similarity and low Ks and Ka values. This sequences are probably subject of a recent horizontal transfer event. The second pattern is characterized by sequences with high similarity, low Ks values and Ka values above the average genome nuclear gene sequences Ka values, producing high values of Ka/Ks. Those second pattern sequences are highly conserved, although with a high Ka/Ks value, probably indicating positive selection over transposable element sequences subject to horizontal transfer.

A descoberta dos elementos genéticos móveis na década de 40 representa a formação de um novo paradigma no campo da genética, onde existe a formação de uma abordagem dinâmica à interpretação do genoma de organismos eucarióticos e procarióticos. A presença de elementos de transposição em praticamente todos os seres vivos indica a sua origem ancestral e indica a importância dos processos de transposição como mecanismo evolutivo. Apesar de em muitos casos os elementos de transposição apresentarem-se como agentes de processos deletérios, sua atividade também está ligada a diversos eventos adaptativos incluindo a formação de novos genes, regulação gênica e constituição estrutural do genoma. Com o recente desenvolvimento de novas tecnologias de sequenciamento, que possibilitaram a expansão massiva do número de genomas completos sequenciados, acumulou-se um grande número de dados de sequência que permitem a comparação direta entre diferentes genomas e assim a realização de análises específicas em larga escala sobre a evolução dos elementos de transposição. Este trabalho utilizou 12 genomas completos de espécies de Drosophila para comparações em larga escala entre genes e transposons, analisando diferentes variáveis evolutivas. Através dessas comparações foi possível identificar padrões específicos de sequências de elementos de transposição em relação às sequências gênicas do genoma hospedeiro. Especificamente, um grande número de sequências de elementos de transposição apresentam valores de Ks significantemente inferiores aos valores de Ks encontrados em sequências gênicas, ao mesmo tempo que apresentam alta similaridade da sequência de DNA. Contudo, em média a sequência de proteína destas mesmas sequências tende a possuir similaridade menor que as sequências gênicas da respectiva comparação. É possível distinguir dois tipos de padrão evolutivo nas sequências de elementos de transposição, o primeiro relacionado a sequências com alta similaridade, baixo valor de Ks e Ka. Tais sequências são provavelmente derivadas de eventos de transposição recente. Um segundo padrão é caracterizado por sequências com alta similaridade, baixo valor de Ks e valor de Ka superior ao encontrado no genoma, gerando sequências com grande valor de Ka/Ks, mas fortemente conservadas, indicando uma possível seleção positiva em sequências de elementos de transposição sujeitos a recente transferência horizontal. / The discovery of transposable elements in the 1940s represents the constitution of a new paradigm in the field of genetics, where is consolidated a new and dynamic interpretation of eukaryotic and prokaryotic genomes. The existence of transposable elements as ancestral components of the genome, indicates the importance of transposition processes as evolutionary mechanisms. Although transposable elements could cause a range of deleterious effects in the host, its activity is also connected to a broad number of adaptative events, including the constitution of new genes, gene regulation and the structural integrity of the genome. With the recent development of new sequencing technologies and massive increase in the number of complete sequenced genomes a new opportunity window was created for the large scale evolutionary analysis of transposable elements in different species. This work analysed 12 complete genomes of Drosophila to conduct large scale comparative analysis between transposable elements and nuclear genes, analysing a number of different variables. Trought this comparisons was possible to identify specific evolutionary patterns of transposable elements and Drosophila nuclear genes. A great number of transposition element sequences presented Ks values significantly lower than the Ks value found for nuclear gene sequences, also presenting a high DNA sequence similarity in relation to the genome sequences. However, the average protein sequence similarity of the transposable element sequences is lower than the nuclear genes protein sequence in the same comparison. It is possible to identify two evolutionary patterns in the transposable element sequences. The first one is characterized by sequences with high similarity and low Ks and Ka values. This sequences are probably subject of a recent horizontal transfer event. The second pattern is characterized by sequences with high similarity, low Ks values and Ka values above the average genome nuclear gene sequences Ka values, producing high values of Ka/Ks. Those second pattern sequences are highly conserved, although with a high Ka/Ks value, probably indicating positive selection over transposable element sequences subject to horizontal transfer.

A descoberta dos elementos genéticos móveis na década de 40 representa a formação de um novo paradigma no campo da genética, onde existe a formação de uma abordagem dinâmica à interpretação do genoma de organismos eucarióticos e procarióticos. A presença de elementos de transposição em praticamente todos os seres vivos indica a sua origem ancestral e indica a importância dos processos de transposição como mecanismo evolutivo. Apesar de em muitos casos os elementos de transposição apresentarem-se como agentes de processos deletérios, sua atividade também está ligada a diversos eventos adaptativos incluindo a formação de novos genes, regulação gênica e constituição estrutural do genoma. Com o recente desenvolvimento de novas tecnologias de sequenciamento, que possibilitaram a expansão massiva do número de genomas completos sequenciados, acumulou-se um grande número de dados de sequência que permitem a comparação direta entre diferentes genomas e assim a realização de análises específicas em larga escala sobre a evolução dos elementos de transposição. Este trabalho utilizou 12 genomas completos de espécies de Drosophila para comparações em larga escala entre genes e transposons, analisando diferentes variáveis evolutivas. Através dessas comparações foi possível identificar padrões específicos de sequências de elementos de transposição em relação às sequências gênicas do genoma hospedeiro. Especificamente, um grande número de sequências de elementos de transposição apresentam valores de Ks significantemente inferiores aos valores de Ks encontrados em sequências gênicas, ao mesmo tempo que apresentam alta similaridade da sequência de DNA. Contudo, em média a sequência de proteína destas mesmas sequências tende a possuir similaridade menor que as sequências gênicas da respectiva comparação. É possível distinguir dois tipos de padrão evolutivo nas sequências de elementos de transposição, o primeiro relacionado a sequências com alta similaridade, baixo valor de Ks e Ka. Tais sequências são provavelmente derivadas de eventos de transposição recente. Um segundo padrão é caracterizado por sequências com alta similaridade, baixo valor de Ks e valor de Ka superior ao encontrado no genoma, gerando sequências com grande valor de Ka/Ks, mas fortemente conservadas, indicando uma possível seleção positiva em sequências de elementos de transposição sujeitos a recente transferência horizontal. / The discovery of transposable elements in the 1940s represents the constitution of a new paradigm in the field of genetics, where is consolidated a new and dynamic interpretation of eukaryotic and prokaryotic genomes. The existence of transposable elements as ancestral components of the genome, indicates the importance of transposition processes as evolutionary mechanisms. Although transposable elements could cause a range of deleterious effects in the host, its activity is also connected to a broad number of adaptative events, including the constitution of new genes, gene regulation and the structural integrity of the genome. With the recent development of new sequencing technologies and massive increase in the number of complete sequenced genomes a new opportunity window was created for the large scale evolutionary analysis of transposable elements in different species. This work analysed 12 complete genomes of Drosophila to conduct large scale comparative analysis between transposable elements and nuclear genes, analysing a number of different variables. Trought this comparisons was possible to identify specific evolutionary patterns of transposable elements and Drosophila nuclear genes. A great number of transposition element sequences presented Ks values significantly lower than the Ks value found for nuclear gene sequences, also presenting a high DNA sequence similarity in relation to the genome sequences. However, the average protein sequence similarity of the transposable element sequences is lower than the nuclear genes protein sequence in the same comparison. It is possible to identify two evolutionary patterns in the transposable element sequences. The first one is characterized by sequences with high similarity and low Ks and Ka values. This sequences are probably subject of a recent horizontal transfer event. The second pattern is characterized by sequences with high similarity, low Ks values and Ka values above the average genome nuclear gene sequences Ka values, producing high values of Ka/Ks. Those second pattern sequences are highly conserved, although with a high Ka/Ks value, probably indicating positive selection over transposable element sequences subject to horizontal transfer.

Orientador: José Osmar Gaspar / Banca: Claudia Regina Bonini Domingos / Banca: Eliezer Rodrigues de Souto / Resumo: O presente trabalho consistiu no seqüenciamento e caracterização molecular das Cadeias Abertas de Leitura (Open Reading Frames - ORFs) 2 e 3 do genoma do isolado São Paulo do Southern bean mosaic virus (SBMV-SP), completando-se o seqüenciamento de todo o genoma desse isolado. A ORF 2 codifica uma poliproteína (serino protease - VPg - RNA polimerase RNA-dependente) e a ORF 3 um produto com função desconhecida. O seqüenciamento da ORF 2 apresentou 2889 nucleotídeos, incluindo-se o códon de terminação UGA, com 962 aminoácidos deduzidos e massa molecular estimada de aproximadamente 105 kDa. Dentro da ORF 2, localiza-se a ORF 3 contendo 398 nucleotídeos, incluindo-se o códon de terminação UAA, com 132 aminoácidos e massa molecular estimada de aproximadamente 15 KDa. A análise feita a partir das seqüências das ORFS 2 e 3 do genoma do SBMV-SP, quando comparadas com outras espécies do mesmo gênero e isolados do SBMV, depositadas no GenBank, mostrou que a ORF 2 apresenta maior identidade (91,4% na seqüência de nucleotídeos e 95,0% na seqüência de aminoácidos deduzidos) com o isolado de Arkansas. Resultado similar foi obtido em relação à ORF 3 com valores de identidade de 97,0% tanto para as seqüências de nucleotídeos e aminoácidos deduzidos. Dados de filogenia corroboram os dados de identidade. Regiões conservadas do gênero Sobemovirus também foram identificadas, tais como Sítio de Ligação à Capa Protéica (CBPS), a tríade catalítica da serino protease (H-D-S) e a seqüência de heptanucleotídeos (TTTAAAC). A expressão em Escherichia coli da porção C-terminal da RNA Polimerase RNA Dependente (RpRd) produziu uma proteína de fusão de aproximadamente 67 kDa no sistema pMAL c2-x e de 30 kDa no sistema pET 28a. Quando a proteína de fusão foi injetada em coelhos houve a produção de anti-soro específico para a proteína recombinante. / Abstract: The present work consisted of the sequencing and molecular characterization of the Open Reading Frames (ORFs) 2 and 3 from the São Paulo isolate genome of Southern bean mosaic virus (SBMV-SP), completing the sequencing of all the genome of this isolate. The ORF 2 encodes a polyprotein (serine protease - VPg - RNA dependent RNA polimarase) and the ORF 3 one product with unknown function. The sequencing of the ORF 2 reveals 2889 nucleotides, including the stop codon (UGA), with 962 deduced amino acids e and estimated molecular weight of approximately 105 kDa. Nested in the ORF 2 were found the ORF 3 with 398 nucleotides, including the stop codon (UAA), with 132 deduced amino acids and estimated molecular weight of approximately 15 kDa. The analysis made from the sequences of the ORFs 2 and 3 from the SBMV-SP genome, when compared with other species of the same gender and isolates of SBMV, deposited in the GenBank, showed that the ORF 2 presents higher identity (91,4% in the nucleotide sequence and 95,0% in the deduced amino acids sequence) with Arkansas isolate. Similar result was obtained in relation to the ORF 3 with identity values of 97,0% for the nucleotides and deduced amino acids sequences. Phylogeny data corroborate the identity data. Conserved regions of the Sobemovirus gender had also been identified such as Coat Protein Binding Site (CPBS), serine protease catalytic triad (H-D-S) and heptanucleotide sequence (TTTAAAC). The Expression in Escherichia coli of the C-terminal region of the RNA dependent RNA polimerase produced a fusion protein of approximately 67 kDa in pMAL c2-x system and a 30 kDa protein in pET 28a system. When the fusion protein ...(Complete abstract click electronic access below) / Mestre

O elemento transponível hobo pode estar presente sob três formas no genoma de Drosophila simulans: como cópias autônomas completas (ou canônicas), como cópias defectivas internamente deletadas e como seqüências relacionadas a hobo (ou “relics”). Algumas evidências indicam que cópias completas e internamente deletadas são aquisições recentes desse genoma, enquanto os “relics” são componentes antigos, normalmente degenerados, defectivos e até recentemente considerados imóveis. O estudo desse tipo de seqüências pode ajudar a desvendar algumas questões sobre sua origem, dinâmica e seu papel na história evolutiva da família hobo. No presente trabalho, buscamos contribuir ao entendimento de algumas dessas questões estudando a dinâmica de uma família particular de seqüências relacionadas a hobo de D. simulans. Primeiramente, isolamos uma seqüência “relic” hobo envolvida no surgimento de uma mutação white de novo em uma linhagem hipermutável de D. simulans. Esta seqüência, denominada hobov-a, apresenta divergência típica de elemento “relic” em relação ao elemento canônico, é defectiva como outras já descritas, porém, mobilizável, pois apresentando estruturas essenciais para mobilização bem conservadas. Além disso, apresenta alta similaridade estrutural e de seqüência com um elemento “relic” de Drosophila sechellia, mas parece estar ausente do genoma de Drosophila melanogaster. A análise populacional de hobov-a revela que estes elementos são bem conservados entre diferentes populações de D. simulans. Apresentam, ainda, polimorfismo de sítios de inserção e variabilidade no número de cópias, o que nos dá fortes indícios de atividade atual ou recente desses elementos no genoma dessas populações. Pela similaridade compartilhada com elementos MITEs em muitas de suas características estruturais e funcionais, sugerimos, apontando algumas evidências, que elementos hobov-a podem ser ou uma nova família de MITEs de Drosophila ou, mais provavelmente, estariam se encaminhando para esse destino, utilizando o elemento canônico como fonte para sua mobilização.

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2017-10-09T14:46:30Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 4569752 bytes, checksum: 7423d0749a49ab3a18033fe827e2181d (MD5) / Made available in DSpace on 2017-10-09T14:46:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 4569752 bytes, checksum: 7423d0749a49ab3a18033fe827e2181d (MD5) Previous issue date: 2017-07-21 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Em todas as aplicações, o teste de viabilidade e necessario para medir a taxa de protoplastos viáveis, possibiltando decidir os procedimentos de isolamento e purificação mais adequados e verificar se ha celulas suficientes para as etapas subsequentes. A microscopia de fluorescência geralmente é empregada para o teste de viabilidade. No entanto, alguns problemas têm sido apontados: longo tempo necessário para contar um número relativamente pequeno de protoplastos, aglomerados de células que impedem a observação dos protoplastos e percepção visual da fluorescência subjetiva ao observador. Este estudo teve como objetivo estabelecer procedimentos para teste de viabilidade adaptado para citometria de fluxo (FCM), MuseTM cell analyzer (Muse) e Ensaio cometa (CA). Para isso, Capsicum annuum foi escolhido devido a natureza morfogênica recalcitrante dos protoplastos. Após o isolamento e a purificação, as aplicações permitiram avaliar um grande número de protoplastos (FCM e MUSE) e núcleos dos protoplastos (CA) em um curto período de tempo. A partir das adaptações nos procedimentos, foram evidenciados diferentes tipos e níveis de danos citológicos (FCM e Muse) e genômicos (Muse e CA), possibilitando discriminar e mensurar os protoplastos viãveis. Considerando os resultados, este estudo introduz procedimentos quantitativos melhorados para o teste de viabilidade. Alem disso, visando a regeneração de plântulas, diferentes métodos podem ser aplicados para avaliar a viabilidade de protoplastos, definindo os procedimentos de isolamento e purificação mais adequados. Corraborando para este propósito, foram mostrados guias para FCM, Muse e CA visando a padronizaçao dos testes de viabilidade em protoplastos de plantas. / Plant protoplasts are valuable in biotechnology, enabling the plantlet regeneration until the gene function determination. In all applications, viability test is required to measure the rate of viable protoplasts, allowing to decide on the most adequate isolation and purification procedures and to verify whether there are sufficient cells for subsequent steps. Fluorescence microscopy is usually employed for viability test. However, some problems have been pointed out: long time required to count a relatively small number of protoplasts, cell clumps preventing their observation, and the subjective visual perception of the fluorescence by observer. This study aimed to establish procedures for viability test adapted for flow cytometry (FCM), MuseTM cell analyzer (Muse) and Comet Assay (CA). For this, Capsicum annuum was chosen due to recalcitrant morphogenic nature of its protoplasts. After isolation and purification, the applications allowed assessing large numbers of protoplasts (FCM and MUSE) and protoplasts nuclei (CA) in a short time period. From the adjusted procedures, different types and levels of cytological (FCM and Muse) and genomic damages (Muse and CA) were evidenced, allowing to discriminate and measure the viable protoplasts. Considering the results, this study introduces improved quantitative procedures for viability test. Besides of these and aiming the plantlet regeneration, different methods can be applied to assess the protoplast viability, defining the more adequate isolation and purification procedures. Contributing with this purpose, guides were showed for FCM, Muse and CA to standardization of viability tests in plant protoplasts

Os elementos de transposição (TEs) são elementos repetitivos ubíquos dos genomas. São capazes de transpor-se e multiplicar-se, podendo atingir um número de milhares de cópias. A quantidade de TEs nos genomas varia imensamente mas podem atingir até mais de 50% de todo o DNA das espécies. Os TEs comportam-se como parasitas genômicos e eventualmente são domesticados adquirindo alguma função no hospedeiro. Os TEs têm um ciclo de vida nos genomas que começa no momento de sua entrada (invasão), seguido pela amplificação e decaimento (degeneração). O único meio de sobrevivência dos TEs é uma “fuga” para outra espécie. Esse processo é denominado transferência horizontal (HTT, do inglês Horizontal Transposon Transfer). Inúmeros casos de HTT já foram descritos, inclusive entre espécies de níveis taxonômicos muito distantes como ordens, classes e até mesmo filos. Neste trabalho utilizamos diferentes abordagens na compreensão dos TEs e do processo da HTT. Na primeira parte parte desse trabalho tratamos acerca da história evolutiva de elementos P de Drosophila. O grupo foi reclassificado e inúmeros potenciais eventos de HTT foram detectados. Os resultados também confirmam a monofilia dos elementos P em Drosophila e mostram a existência de 11 subfamílias. Em seguida, testamos possíveis vetores para HTT entre Drosophila e vespas parasitóides. Não encontramos evidência de que estes parasitóides sejam vetores de HTT, mas foram detectados eventos de HTT entre diferentes espécies de Drosophila. E por fim, analisamos 82 genomas de mamíferos para caracterização do padrão de HTT recentes nestas espécies. Detectamos um grande viés na distribuição das HTT em mamíferos e grupos de morcegos apresentaram uma alta incidência de invasões de TEs nos últimos 50 milhões de anos. / The transposable elements (TEs) are repetitive elements ubiquitous of the genome. They are capable to transpose and multiply in the genomes and may reach a number thousands of copies. The amount of TEs in the genomes varies tremendously but can reach up to more than 50% of all DNA from species. The TEs behave as genomic parasites and eventually they are domesticated and acquired some function in the host. The TEs have a life cycle that begins in the genomes invasion, followed by amplification and decay (degeneration). The only way to the TEs survive is to escape to other species. This process is called horizontal transposon transfer (HTT). A lot of cases of HTT have been described, including among very distant species as from different orders, classes and even phyla. In this work we use different approaches in understanding the TEs and the process of HTT. Initially we work on evolutionary history of P elements in the Drosophila species. The group was reclassified and a lot of potential events HTT were detected. The results also confirm the monophyly of P elements in the Drosophila species and the existence of 11 subfamilies. Then we tested for potential vectors to HTT between Drosophila and parasitoid wasps. We not found evidence that these parasites are vectors of HTT but some HTT events between different Drosophila species were detected. Finally, we analyzed 82 mammalian genomes for characterization of the recent HTT pattern in this group. We detected a large bias in the distribution of HTT in mammals and some bats showed a high incidence of TE invasions in the last 50 million years.

Made available in DSpace on 2015-07-22T20:49:22Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-03-31 / Os genes virais podem ter origens celulares ou não. Eles podem ter sido reunidos durante a evolução, sendo que cada um pode corresponder a uma origem distinta. A similaridade entre sequências genéticas sugerem homologia e, portanto, um parentesco evolutivo. O presente estudo tem como objetivo identificar regiões de similaridade, com suporte estatístico confiável, entre o genoma do HIV-1 e o genoma humano a partir da análise comparativa entre sequências de DNA, por meio do programa BLAST. Também é de nosso interesse desenvolver uma metodologia que permita comparar sequências genéticas de diversos organismos, de forma que a similaridade possa ser quantificada. Para realizar as comparações entre as sequências genéticas, é utilizada a ferramenta BLASTn (versão 2.2.20) e um banco de dados local composto pelos cromossomos humanos. Python (versão 5.1.30) é utilizada para o processamento das sequências, e a análise dos dados é feita utilizando a linguagem estruturada de consulta SQL (Structured Query Language). O genoma humano é comparado com: sequências dos genes do HIV-1, sequências de genes do vírus do mosaico do tabaco (controle negativo biológico), trechos de cromossomos da Macaca mulatta (controle positivo biológico) e sequências aleatórias (controle negativo não biológico). O presente estudo demonstra diferenças entre os genes do HIV-1 e a região LTR. Alguns genes demonstram maior similaridade com o genoma humano do que outros, de acordo com a análise da curva do fitting. Ao verificar a curva obtida a partir de E-values muito baixos, observa-se que todos os genes do HIV-1 apresentam curva não linear do tipo y = a0 . xa1, onde a0 e a1 são parâmetros obtidos a partir de ajuste numérico. O método é validado utilizando dados do genoma da Macaca mulatta, pelo qual é observada alta similaridade com o genoma humano. A partir desta validação é possível construir três diferentes grupos de genes do HIV-1 de acordo com o valor de a1, onde: os genes env, gag, nef, pol, rev, tat e vif apresentam valores de a1 idênticos, o gene vpr um valor mais baixo e o gene vpu um valor bem mais alto. / It is possible that viral genes have cellular origins. They may have been gathered during evolution, and each one may correspond to a distinct origin. The similarity between genetic sequences suggest homology and, therefore, an evolutive relationship. The present study aimed at identifying region with similarity, with significant statistic support, between the human and the HIV-1 genome through the comparative analysis between DNA sequences using the BLAST program. It is also our purpose to develop a methodology which allows the comparison between genetic sequences of diverse organisms, quantifying the similarity. Thus, to carry it through, we use the BLASTn software (2.2.20 version) and a local database of human chromosomes. Python (5.1.30 version) is used for sequence processing and the data analysis is made using the SQL (Structured Query Language). The human genome is compared to sequences from: HIV-1 genes, Tobbaco Mosaic Virus genes (negative non-biologic control), chromosomes motifs of Macaca mulatta (positive biologic control) and random sequences (negative non-biologic control). We find differences between all the HIV-1 genes and the LTR region. Some genes show more similarity with the human genome than others, according to the curve fitting analysis. When analyzing the curve obtained at very low E-values, it is observed that all HIV-1 genes are well represented by a non-linear curve fitting y = a0 . xa1 where a0 and a1 are parameters obtained numerically. As a result, the method is validated using the data from the genome of Macaca mulatta for which a high level of similarity with the human genome is observed. Based on this validation, it is possible to form three distinct groups of genes from HIV-1 according to the a1 value where: the env, gag, nef, pol, rev, tat and vif genes have identical a1 values; the vpr gene a very low a1 value; and the vpu a a1 higher value. / TEDE / BV UNIFESP: Teses e dissertações

O elemento transponível hobo pode estar presente sob três formas no genoma de Drosophila simulans: como cópias autônomas completas (ou canônicas), como cópias defectivas internamente deletadas e como seqüências relacionadas a hobo (ou “relics”). Algumas evidências indicam que cópias completas e internamente deletadas são aquisições recentes desse genoma, enquanto os “relics” são componentes antigos, normalmente degenerados, defectivos e até recentemente considerados imóveis. O estudo desse tipo de seqüências pode ajudar a desvendar algumas questões sobre sua origem, dinâmica e seu papel na história evolutiva da família hobo. No presente trabalho, buscamos contribuir ao entendimento de algumas dessas questões estudando a dinâmica de uma família particular de seqüências relacionadas a hobo de D. simulans. Primeiramente, isolamos uma seqüência “relic” hobo envolvida no surgimento de uma mutação white de novo em uma linhagem hipermutável de D. simulans. Esta seqüência, denominada hobov-a, apresenta divergência típica de elemento “relic” em relação ao elemento canônico, é defectiva como outras já descritas, porém, mobilizável, pois apresentando estruturas essenciais para mobilização bem conservadas. Além disso, apresenta alta similaridade estrutural e de seqüência com um elemento “relic” de Drosophila sechellia, mas parece estar ausente do genoma de Drosophila melanogaster. A análise populacional de hobov-a revela que estes elementos são bem conservados entre diferentes populações de D. simulans. Apresentam, ainda, polimorfismo de sítios de inserção e variabilidade no número de cópias, o que nos dá fortes indícios de atividade atual ou recente desses elementos no genoma dessas populações. Pela similaridade compartilhada com elementos MITEs em muitas de suas características estruturais e funcionais, sugerimos, apontando algumas evidências, que elementos hobov-a podem ser ou uma nova família de MITEs de Drosophila ou, mais provavelmente, estariam se encaminhando para esse destino, utilizando o elemento canônico como fonte para sua mobilização.

Genomas de vibrios ambientais ainda são pouco conhecidos. O presente trabalho de dissertação de mestrado envolveu a anotação de quatro genomas parciais de vibrios ( V. alginolyticus 40B, V. communis 1DA3, V. mimicus VM603 e VM573), a comparação da performance de três sistemas automáticos de anotação de genomas (SABIA, RAST, e GRC) e a determinação de genes putativos únicos de cada um dos quatro genomas. Os genomas de vibrios apresentaram entre 3.745 e 4.977 genes, dos quais em média 2.900 são válidos, 898 são conservados hipotéticos e 385 são hipotéticos. Os genomas apresentaram similaridade em termos de classes de grupos ortólogos com a maioria dos genes válidos identificados nas classes: funções gerais e desconhecidas(R e S), transporte e metabolismo de aminoácidos(E) e transcrição(K) de acordo com as classes de grupos ortólogos (COG) e a maioria das classes foram similares. A comparação entre os anotadores automáticos sugeriu que cada anotador apresenta prós e contras. O anotador SABIA apresenta uma grande interatividade com os bancos de dados biológicos, tais como o InterPro e Swiss-Prot. O anotador RAST é muito útil para comparação genômica do organismo de interesse com os diversos genomas e metagenomas presentes nos bancos públicos, enquanto que o anotador GRC pode ser utilizado localmente, sem a necessidade de acesso à internet. De acordo com as análises comparativas por meio da anotação realizada com o auxílio do BLAST e BLAST Atlas, os genomas de vibrios ( V. alginolyticus 40B, V. communis 1DA3, V. mimicus VM603 e VM573) também apresentaram diferenças em termos de conteúdo gênico, indicando que cada linhagem de vibrio possui sub-grupos de genes únicos. Cada um dos quatro genomas apresentaram de 289 a 1.6432 genes únicos de acordo com o as comparações pareadas com os vizinhos filogenéticos mais próximos disponíveis nos bancos de dados. Assim, a comparação entre os genomas das linhagens V. alginolyticus 40B e V. alginolyticus 12G01 resultou na descoberta de 541 genes únicos na linhagem V. alginolyticus 40B. A comparação entre os genomas de V. communis 1DA3 e V. campbellii ATTC BAA-1116 resultou na descoberta de 1.432 genes únicos na linhagem V. communis 1DA3 e a comparação entre os genomas de V. mimicus VM603 e VM573 resultou na descoberta de 334 e 289 genes únicos, em cada uma destas linhagens. Há um predomínio de genes únicos, sobretudo, pertencentes as classes relacionadas com carboidratos, resposta ao estresse, virulência, aminoácidos e derivados, parede celular e cápsula, sugerindo que estes genes estariam associados com a adaptação das linhagens à diferentes condições ambientais e diferentes nichos ecológicos. / Vibrios genomes are not fully known. This thesis focused on the annotation of four draft genomes ( V. alginolyticus 40B, V. communis 1DA3, V. mimicus VM603 e VM573), the performance comparison of three automated genome annotations (SABIA, RAST and GRC) and the identification of putative unique genes (strain specific genes) in the genomes. The genomes of Vibrios contained between 3,745 and 4,977 genes, of which 2,900 were real genes, 898 were hypothetic conserved genes and 385 were hypothetic genes. The majority of known gene products were related to general functions and unknown functions (R and S), metabolism and amino acid transport (E) and transcription (K) on the basis of the COG (clusters of ortologs group). The comparison of three automated genome annotation systems indicated that each system had advantages and disadvantagens. The SABIA Server revealed interactivity with many biologic databases, such as InterPro and Swiss-Prot. The RAST server was useful for comparative genomics of specific genomes and metagenomes. The GRC server was useful annotation offline as it can be installed and run on a local computer. The genomes of Vibrios showed differences in the genic content revealled by BLAST atlas and BLAST. Each genome showed 289 to 1,432 unique genes, resulting of comparisons with organisms phylogenetically closest related. The comparison of the genomes of V. alginolyticus 40B and V. alginolyticus 12G01 revealed that 40B has 541 unique genes. The comparison of V. communis 1DA3 and V. campbellii ATTC genome revealed 1,432 unique genes in 1DA3. V. mimicus VM573 and VM603 genomes showed 334 and 289 unique genes, respectively. The vast majority of unique genes were related with carbohidrates, stress response, virulence, cell wall and capsule, indicating that this sub-group of genes may be associated with adaptation of strains to differents habitats and ecologic niches.