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Genômica, evolução e caracterização funcional de genes de baculovírus

Araújo, Daniel Mendes Pereira Ardisson de 30 October 2015 (has links)
Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Departamento de Biologia Celular, Pós-Graduação em Biologia Molecular, 2015. / Orientador estrangeiro: Dr. Rollie J. Clem / Submitted by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2015-12-01T15:33:38Z No. of bitstreams: 1 2015_DanielMendesPereiraArdissondeAraujo.pdf: 8216805 bytes, checksum: 109b644e5fc85d2df24444e26967bb22 (MD5) / Approved for entry into archive by Marília Freitas(marilia@bce.unb.br) on 2016-01-23T12:13:22Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_DanielMendesPereiraArdissondeAraujo.pdf: 8216805 bytes, checksum: 109b644e5fc85d2df24444e26967bb22 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-01-23T12:15:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_DanielMendesPereiraArdissondeAraujo.pdf: 8216805 bytes, checksum: 109b644e5fc85d2df24444e26967bb22 (MD5) / Baculovirus são vírus de DNA dupla-fita circular capazes de infectar oralmente o estágio larval de insetos. Atualmente, são usados para o controle biológico de insetos praga e como vetores de expressão de proteínas heterólogas. Pouco é sabido das bases moleculares da interação do vírus com o hospedeiro e de sua evolução. Os fatores limitantes estão associados ao número de genomas sequenciados bem como a restrição do cultivo in vitro de várias espécies virais. De fato, a base para o início de quaisquer estudos moleculares mais detalhados de novas espécies de baculovírus ou de isolados certamente se inicia com o sequenciamento do genoma completo e com o estudo de genes encontrados. Dessa forma, neste trabalho, vários genomas de baculovírus isolados no Brasil foram sequenciados e descritos. Sequenciamos e descrevemos baculovírus isolados do mandarová-da-mandicoca, da broca da cana-de-açúcar, do bicho da seda, da lagarta polífaga Helicoverpa armigera, do mandarová-do-mate entre outros. Concomitante à descrição do genoma, caracterizamos estruturalmente algumas espécies, avaliamos a taxa de mortalidade em situações controladas de infecção, bem como caracterizamos alguns genes que permitiram um entendimento evolutivo mais amplo das espécies descritas e de sua interação com o hospedeiro. Descrevemos o primeiro inibidor de serino protease de baculovírus capaz de bloquear a imunidade inata do inseto hospedeiro e causar proteção ao patógeno. Encontramos o primeiro betabaculovírus com uma proteína de fusão de envelope de alphabaculovírus, a gp64 e caracterizamos sua funcionalidade. Além disso, mostramos pela primeira vez o papel de genes envolvidos no metabolismo de nucleotídeo e sua capacidade de alterar o desempenho viral. Em conclusão, baculovírus apresentam plasticidade genômica com aquisições proeminentes de genes de vários organismos como outros vírus de insetos, bactérias e plantas. Além disso, perdas de genes ancestrais e duplicação são eventos recorrentes. Tanto a genômica quanto o estudo molecular básico de baculovírus tem contribuído para a compreensão de doenças associadas a humanos como câncer e doenças virais cujo agente etiológico apresenta genoma com DNA dupla-fita ou que infectam primariamente o intestino médio de insetos, como herpesvírus e arboviroses, respectivamente. / Baculoviruses are circular double-stranded DNA viruses that are orally infectious to larval stages of insects. Nowadays, they are used as biological control agents of agricultural and forest pests and as vector for heterologous protein expression. The understanding of both the molecular basis and the evolution of the virus/host interaction is scarce due to the few numbers of sequenced genomes and the restriction in cultivating several virus species in vitro. In fact, the beginning of any molecular study of new baculovirus species or isolates certainly pervades the whole genome sequencing. Therefore, in this work, several genomes of baculoviruses isolated in Brazil were sequenced and described. We sequenced and described baculoviruses isolated from subject cadavers of the cassava hornworm (Erinnyis ello), the sugar cane borer (Diatraea saccharalis), the silkworm (Bombyx mori), the bollworm (Helicoverpa armigera), and the mate hornworm (Perigonia lusca). Together with the genome description, we characterized structurally some species, evaluated the mortality in controlled infections, and characterized as well some genes to better understand the novel species and their interaction with the host. We described the first baculoviral serine protease inhibitor capable of blocking the insect immunity response and causing pathogen protection. We found the first betabaculovirus harboring an alphabaculovirus envelope fusion protein, a gp64 and we characterized its functionality. Furthermore, we have shown for the first time a role of genes related to nucleotide metabolism and it ability of altering the virus fitness. In conclusion, baculoviruses present genomic plasticity with great and recurrent acquisition of genes from several organisms including other insect viruses, bacteria, and plant. Moreover, ancestral gene losses and duplication are common events in baculovirus evolution. Both genomics and molecular biology of baculovirus have contributed to the comprehension of human-associated diseases such as cancer and viral whereas the etiologic agent presents dsDNA genome or infects primarily the insect midgut like herpexviruses and arboviruses, respectively.
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Análise genômica de Mycobacterium massiliense GO 06

Ribeiro, Guilherme Menegói 19 March 2014 (has links)
Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, 2014. / Submitted by Josina da Silva Vieira (josinasv1990@gmail.com) on 2014-07-17T14:56:19Z No. of bitstreams: 3 2014_Guilherme Menegói Ribeiro.pdf: 8299224 bytes, checksum: e7fc821d4f808367de0b3df8039d1138 (MD5) 2014_Guilherme Menegói Ribeiro.pdf: 8299224 bytes, checksum: e7fc821d4f808367de0b3df8039d1138 (MD5) 2014_Guilherme Menegói Ribeiro.pdf: 8299224 bytes, checksum: e7fc821d4f808367de0b3df8039d1138 (MD5) / Rejected by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br), reason: Josina, Por favor, excluir os arquivos duplicados. Obrigada! Jacqueline on 2014-07-18T14:39:10Z (GMT) / Submitted by Josina da Silva Vieira (josinasv1990@gmail.com) on 2014-07-18T14:44:07Z No. of bitstreams: 1 2014_Guilherme Menegói Ribeiro.pdf: 8403115 bytes, checksum: 8a074a463a04e8f0e656e5023f02c793 (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2014-07-18T15:43:11Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_Guilherme Menegói Ribeiro.pdf: 8403115 bytes, checksum: 8a074a463a04e8f0e656e5023f02c793 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-07-18T15:43:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_Guilherme Menegói Ribeiro.pdf: 8403115 bytes, checksum: 8a074a463a04e8f0e656e5023f02c793 (MD5) / As microbactérias de crescimento rápido (RGM) têm implicações importantes em patologias humanas, sendo relacionadas à infecções oportunistas. Desde sua descrição em 2004, os casos clínicos associados a Mycobacterium massiliense, uma espécie representativa do grupo das RGM, tem sido crescentemente reportados. Com o aumento dos surtos causados por essas bactérias, o desenvolvimento de novas técnicas de detecção de espécie e de predição de padrões de susceptibilidade e essencial para o controle e ciente de suas infecções. O objetivo deste trabalho e utilizar a genômica comparativa para traçar umperfil do funcionamento biológico e dos mecanismos de virulência de M. massiliense, facilitandoa descoberta de moléculas de interesse. A estirpe GO 06 de M. massiliensefoi isolada durante o surto ocorrido no período entre 2005 e 2007 em Goiás, na região central do Brasil, e teve seu genoma seqüenciado pela plataforma de seqüenciamento de alto desempenho 454 GS-FLX Titanium (Roche). Foi possível montar o genoma completo da estirpe GO 06, constituído por seu cromossomo e dois plasmídos, bem como anotar a maioria das suas ORFs preditas (3.491 ORFs, representando 84,5% do total identificado), com a identificação de 826 genes relacionados a virulência. Também foi possível identificar 46 tRNAs e um único operon de rRNA. As vias metabólicas relacionadas aos sistemas de secreção bacterianos e a bioissíntese de sideróforos de M. massiliense GO 06, geralmente envolvidas na patogenicidade microbacteriana, foram descritas in silico. 15 genes relacionados ao T7SS também foram identificados no genoma do isolado GO 06, sugerindo a existência dos sistemas ESX-3 e ESX-4. Os dados gerados neste projeto fornecem informações importantes para o desenvolvimento de estratégias de controle de surtos relacionados as RGM, sendo disponibilizados em uma página hospedada no domínio público da Universidade de Brasília. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT / Rapid growing mycobacteria (RGM) have important implications in human diseases, being often related to opportunistic infections. Since its description in 2004, clinical cases related to Mycobacterium massiliense, a representative species of the RGM group, have been increasingly reported. With the increase of outbreaks related to these bacteria, the development of new species detection and susceptibility pattern prediction techniquesis essential for the efficient control of their infections. The goal of this project is touse comparative genomics to trace the biological functioning and virulence mechanisms pro_les of M. massiliense, facilitating the discovery of molecules of interest. The strain GO 06 of M. massiliense was isolated during the outbreak that occurred between 2005 and 2007 in Goias, in the midwest region of Brazil, and had its entire genome sequence dusing the 454 GS-FLX Titanium (Roche) high-throughput sequencer. It was possibleto construct strain GO 06's entire genome, which was comprised of its chromosome and two plasmids, and annotate the majority of its predicted ORFs (3.491 ORFs, 84,5% of all identified ORFs), with the identication of 826 genes related to virulence. It was also possible to identify 46 tRNAs and a single rRNA operon. M. massiliense GO 06'smetabolic pathways regarding bacterial secretion systems and siderophore biosynthesis,usually involved in mycobacterial pathogenicity, were described in silico. 15 genes related to T7SS were also identied in isolate GO 06's genome, suggesting the existence of ESX-3and ESX-4 systems. The data generated in this project represents useful information inthe development of control strategies of outbreaks related to RGM, being made availablein a webpage hosted in the public domain of University of Brasília.
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Estudo dos genomas A e B de Arachis

Santos, Bruna Vidigal dos 30 May 2014 (has links)
Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas,Departamento de Biologia Celular, 2014. / Submitted by Ana Cristina Barbosa da Silva (annabds@hotmail.com) on 2014-10-20T17:59:49Z No. of bitstreams: 1 2014_BrunaVidigaldosSantos.pdf: 21406285 bytes, checksum: ed3bc2e1ee793721bbd92e0962dcb8fc (MD5) / Approved for entry into archive by Tania Milca Carvalho Malheiros(tania@bce.unb.br) on 2014-10-20T18:13:19Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_BrunaVidigaldosSantos.pdf: 21406285 bytes, checksum: ed3bc2e1ee793721bbd92e0962dcb8fc (MD5) / Made available in DSpace on 2014-10-20T18:13:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_BrunaVidigaldosSantos.pdf: 21406285 bytes, checksum: ed3bc2e1ee793721bbd92e0962dcb8fc (MD5) / O amendoim (Arachis hypogaea L.) é um alotetraploide com origem recente e cujogenoma tem aproximadamente 2,8 Gb, composto majoritariamente por sequências repetitivas.Este estudo relata uma investigação do componente repetitivo presente nas espécies parentaisdo amendoim, A. duranensis, provável doador do genoma A e A. ipaënsis, provável doador dogenoma B, por meio de análises das suas sequências genômicas completas, bem como declones selecionados da biblioteca BAC de A. duranensis. Nos clones, foram identificados dezretrotransposons LTR distintos, enquanto que nas sequências genômicas completas, 81famílias de retrotransposons LTR foram identificadas em A. duranensis e 89 em A. ipaënsis,ocupando aproximadamente 28,5% e 27,6% do genoma A e B, respectivamente. Dessasfamílias, 37 representam a maior parte do conteúdo repetitivo nos dois genomas, sendo que oselementos FIDEL e Feral são os mais frequentes. Esses resultados mostram que uma partesubstancial do componente altamente repetitivo desses genomas é explicada por um númerorelativamente pequeno de retrotransposons LTR, seus fragmentos e LTRs-solo. A maioria dasdatas de transposição estimadas para esses retrotransposons foi posterior a 3,5 milhões deanos atrás, data estimada da divergência dos genomas A e B, indicando que essesretrotransposons LTR tiveram um papel notável na organização desses genomas. Análises dehibridização in situ por fluorescência (FISH), utilizando sondas obtidas a partir dassequências dos genes que codificam a transcriptase reversa de cada família de retrotransposonLTR, mostraram sinais de hibridização detectáveis múltiplos e dispersos em vários, mas nãoem todos os cromossomos dos subgenomas A e B de amendoim, com marcaçãopredominantemente ao longo dos braços dos cromossomos. Comparações entre sequênciashomeólogas dos genomas A e B indicaram alta semelhança no conteúdo gênico, porémgrandes diferenças no conteúdo repetitivo, mostrando que os retrotransposons identificadosneste estudo, juntamente com outros elementos repetitivos têm desempenhado um papelimportante na remodelação do genoma ao longo da evolução, especialmente em regiõesintergênicas. A construção e validação de pools 3-D construídos para os clones das bibliotecasBAC representativas dos genomas A (A. duranensis) e B (A. ipaënsis) foram realizadas. Essaferramenta possibilitou a identificação e isolamento de genes de interesse em Arachis, tais como, expansina e dessaturase de ácidos graxos. __________________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / Peanut (Arachis hypogaea L.) is an allotetraploid of recent origin with a genome of about 2.8 Gb and high repetitive content. This study reports an analysis of the repetitive component present of the progenitor species from peanut, A. duranensis, likely donor of A genome and A. ipaënsis of B genome, using their whole genome sequences and selected clones from the BAC library of A. duranensis. Ten LTR retrotransposons were identified in these clones whilst 81 families in A. duranensis and 89 in A. ipaënsis complete genomes, representing about 28.5% of the A genome and 27.6% of B genome, respectively. Only 37 families represent most of the repetitive content of the two genomes, and the most abundant retrotransposon are FIDEL and Feral. It is here shown that a substantial proportion of the highly repetitive component of these genomes is accounted for by relatively few LTR retrotransposons, their fragments and solo-LTR. These retroelements are predominantly of recent evolutionary origin, most apparently post-dating the evolutionary estimated date of the A and B genomes divergence of the cultivated peanut, about 3.5 million years ago. This indicates that these LTR retrotransposons contributed to the divergence of these genomes. Analysis by fluorescence in situ hybridization using probes obtained from the genes sequencing codifying for the reverse transcriptase of each family of LTR retrotransposons of A and B genomes produced multiple and dispersed hybridization signals on several, but not all chromosomes of A-B peanut subgenomes, mainly along the chromosomes arms. Comparisons between homeologues sequences of A and B genomes showed high similarity in gene content, but differences in the repetitive content showing that the retrotransposons identified in this study, and another repetitive elements have played an important role in these genomes remodeling, especially in intergenic regions, over evolutionary time. The construction and validation of 3-D pools for clones of the A-B genomes BAC libraries were made. This tool allowed the identification and isolation of genes of interest in Arachis such as expansins and fatty acid desaturase.
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Especiação, genômica comparativa e reprodução sexuada no complexo de espécies do gênero Paracoccidioides

Teixeira, Marcus de Melo 02 March 2012 (has links)
Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Departamento de Biologia Celular, 2012. / Submitted by Larissa Stefane Vieira Rodrigues (larissarodrigues@bce.unb.br) on 2014-11-20T17:01:06Z No. of bitstreams: 1 2012_MarcusDeMeloTeixeira.pdf: 2223016 bytes, checksum: 8d0a4310a9af7b34b66ff19b435e47f1 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2014-11-25T17:41:53Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_MarcusDeMeloTeixeira.pdf: 2223016 bytes, checksum: 8d0a4310a9af7b34b66ff19b435e47f1 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-11-25T17:41:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_MarcusDeMeloTeixeira.pdf: 2223016 bytes, checksum: 8d0a4310a9af7b34b66ff19b435e47f1 (MD5) / A Paracoccidioidomicose (PCM) é uma micose sistêmica que ocorre em vários países da América Latina, principalmente Brasil, Venezuela e Colômbia, afetando principalmente indivíduos da população rural. Por meio de estudos realizados nos campos da Biologia Molecular, Biologia Evolutiva e Ecologia no gênero Paracoccidioides, foi proposto neste trabalho uma nova espécie: Paracoccidioides lutzii sp. nov. Análises filogenéticas, estudos de genômica comparativa, análises de recombinação genética e análises morfológicas demonstram que P. lutzii representa uma linhagem altamente divergente monofileticamente separada de P. brasiliensis. P. lutzii é frequentemente encontrado nas regiões Centro-Oeste e Norte do Brasil. Os estudos comparativos entre os genomas de P. brasiliensis e P. lutzii revelaram uma alta divergência e diferenças significativas no tamanho do genoma, conteúdo gênico, elementos transponíveis, e repetições simples foram identificadas entre estas espécies. Estudos comparativos entre as espécies divergentes P. brasiliensis e P. lutzii geraram informações que podem ser utilizadas na clínica bem como no diagnóstico da PCM. Estudos de filogenia molecular indicaram que estas duas espécies de Paracoccidioides teriam um ciclo de vida sexuado devido à detecção de eventos de recombinação genética dentro destas populações. Estudos de genômica comparativa de todos os fungos dimórficos e patogênicos, usando como base os dados já classicamente descritos para a levedura Saccharomyces cerevisiae, revelaram a presença de genes relacionados à reprodução sexuada que incluem: o locus MAT e genes de receptores de feromônios, de feromônio-α, de enzimas de processamento de feromônios e reguladores de sinalização de resposta a feromônios. A expressão destes genes foi avaliada por PCR em tempo real em isolados de Paracoccidioides nas formas de micélio e levedura, demostrando-se ter uma expressão preferencial na forma filamentosa, similar ao que já foi descrito para Histoplasma capsulatum e Blastomyces dermatitidis. Além disto, a expressão dos genes relacionados ao ciclo sexual teve um aumento significativo quando na presença de feromônios obtidos de sobrenadantes de co-cultura de isolados de tipos sexuais opostos. Cruzamentos de diferentes tipos sexuais, tanto de P. brasiliensis como de P. lutzii, possibilitaram a identificação de ascocarpos jovens com presença de hifas enoveladas e constritas, relacionadas ao estágio inicial do acasalamento em fungos “Pezizomycotina”. Estes dados genômicos e morfológicos fortemente indicam a existência de ciclo sexual no gênero Paracoccidioides. _________________________________________________________________________________ ABSTRACT / Paracoccidioidomycosis (PCM) is a systemic mycosis that occurs in several Latin American countries, mainly Brazil, Venezuela and Colombia, affecting mostly the rural population. Through studies in the fields of Molecular Biology, Evolutionary Biology and Ecology in the genus Paracoccidioides, it was proposed in this work a new species: Paracoccidioides lutzii sp. nov. Phylogenetic analyzes, comparative genomics, analysis of genetic recombination and morphological analysis showed that P. lutzii represents a separate species, highly divergent from P. brasiliensis. P. lutzii is often found in the midwest and north part of Brazil. Comparative genomics studies between P. brasiliensis and P. lutzii revealed a high divergence and differences in genome size, gene content, transposable elements and DNA repeats were identified between these species. Comparative studies between the diverging species P. brasiliensis and P. lutzii generated information that can be useful in the clinical diagnosis of PCM. Evolutionary studies suggested that these two species of Paracoccidioides have a sexual phase in its life cycle due detection of recombination events within these populations. Studies of comparative genomics of all dimorphic fungal pathogens, using classically described genes for the yeast Saccharomyces cerevisiae, revealed the presence of genes related to sexual reproduction that include: the MAT locus, pheromone receptors and genes encoding for α-pheromone, processing enzymes and regulatory pheromone response to pheromone signaling cascade. The expression of these genes has been evaluated by real time PCR of Paracoccidioides isolates in yeast and mycelial forms, showing an increased expression in the filamentous form, similar to what was already described for Histoplasma capsulatum and Blastomyces dermatitidis. Moreover, the expression of genes related to sexual cycle increased significantly after exposure of pheromone taken from co-culture supernatants of strains of opposite sex type. Sexual crosses between different mating types, of P. brasiliensis and P. lutzii, enabled the identification of young ascocarps with hyphae reeled and constricted, related to the initial stage of mating in Pezizomycotina fungi. These genomic and morphological data strongly indicate the existence of sexual cycle in the genus Paracoccidioides.
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Construção de mapas genéticos para os genomas A, B e tetraploide de Arachis spp

Gouvea, Ediene Galdino de 09 March 2012 (has links)
Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Programa de Pós-Graduação em Botânica, 2012. / Submitted by Jaqueline Ferreira de Souza (jaquefs.braz@gmail.com) on 2012-06-14T11:03:51Z No. of bitstreams: 1 2012_EdieneGaldinodeGouvea.pdf: 1348445 bytes, checksum: eef908d13b7d1ad7bb9fd1bcfbf8ca24 (MD5) / Approved for entry into archive by Jaqueline Ferreira de Souza(jaquefs.braz@gmail.com) on 2012-06-14T11:04:04Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_EdieneGaldinodeGouvea.pdf: 1348445 bytes, checksum: eef908d13b7d1ad7bb9fd1bcfbf8ca24 (MD5) / Made available in DSpace on 2012-06-14T11:04:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_EdieneGaldinodeGouvea.pdf: 1348445 bytes, checksum: eef908d13b7d1ad7bb9fd1bcfbf8ca24 (MD5) / O amendoim cultivado (Arachis hypogaea L.) é um grão de grande importância econômica e nutricional, e um dos alimentos humanos mais nutritivos e de fácil digestão, por ter o grão rico em óleo e proteínas. Espécies silvestres de Arachis são importantes fontes de genes que controlam características de interesse para o amendoim. O mapeamento genético é de grande utilidade no auxílio a programas de melhoramento de plantas, possibilitando o mapeamento de locos que controlam características quantitativas, ou QTL‟s (Quantitative Trait Loci); também são usados em estudos de sintenia ou mapeamento comparativo e clonagem de genes. Nesse trabalho foram desenvolvidos três mapas genéticos baseados em populações RIL: um referente ao genoma A, um referente ao genoma B e por último um para o genoma tetraploide do amendoim. Para o mapa A foram utilizados diversos tipos de marcadores, como microssatélites, marcadores âncoras, SNPs e RGAs; já nos mapas B e tetraploide foram utilizados somente marcadores microssatélites. Em geral, os mapas obtidos apresentaram tamanhos e número de grupos de ligação semelhantes aos mapas já publicados. O mapa de genoma A apresentou comprimento total de 1036 cM com 870 marcadores distribuídos em 10 grupos de ligação. O mapa de genoma B teve comprimento total de 560,3 cM, 10 grupos de ligação e 147 marcadores mapeados e o mapa tetraploide 1066 cM, com 210 marcadores mapeados em 21 grupos de ligação. Muitos dos marcadores utilizados são gênicos e de cópias únicas e são de grande importância para estudos de genômica comparativa, e apresentam grande chance de estarem ligados a genes de interesse. Além disso, foi realizado um estudo de sintenia entre esses mapas, que evidenciou bastante semelhança entre eles. Os mapas genéticos moderadamente saturados representam um considerável aumento na capacidade de mapear genes úteis e utilizar a seleção assistida por marcadores nos programas de melhoramento do amendoim. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT / The cultivated peanut (Arachis hypogaea L.) is a grain of great nutritional and economic importance, and it is one of the most nutritious and digestible human food available, as it is rich in oil and protein. Wild species of Arachis are important sources of genes that control interesting traits for the cultivated peanut. Genetic mapping is a useful tool in plant breeding programs, enabling the mapping of loci controlling quantitative, polygenic or traits with complex inheritance, called QTL's (Quantitative Trait Loci); it is also used in studies of synteny or comparative mapping and gene cloning. In this work three genetic maps were developed based on RIL populations: one for the A genome, one for the B genome and one for the tetraploid peanut genome. For the A map we used different types of markers such as microsatellite, anchor, SNPs and RGA markers, whereas in the B and tetraploid maps only microsatellite markers were used. In general, the maps had size and number of linkage groups similar to already published maps. The A genome map showed a total size of 1036 cM, with 870 markers distributed into 10 linkage groups. The B genome map had a total size of 560,3 cM, 10 linkage groups and 147 markers mapped, while the map for tetraploid genome showed 1066 cM, with 210 markers mapped into 21 linkage groups. Many of the markers are single copy genes and of great importance to comparative genomics studies, and with a great chance of being linked to genes of interest. Furthermore, a synteny study between these maps showed a great similarity between them. The moderately saturated genetic maps represent a considerable increase in the ability to map useful genes and to use marker-assisted selection in peanut breeding programs.
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Lesões típicas da Doença de Chagas em aves com genoma alterado por integração de seqüências de minicírculos de kDNA de Trypanosoma cruzi

Cardoso, Clever Gomes January 2006 (has links)
Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Medicina, 2006. / Submitted by Fernanda Weschenfelder (nandaweschenfelder@gmail.com) on 2009-10-15T16:32:13Z No. of bitstreams: 1 2006_Cléver Gomes Cardoso.pdf: 3825807 bytes, checksum: fa425243c1f9587505e90174fef1191a (MD5) / Approved for entry into archive by Luanna Maia(luanna@bce.unb.br) on 2009-12-03T13:02:37Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2006_Cléver Gomes Cardoso.pdf: 3825807 bytes, checksum: fa425243c1f9587505e90174fef1191a (MD5) / Made available in DSpace on 2009-12-03T13:02:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2006_Cléver Gomes Cardoso.pdf: 3825807 bytes, checksum: fa425243c1f9587505e90174fef1191a (MD5) Previous issue date: 2006 / Acredita-se que a origem e evolução dos seres vivos foram antecedidas por uma complexa rede de interações entre moléculas, microrganismos e células em metazoários. Nesse processo, inúmeros eventos de rearranjo e transferência gênica teriam concorrido para o aumento da complexidade do genoma dos seres hoje existentes. O acúmulo de moléculas de DNA no núcleo das células eucariontes aumentou progressivamente a complexidade da herança genética, configurando um ponto chave na evolução dos organismos. Neste contexto, as evidências trazidas pela pesquisa relatada aqui mostram que os genomas continuam a receber um fluxo de DNA mediante a transferência gênica horizontal (TGH), seguida da herança das novas moléculas pela progênie. Acumulam-se as evidências mostrando que vários genes nos organismos eucariontes são oriundos de procariontes. Até recentemente a TGH era considerada evento raro que teria acontecido apenas em épocas remotas, visto que só era conhecida pela presença de ortólogos em genomas de procariontes e eucariontes. Entretanto, a pesquisa desenvolvida no nosso laboratório mostra que TGH é um evento esperado toda vez que o T. cruzi infecta uma célula eucarionte. O nosso modelo sugere que a barreira refletia apenas a dificuldade de flagrar tal evento entre seres vivos filogeneticamente distantes. Portanto, a noção que TGH seja um processo já extinto ou, na melhor hipótese, de muito baixa freqüência, não foi confirmada. A evidência em favor desta conclusão se encontra nos nossos achados prévios de TGH em coelhos, humanos e aves, onde a transferência de DNA de eucarionte para eucarionte foi documentada. O trabalho apresentado aqui documenta a integração de minicírculos de kDNA de T. cruzi no genoma de aves (TGH) e a sua transmissão vertical (TGV) para a progênie. As galinhas são susceptíveis ao T.cruzi somente nos primeiros dias de desenvolvimento embrionário. Após o oitavo dia de incubação a infecção intra-ovo é eliminada pela imunidade inata do embrião. Verificamos que no período crucial da infecção e do desenvolvimento do embrião ocorre a infecção da célula tronco pelo T. cruzi – ambos em acelerado processo de multiplicação – quando, então, ocorre a TGH. A demonstração de TGH (seqüências de minicírculos de kDNA do T. cruzi) para o genoma da galinha refratária à infecção representa, portanto, um modelo biológico limpo para o estudo da integração de kDNA que gera alterações genotípicas e patologia semelhante àquela da doença de Chagas humana. Indo além, foi documentada TGV pelo cruzamento de aves kDNA-positivas, permitindo a produção de progênie também kDNA-positivas, nas gerações F1, F2 e F3. A comprovação da TGV foi feita pela documentação da integração do kDNA no genoma de espermatozóides e de óvulos das aves kDNA-positivas. As aves kDNA-positivas (F0, F1, F2 e F3) desenvolveram sinais típicos da doença de Chagas: lesões nos músculos estriados cardíaco e esquelético, músculos lisos e gânglios parassimpáticos foram documentadas. Nas galinhas com kDNA integrado em seu genoma (portanto, sem a infecção) observou-se unidades mínimas de rejeição, caracterizadas por infiltrados mononucleares e lise da célula alvo. A confluência de unidades mínimas de rejeição reproduz a miocardite difusa típica da doença letal em hospedeiros mamíferos. Os achados deste estudo sugerem que a alteração genômica causada pela inserção de kDNA possa desencadear reação auto-imune no organismo hospedeiro. De fato, as lesões severas da doença de Chagas em aves com kDNA do parasito em seus genomas são sugestivas de que o T. cruzi é vetor de doença genética. A continuação do estudo que mostra integração de DNA do T. cruzi no hospedeiro, livre do parasito e alterações patológicas oriundas dessa mutação, pode contribuir para a elucidação dos mecanismos patogênicos que associam auto-imunidade com as lesões típicas da doença de Chagas. / It has been said that origin and evolution of live organisms were anticipated by network interactions among molecules, microorganisms and cells into complex metazoa. It appears, in this process took place countless events of horizontal transfer of DNA (HGT) amongst species far distant in the phylogenetic tree, thus promoting increasing complexity of the existing organism genomes. The accumulation of DNA molecules in the eukaryote cell nucleus led to sustainable genetic inheritance, thus portraying a main pathway for the evolution of species. Within this framework, the research reported herein is consistent with the idea that genomes from eukaryotes can receive continuous flow of DNA by HGT. Furthermore, it has also been shown that HGT molecules can be inherited vertically (VGT) by the progeny. These observations are in keeping with previous evidence showing prokaryote orthologues that would have been inherited by eukaryotes. Although until recently HGT had been considered a rare event that took place in early epochs, as suggested by the evidence recently found in the vertebrate’s genome sequencing databank, the research carried out in our Laboratory shows that HGT is indeed a mostly expected event, which could be consistently demonstrated in vitro and in vivo. This demonstration does not confirm a previous concept describing HGT as a rare event, which would occur at a rather low frequency. The data reported here shows that HGT can be detected in each host cell undergoing T. cruzi infections and, therefore HGT was shown in a high ratio of chicks born from T. cruzi–infected eggs. In conjunction, our previous studies have shown a gamut of HGT in different in vitro and in vivo models depicting DNA transfer from eukaryote to eukaryote. The work presented here shows sequences of kDNA minicircles from T. cruzi integrated (HGT) within the chicken genome. Furthermore, crossings of kDNA-positive birds resulted in the transfer of the kDNA integrations (VGT) to progeny. The chickens are refractory to the T. cruzi infections, although the infections could get established in early stages of the embryos; after ten days of incubation the T. cruzi infection could be eliminated by the embryo innate immune response. We verified that in the crucial early period of the infection and embryo development the chick stem cells can be T. cruzi-infected. Thereafter host cell and parasite undergoing accelerated multiplication created the grounds for HGT. The demonstration of HGT of sequences of minicircles of kDNA to the chicken genome represents a clean biological system, since birds are refractory to T. cruzi. Accordingly, the chicken model allowed the study of the kDNA-integration that generate genotype alterations and pathology similar to those described in human Chagas disease. Besides, we have demonstrated VGT by the crossings of kDNA-positive birds, which yielded kDNA-integrated progeny. The kDNA-positive F1, F2 e F3 birds were obtained and proved to carry VGT through the kDNA integrations in male and female gametes. The kDNA-integrated birds (F0, F1, F2 e F3) developed clinical signals typical of Chagas disease: destructive lesions were documented in the striated skeletal and heart muscles, in the smooth muscles and in the parasympathetic ganglia. In the kDNA-integrated but parasite-free birds there were minimal rejection units characterized by the immune system mononuclear cell infiltrates and lyses of the host’s self target cells. The confluence of a gamut of minimal rejection units did reproduce a typical diffuse myocarditis hallmark of Chagas disease affecting mammal hosts. These results show that genomic alterations stemming form kDNA insertion-mutation can provoke auto-immune rejection of host tissues. In fact, the documentation of severe Chagas lesions in kDNA-integrated birds is consistent with our hypothesis that the T. cruzi is vector of a genetic disease. Further studies are required to unravel the practical consequences resulting from the T. cruzi kDNA integration in the parasite-free host organism. Such demonstrate could ultimately show much such kDNA integrations contribute to the development of pathological lesions typical of Chagas disease. Moreover, these studies could elucidate the molecular mechanisms of pathogenesis calling forth auto-immunity in Chagas disease.
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História evolutiva de um retrotransposon-LTR nos dois genomas componentes do amendoim

Fonseca, Fernando Campos de Assis January 2007 (has links)
Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Departamento de Biologia Celular, 2007. / Submitted by Fernanda Weschenfelder (nandaweschenfelder@gmail.com) on 2009-12-01T14:38:10Z No. of bitstreams: 1 2007_FernandoCamposdeAssisFonseca.pdf: 4862700 bytes, checksum: 7ae03fd7dbfe469b16e76185d1c0a7f0 (MD5) / Approved for entry into archive by Lucila Saraiva(lucilasaraiva1@gmail.com) on 2010-01-12T23:14:52Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2007_FernandoCamposdeAssisFonseca.pdf: 4862700 bytes, checksum: 7ae03fd7dbfe469b16e76185d1c0a7f0 (MD5) / Made available in DSpace on 2010-01-12T23:14:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2007_FernandoCamposdeAssisFonseca.pdf: 4862700 bytes, checksum: 7ae03fd7dbfe469b16e76185d1c0a7f0 (MD5) Previous issue date: 2007 / O amendoim cultivado (Arachis hypogaea) é uma cultura de grande importância econômica, sendo cultivado em vários países do mundo. As safras na agricultura são reduzidas por estresses bióticos e abióticos aos quais as espécies silvestres são resistentes. Visando a obtenção de plantas mais resistentes, foi desenvolvida uma estratégia onde as espécies silvestres seriam as doadoras de genes de resistência que seriam transferidos através de cruzamentos interespecíficos. O primeiro passo seria a construção de mapas genéticos que identifiquem as distâncias e as posições dos genes de interesse no genoma de cada espécie. O segundo passo seria a correção da diferença de ploidia entre as espécies, já que a cultivada é uma alotetraplóide (2n=4x=40) com genoma AABB e as silvestres diplóides (2n=2x=20) com genomas AA ou BB. Porém, problemas de incompatibilidade entre os cruzamentos são comuns. Isso se deve muitas vezes por causa de diferenças nas composições das regiões não-codantes e de repetições, o que faz necessário um estudo detalhado dessas regiões. Dentre as seqüências repetitivas de maior importância estão os retrotransposons, elementos que se multiplicam no genoma e inserem uma nova fita de DNA em diferentes sítios. Neste trabalho, foram isoladas e caracterizadas seqüências de um retrotransposon LTR do amendoim cultivado e de seus parentais silvestres (A. duranensis e A. ipaënsis). A seqüência codificadora da enzima transcriptase reversa foi amplificada através de PCR utilizando combinações de iniciadores específicos. O Southern blot não mostrou nenhum sinal de metilação na seqüência desse elemento, mas através de sondagem de 20 mil seqüências de ESTs nenhuma similaridade foi encontrada, sugerindo que esse elemento não é expresso. Análises filogenéticas e estatísticas foram realizadas utilizando-se 87 contigs, onde seqüências nucleotídicas e de aminoácidos formaram grupos específicos nas árvores de similaridade, indicando que o retrotransposon evoluiu diferentemente nos genomas das espécies parentais. De acordo com o cálculo do número de substituições sinônimas na seqüência desse elemento, observou-se que ele é mais variável no genoma BB. Já no genoma AA de A. duranensis ele parece ter sofrido modificações recentes, provavelmente decorridas da transposição desse elemento há cerca de 2-6 milhões de anos, fato que não pode ser observado no genoma de A. ipaënsis. O número de cópias calculado por genoma diplóide nas três espécies foi, em média, 800 em A. ipaënsis, 3 mil em A. duranensis e 5 mil em A. hypogaea. Esses resultados mostram que o retrotransposon é muito antigo e provavelmente fazia parte do genoma do ancestral comum à diferentes grupos vegetais. Após a diferenciação nas espécies parentais o retrotransposon provavelmente multiplicou seu número de cópias no genoma AA e permaneceu praticamente inalterado no genoma BB. Apesar de ser encontrado em regiões eucromáticas e de não estar metilado ele se mantém inativo. _______________________________________________________________________________ ABSTRACT / The cultivated peanut (Arachis hypogaea) is a crop of economic importance and it is cultivated in several countries around the world. Yields in agriculture are reduced by biotic and abiotic stresses to which most the wild species are resistant. With the aim of developing more resistant plants, a strategy of crossing where wild species are the donors of resistance genes to the cultivated peanut is used. The first step is to develop a linkage map to identify the distances and positions of genes of interest for each species. The second step is the correction of the number of chromosomes since the cultivated peanut is an allotetraploid (2n=4x=40) with an AABB genome and the wild species are diploid (2n=2x=20) with AA or BB genomes. However, problems of incompatibility during crosses are common. One possible cause for incompatibility is the difference in the intergenic noncoding regions of different species. For this and other reasons, the study of repetitive DNA is interesting. Among the repetitive sequences, retrotransposable elements are found to be of major importance because they can copy of themselves into new chromosome sites. In this work we reported the isolation and characterization of an LTR retrotransposon from the cultivated peanut and its wild parental genomes (A. duranensis and A. ipaënsis). The coding region of the reverse trancriptase gene was amplified by PCR using specific primer combinations derived from genomic sequences of the Arachis data base. No methylation was found using Southern blot but also no significant homology to 20.000 ESTs sequences on the GenBank, suggesting that this element is not expressed. Phylogenetic and statistical analyses were done with 87 contigs. Both the nucleotide and aminoacid sequences formed specific groups indicating that the retroelement evolved differently in the wild species genomes. According to the synonymous substitutions content it was observed that the retrotransposon has accumulated more mutations in BB genome than in the A. duranensis genome, probably because of a recent amplification that occurred about 2-6 myr ago. The copy number calculated per diploid genome for the three species was aproximately: 800 for A. ipaënsis, 3.000 for A. duranensis and 5.000 for A. hypogaea. These results show that the element is ancient and it was a part of the genome of a species ancestral to many different groups of plants. After the differentiation between the two parental species, this element probably multiplied its copy number in the AA genome and remained almost silent in the BB genome. Although the element is dispersed in euchromatic regions and does not present any methylation no sign of activity was found.
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Transferência horizontal de seqüências de minicírculos de kDNA de Trypanosoma cruzi para o genoma de chagásicos e herança vertical das mutações

Hecht, Mariana Machado January 2008 (has links)
Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Medicina, 2008. / Submitted by Raquel Viana (tempestade_b@hotmail.com) on 2010-03-09T20:55:25Z No. of bitstreams: 1 Tese_Versao Final.pdf: 2558640 bytes, checksum: 5ffc716ac59120309c02bc4e5d8a643c (MD5) / Approved for entry into archive by Daniel Ribeiro(daniel@bce.unb.br) on 2010-04-06T19:30:48Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Tese_Versao Final.pdf: 2558640 bytes, checksum: 5ffc716ac59120309c02bc4e5d8a643c (MD5) / Made available in DSpace on 2010-04-06T19:30:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese_Versao Final.pdf: 2558640 bytes, checksum: 5ffc716ac59120309c02bc4e5d8a643c (MD5) Previous issue date: 2008 / Neste estudo, nós confirmamos e estendemos o conhecimento sobre a transferência de minicírculos de kDNA de Trypanosoma cruzi para o genoma humano. Foram analisadas cinco famílias cujos parentais (G0) eram portadores da doença de Chagas. Foi possível observar a integração de kDNA de T. cruzi no genoma de todos os chagásicos estudados. Concomitantemente, investigamos a transferência gênica vertical (TGV) das seqüências integradas de kDNA para as progênies G1 e G2. A TGV foi identificada em 45% dos descendentes de chagásicos. As análises das regiões do genoma humano que flanqueavam as seqüências de kDNA mostraram a integração de minicírculos de kDNA preferencialmente em retrotransposons LINE (71% dos clones). As integrações foram identificadas também em retroelementos não-autonônomos (12%), em ilha CpG (1%) e em alguns genes (4%). Nos demais clones (12%), não foi possível determinar os loci de integração do kDNA no genoma. A análise da estrutura do kDNA integrado revelou duas seqüências consensos de minicírculos que são inseridas mais freqüentemente que as outras, sugerindo que suas características estruturais possam favorecer o processo de integração. Acreditamos que micro-homologias ricas em AC, presentes nos minicírculos do T. cruzi e no genoma humano, podem mediar a integração do kDNA por recombinação homóloga. Os nossos achados sugerem remodelagem do genoma hospedeiro na região de justaposição das seqüências de minicírculos de kDNA no genoma humano. As análises in silico sugerem que o fenômeno descrito aqui pode resultar no surgimento de novas proteínas ou na alteração de expressão de genes pré-existentes. O real significado de tais mutações não fica restrito à Doença de Chagas, mas, sim, estende-se ao longo do processo da evolução, onde a fixação dessas mutações ajudaria a impulsionar um fluxo genético introdutor de complexidade crescente às espécies. / In this study we showed the transference of Trypanosoma cruzi kDNA minicircle sequences into the human genome. All founders (G0) of five families having the chronic T. cruzi infections had the kDNA integrated into retrotransposable elements. Additionally, we demonstrated the vertical gene transfer (VGT) of those kDNA mutations to their G1 e G2 progenies. Indeed, VGT was demonstrated in 45% of Chagas patients’ descendents. The analyses of the juxtaposition regions of the kDNA to the human genome revealed that the minicircle sequences integrate preferentially into retrotransposable LINE in 71% of those mutations. These mutations were also present in non-authonomous retroelements (12%), CpG island (1%) and putatively in some genes (4%). The remaining mutations (12%) were present in undetermined loci in some chromosomes. The structure of the kDNA integrated into the host genome revealed main consensus types I and II sequences, which were found in the integration sites in high ratio then other minicircles integrated in defined loci. It appears that some particular feature in those consensus sequences favor their insertion in those loci. We believe that AC-rich micro-homologies present in the T. cruzi kDNA minicircles and in the human genome could mediate the parasite DNA integration by homologous recombination mechanism. Our findings suggest that host DNA shuffling and recombination may occur at the integration site. It appears that the phenomenon of kDNA integration may alter pre-existing genes expression or they may generate chimera proteins. The true meanings of those mutations appear not to be limited to Chagas disease. We understand that the observed genetic drift of 55% of the kDNA mutation in the progeny may help to propel a robust genetic flux possibly associated with genome growth and increasing complexity of species. We propose that the fixation of those mutations appear to influence the evolution process.
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Sequenciamento de DNA, montagem de novo do genoma e desenvolvimento de marcadores microssatélites, indels e SNPs para uso em análise genética de Brachiaria ruziziensis

Martins, Alexandre Magalhães 07 1900 (has links)
Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Biologia Molecular, 2013. / Submitted by Alaíde Gonçalves dos Santos (alaide@unb.br) on 2014-04-08T13:52:58Z No. of bitstreams: 1 2013_AlexandreMagalhaesMartins.pdf: 3293712 bytes, checksum: ad5bfda53ed43d7d517651d2a439e4e9 (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2014-04-28T14:29:13Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_AlexandreMagalhaesMartins.pdf: 3293712 bytes, checksum: ad5bfda53ed43d7d517651d2a439e4e9 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-04-28T14:29:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_AlexandreMagalhaesMartins.pdf: 3293712 bytes, checksum: ad5bfda53ed43d7d517651d2a439e4e9 (MD5) / Este estudo tem como foco o desenvolvimento e uso de ferramentas de bioinformática aplicadas à análise de grandes volumes de dados de sequenciamento para identificar e selecionar variações específicas de sequência de DNA, como polimorfismos de único nucleotídeo (SNP - Single Nucleotide Polymorphism), marcadores microssatélites (SSR – Single Sequences Repeats) e (indels - Insertions/Deletions), visando o seu emprego em programas de conservação de germoplasma e de melhoramento genético de Brachiaria ruziziensis. Além disto, pretende valer-se das análises in silico com base no genoma de espécies conhecidas como modelo para estudo (ex. arroz), para a caracterização do genoma de Brachiaria ruziziensis, uma espécie órfã de informação genômica. Objetivos específicos a. Sequenciar, montar de novo, analisar e caracterizar o genoma estrutural de Brachiaria ruziziensis, com ênfase no conhecimento da composição de elementos transponíveis, bem como do espaço gênico, em comparação com outras espécies; b. Desenvolver marcadores microssatélites para uso em análise genética e no programa de melhoramento de B. ruziziensis através de sequenciamento de alto desempenho (NGS – Next Generation Sequencing) do genoma nuclear de braquiária. c. Sequenciar, montar de novo, analisar e caracterizar o genoma cloroplástico das quatro principais espécies de braquiária no Brasil (B. ruziziensis, B. brizantha, B. decumbens e B. humidicola). Desenvolver e validar marcadores espécieespecíficos baseados inserções/deleções do DNA cloroplástico para a identificação de acessos destas espécies. d. Desenvolver marcadores SNPs para uso em análise genética e no programa de melhoramento de B. ruziziensis através de NGS.
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Sequenciamento e análise do genoma cloroplastidial de cana-de-açúcar (Saccharum officinarum L.) / not available

Tercilio Calsa Junior 05 December 2001 (has links)
Os cloroplastos são organelas exclusivas de plantas e algas fotossintetizantes, e desempenham funções essenciais na fisiologia e metabolismo vegetal, principalmente a fotossíntese e outras rotas biossintéticas. Além do núcleo e das mitocôndrias, os plastídios possuem seu próprio genoma (plastoma), envolvido na coordenação destes três distintos mas interdependentes sistemas genéticos das células vegetais. O DNA cloroplastidial existe como moléculas circulares fechadas de aproximadamente 150 kb (±30), geralmente apresentando sequências repetidas invertidas, separando duas regiões de cópia única. Através da construção de bibliotecas shot-gun a partir do DNA cloroplastidial e do sequenciamento automático de 6266 clones, o plastoma de cana-de-açúcar (híbrido SP 80-3280) foi completamente sequenciado e as regiões codificadoras anotadas por homologia a outros sistemas vegetais. Por análises comparativas entre o plastoma de cana-de-açúcar e os de outras espécies, observou-se que todos os grupos funcionais de genes cloroplastidiais de milho foram localizados no plastoma de cana-de-açúcar, como também ycf's deste plastoma e de outras espécies, embora estas sequências não tenham função conhecida. Verificou-se, ainda, maior identidade entre os plastomas de cana-de-açúcar e milho do que entre cana- de-açúcar e arroz com base na organização estrutural e na regulação da expressão gênica (edição de mRNA). Os resultados sugerem uma evolução comum entre os plastomas das gramíneas C4, gerando novos elementos para a pesquisa deste tipo de fotossíntese e metabolismo dos plastídeos, assim como para a tecnologia de transformação de cloroplastos de cana-de-açúcar. / not available

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