L'apoptosi o mort cel.lular programada és un procés central al desenvolupament, homeòstasi cel.lular, la resposta a l'estrés, l'envelliment i diferents malalties, als organismes eucariotes pluricel.lulars. Una de les vies que regula l'activació de l'apoptosi és la via intrinseca mitocondrial, a la que el citocrom c (Cit c), alliberat des de la mitocòndria en reposta a un estímul proapoptòtic, en presència de dATP indueix l'oligomerizació d'Apaf-1 (Apoptotic protease activating factor-1) i posterior reclutament de la caspasa-9, conduint a la formació del complex macromolecular activador de l'apoptosi anomenat apoptosoma. Citocroms de diferents vertebrats són equivalents en quant a la seva capacitat d'induir apoptosi a sistemes in vitro, mentre que el de llevat (YCit c) no presenta aquesta activitat. En concret s'ha determinat a partir d'estudis amb mutants derivats de HHCit c (citocrom c de cor de cavall) i YCit c, que els residus de Lys 7, 25, 39 i 72, així com els residus 62-65 dels citocroms de mamífer participen a la interacció amb Apaf-1. En base a aquests antecedents, i dins de la línia de treball iniciada al nostre laboratori encaminada al descobriment de molècules d'interès terapèutic relacionades amb l'apoptosi, es va plantejar com objetiu d'aquesta tesi l'estudi de la interacció entre Cit c i Apaf-1, com un pas preliminar per a l'obtenció de compostos orgànics capaços de modular aquesta interacció. En base als antecedents citats, es va proposar la generació de mutants de YCit c que incorporessin modificacions a la seva regió N-terminal que aproximessin la seva seqüència a la de HHCit c, per dotar-los d'activitat apoptòtica, així com pèptids derivats dels mateixos que mantinguessin unit el grup prostètic hemo. Les mutacions plantejades comprenien la delecció de la cua de cinc residus de l'extrem N-terminal de la seqüència de YCit c (Delta), i la substitució dels residus Ala 7 i Pro 25 d'aquest, per dos residus de Lys (A7K, P25K). Addicionalment es va introduir una Met a la possició 27 (K27M), que permetria generar els hemopèptids derivats dels mutants anteriors per degradació química amb BrCN. Per a la realització dels estudis de funcionalitat d'aquests derivats de YCit c, que comprenien assaigs in vitro d'activació de la caspasa -9 i -3, així com estudis de polarització de la fluorescència, es requeria disposar de la proteïna Apaf-1 en quantitat suficient, pel que es plantejà l'obtenció de dues construccions derivades d'Apaf-1-XL que poguessin expresar-se a E.coli, corresponents als dominis N-terminals CARD- NOD, constitutivament actius, i al C-terminal WDR, responsable de la interacció amb Cit c. Així, es van generar i caracteritzar mitjançant diferents tècniques espectroscòpiques, els mutants derivats de YCit c, YCit c (Delta/A7K/K27M), YCit c (Delta/P25K/K27M) i YCit c (Delta/A7K/P25K/K27M), així com l'hemopèptid derivat d'aquest, HP 7K25K 1-27. Igualment es van obtenir construccions derivades d'Apaf-1-XL que comprenien els residus 1-570 i 1-572, corresponents als dominis N-terminals, així com les que comprenien els residus 570-1248 i 583-1248, corresponents al domini C-terminal. Els estudis d'activació de caspases en cap cas van posar de manifest una capacitat proapoptòtica dels mutants generats. El mateix resultat negatiu es va obtenir per a l'hemopèptid anterior i pèptids sintètics derivats de la seqüència de HHCit c, sintetitzats al laboratori del grup col.laborador del Dr. E. Pérez- Payá (Centro de investigación Príncipe Felipe, València). No obstant, els estudis de polarització de la fluorescència van posar de manifest la capacitat del mutant YCit c (Delta/A7K/P25K/K27M) d'interaccionar amb Apaf-1. El conjunt d'aquests resultats indicava que les mutacions introduïdes a la seqüència de YCit c eren suficients per induir en aquest la capacitat per interaccionar amb Apaf-1, però no suficients per induir la formació de l'apoptosoma actiu. Per a l'hemopèptid es va determinar una potencial capacitat inhibidora de la formació de l'apoptosoma, que quedava emmascarada per l'efecte oxidatiu del grup prostètic hemo. Aquests mateixos assaigs van permetre establir la funcionalitat per a totes les proteïnes recombinants derivades d'Apaf-1-XL. Amb motiu d'una estada al laboratori del Profesor G. Núñez (University of Michigan, Ann Arbor, EUA) es plantejà un objetiu addicional que va consistir en la determinació dels components del complex de reconeixement del component bacterià muramil dipèptid (MDP), responsable de l'activació de la resposta inflamatòria mediada per Nod2, proteïna de la família NOD, a la que pertany igualment Apaf-1. Així, assaigs d'immunoprecipitació amb derivats del MDP, van indicar una interacció no directa entre aquest i Nod2. Mitjançant cromatografia d'afinitat i posterior anàlisi per espectrometria de masses s'han determinat potencials components del complex de reconeixement del MDP. Addicionalment, estudis preliminars de localizació cel.lular del MDP ha indicat que aquest seria incorporat per les cèl.lules de macròfag per la via endocítica.

Sovint, la sistemàtica, basada principalment en caràcters morfològics, no es correspon amb els processos evolutius relacionats amb l'aparició dels grups d'organismes. En l'actualitat, la utilització de les dades moleculars es fa indispensable per a una revisió i millora de la classificació biològica de diversos organismes, com els peixos Acanthopterygii. A la sèrie Mugilomorpha la incongruència entre la taxonomia i la filogènia sorgeix de l'elevada semblança morfològica trobada per part dels seus membres. Pel que fa referència a la sèrie Atherinomorpha, la problemàtica principal resideix en determinar la seva proximitat evolutiva respecte a la sèrie anterior i en establir les relacions filogenètiques dins de la mateixa. Per tant, s'hi ha volgut estimar tant la divergència genètica dins de cada sèrie com inferir les relacions filogenètiques entre ambdues mitjançant la seqüenciació directa del DNA de les regions mitocondrials corresponents al tRNA-Phe, 12S rRNA, COI, cytb, tRNA-Thr, tRNA-Pro i regió control. / Often, systematics, based mainly on morphologic characters, does not correspond with the evolutionary processes related to the emergence of the groups of organisms. Nowadays, the utilization of molecular data turns indispensable to a revise and improve the biological classification of several organisms, such as Acanthopterygii fishes. In series Mugilomorpha, the incongruence between taxonomy and phylogeny arises from the high morphological similarity found between its members. Concerning series Atherinomorpha, the main problem lies in determining its evolutionary proximity in relation to series Mugilimorpha and in establishing the phylogenetical relationships inside itself. Therefore, both genetic divergence within each series and phylogenetical relationships between them have been wanted to estimate. For this reason, the direct sequencing of the mitochondrial regions corresponding to tRNA-Phe, 12S rRNA, COI, cytb, tRNA-Thr, tRNA-Pro and control region was achieved.

La hipòtesi de treball d'aquesta tesi es que les malalties neurodegenerativespoden considerarse formes accelerades de l'envelliment, selectives per adeterminades localitzacions anatòmiques del teixit nerviós. D'acord a això, aquellsprocessos subjacents a les bases biològiques de l'envelliment (estrès oxidatiu,accumulació de proteïnes agregades, disfunció mitocondrial) i les sevesconseqüències son més intenses i prematures en aquestes poblacions cel.lulars.L'objectiu d'aquest treball es investigar la possible relació entre estrès oxidatiu ide retícle (ER) i les vies de senyalització iniciades per ambdós processos, com amecanisme patogènic en el desenvolupament de les malalties neurodegeneratives, dediferents localitzacions i caracteritzades per la presència d'agregats proteics. Així,hem caracteritzat la modificació oxidativa proteica, els seus causants més importants iles seves conseqüències fisiopatològiques en la forma esporàdica de l'esclerosi lateralamiotròfica (ELA) amb inici lumbar, en la taupatia frontotemporal malaltia de Pick(MdP) i en la malaltia de granuls argirofílics (MGA). Els resultats dels analisis demostres de pacients amb ELA s'han comparat amb els obtinguts en models in vitro dela malaltia.Desprès de la caracterització anatomopatològica exhaustiva, les mostres demèdul.la espinal (ME) i d'escorça frontal (EF) de malalts amb ELA, d'escorça occipital(EO) i EF de malalts amb MdP, i d'hipocamp (HC) de malalts amb MGA, es varenanaltizar en comparació amb mostres d'individus sans amb edats comparables. Laconcentració de marcadors de vies específiques de modificació oxidativa proteica(oxidació directa, glicoxidació i lipoxidació), així com la composició en àcids grasos esva analitzar mitjançant espectrometria de masses combinada amb separaciócromotogràfica. Com a factors reguladors d'oxidació proteica es varen emprar laquantitat de complexes respiratoris mitocondrials, sistemes de defensa antioxidant isistemes proteolíticis, estimats mitjançant western-blot. A més s'establí, emprant lamateixa metodologia, les conseqüències en forma d'ER i de resposta a proteïnesdesplegades (RPD). Així mateix, s'estimà la biogènesi mitcondrial mitjançant anàliside la quantitat de factors reguladors de la mateixa, mitjançant western-blot.Les mostres dels pacients amb ELA mostraren increments en els marcadorsd'oxidació directa, glicoxidació i lipoxidació en ME, i, de forma menys important, enmostres d'EF. Això s'associava a un increment en peroxidizabilitat lipídica, i a unadisminució de respostes neuroprotectores, degut a la disminució en el contingut d'àciddocosahexaenoic, i a alteracions proteasomals i en el contingut de complexesrespiratoris mitocondrials. Es va evidenciar estrés de reticle en ME, però no a l'EF.Així, es va concloure que l'ELA esporàdica duu a increments en lesió oxidativaproteica i a estrés de reticle en ME, mentres que a EF, hi ha menys afectació, bo i noestar indemne.D'altra banda, en mostres de EF, però no en EO de MdP, es varen detectarevidències compatibles amb estrés de reticle, com la RPD, associada a deplecció dexaperones de reticle. Aquestes troballes es relacionen amb un increment en laubiquitinització, compatible amb alteracions en l'activitat proteasomal. En EF, es varentrobar increments en lesió oxidativa directa i lipoxidació, afectant a enzimsantioxidants, amb disminució en la concentració de marcadors de glicoxidació.Sorprenentment, es varen evidenciar increments a la majoria de marcadors de lesióoxidativa en EO, localització morfològicament preservada a la MdP. Els canvispresents en aquesta malaltia s'associaven a canvis en la dotació de complexesrespiratoris mitocondrials, compatibles amb pèrdues de biogenesi mitocondrial i dedefensa antioxidant, combinats amb deplecció de l'àcid docosahexaenoic, consideratun neuroprotector, en EF. En aquest context, el contingut dels factors de transcripciórelacionat amb respostes antioxidants i amb biogènesi mitocondrial, mostrarendisminucions significatives en EF i de forma menys marcada, a EO. En contrast,mentres que a EO es va veure increment d'estrés oxidatiu, les cadenes respiratoriesmitocondrials i la biogenesi no semblaven afectades, de forma conjunta amb unincrement d'àcid docosahexaenoic, suggerint una resposta apropiada a l'estrésoxidatiu.L'anàlisi dels marcadors d'estrés oxidatiu en HC de MGA revelarendisminucions significatives en marcadors de glicoxidació, de manera similar a MdP,troballes compatibles amb un dèficit glicolitic. Aquests defectes glicolítics, s'han descritpreviament en altres malalties neurodegeneratives i podrien associarse amodificacions oxidatives d'enzims glicolítics, també evidenciats aquí. Això suggerreixun paper preferencial d'altres modalitats de lesió oxidativa, com la lipoxidació, comevidencien els increments en concentració de malondialdehid-lisina en aquestamalaltia. La medició dels carbonils proteics va reforçar l'existència d'estrés oxidatiu aHC, atribuible a la disfunció mitocondrial, evidenciada per canvis en complexes i en elnombre de mitocondris. Així mateix, diverses molecules clau en la RPD varen mostrarincrements a les mostres procedents de malalts de MGA, causant increments a lesxaperones de reticul endoplasmàtic. De forma remarcable, a pesar de les troballescompatibles amb la reducció mitocondrial, els factors transcripcionals implicats en laseva biogènesi no s'elevaren, suggerint que un defecte en biogènesi mitocondrialpodria estar implicat a la patogenesi de la MGA.Els resultats descrits a la present memòria de tesi, indiquen la relació entreestrés oxidatiu i de retícul endoplasmàtic, en ELA, MdP i MGA, suggerint la sevarelació recíproca, a travès de disfunció proteolítica, i un paper clau de la funciómitocondrial, o la seva pèrdua, conduint al procès neurodegeneratiu. / La hipótesis a contrastar en esta tesis es que las enfermedadesneurodegenerativas (ENDs) pueden ser una forma acelerada del envejecimiento,selectiva para determinadas localizaciones anatómicas del tejido nervioso.Consiguientemente, aquellos procesos subyacentes en las bases biológicas delenvejecimiento (estrés oxidativo, acumulación de proteínas con alto grado deagregación, disfunción mitocondrial) y sus consecuencias son más intensas yprematuras en estas poblaciones celulares.El objetivo de este trabajo es investigar la posible interrelación entre estrésoxidativo y de retículo (ER) y vías de señalización iniciadas por ambos procesos,como mecanismo patogénico en el desarrollo de ENDs de diferentes localizaciones ycaracterizadas por la presencia de agregados proteicos. Así, hemos caracterizado lamodificación oxidativa proteica, sus causantes más importantes y sus consecuenciasfisiopatológicas en la forma esporádica de esclerosis lateral amiotrófica (ELA) coninicio lumbar, en la taupatía frontotemporal enfermedad de Pick (EdP) y en laenfermedad de granos argirofílicos (EGA). Los resultados de los análisis de muestras de pacientes con ELA se ha comparado con los obtenidos en modelos in vitro de laenfermedad.Tras caracterización anatomopatógica exhaustiva, las muestras de médulaespinal (ME) y de córtex frontal (CF) de pacientes de ELA; de córtex occipital (CO) yCF de enfermos de EdP, y de hipocampo (HC) de pacientes con EGA, se analizaronen comparación con muestras de individuos sanos con edades comparables. Laconcentración de marcadores de vías específica de modificación oxidativa proteica(oxidación directa, glicoxidación y lipoxidación), así como la composición en ácidosgrasos se analizaron mediante espectrometría de masas combinada concromatografía. Como factores reguladores de oxidación proteica se tomaron lacantidad de complejos respiratorios mitocondriales, sistemas de defensa antioxidantey sistemas proteolíticos, estimados mediante análisis de wester-blot. Además, seestableció mediante la misma metodología, las consecuencias en forma de ER y derespuesta a proteínas desplegadas (RPD). Asimismo, se estimó la biogenésismitocondrial mediante análisis de la cantidad de factores reguladores de la misma,mediante western-blot.Las muestras con ELA mostraron incrementos en los marcadores de oxidacióndirecta, glicoxidación y lipoxidación en ME, y, de forma menor cuantitativamente, enmuestras de CF. Ello se asoció a un incremento en la peroxidizabilidad lipídica, y auna disminución de respuestas neuroprotectoras debido a la disminución en el contenido de ácido docosahexaenoico y a alteraciones del proteasoma y en elcontenido de complejos respiratorios mitocondriales. Se evidenció estrés de retículoen ME, pero no en CF. Consiguientemente, se concluyó que la ELA esporádicaconlleva incremento en lesión oxidativa proteica y a estrés de retículo en médulaespinal, mientras que el CF, muestra menor afectación, pero no esta indemne.Por otro lado, en muestras de CF, pero no en CO de EdP, se detectaronevidencias de estrés de retículo, como RPD, asociadas a pérdida de chaperonas deretículo. Estos hallazgos se relacionan con un incremento en la ubiquitinizacióncompatible con alteraciones en la actividad proteasomal. En esta localización (CF), sehallaron incrementos en lesión oxidativa directa y lipoxidación, dirigidas a enzimasantioxidantes, con disminución en la concentración de marcadores de glicoxidación.Sorprendentemente, se demostraron incrementos en la mayoría de marcadores delesión oxidativa en CO, localización morfológicamente preservada en EdP. Loscambios presentes en esta enfermedad se asociaron a cambios en la dotación decomplejos respiratorios mitocondriales, compatibles con pérdida de biogénesismitocondrial y de defensa antioxiante, combinados con depleción del ácidodocosahexaenoico, considerado como neuroprotector, en CF. En este contexto, elcontenido de los factores de transcripción relacionados con respuestas antioxidantesy con biogénesis mitocondrial, mostraron cambios significativos en CF y menosmarcados en CO. En contraste, mientras que en CO se observó incremento en lesiónoxidativo en EdP, las cadenas respiratorias mitocondriales y la biogénesis podríanestar preservadas, de forma conjunta con un incremento de ácido docosahexaenoico,sugiriendo una respuesta apropiada al estrés oxidativo.El análisis de los marcadores de estrés oxidativo en HC de EGA revelarondisminuciones significativas en marcadores de glicoxidación, de modo similar a EdP,hallazgos compatibles con un déficit de glicolisis en esta situación. Estos defectos sehan descrito previamente en otras ENDs y pueden asociarse a modificacionesoxidativas de enzimas glicolíticos, tambien evidenciados aquí. Ello sugiere un papelpreferencial de otros modos de lesión oxidativa, como la lipoxidación, como evidencian los incrementos en concentración de malondialdehido-lisina en estaenfermedad. La medición, mediante western-blot, de los carbonilos proteicos reactivosreforzó la existencia de estrés oxidativo en HC, atribuible a la disfunción mitocondrialevidenciable por cambios en la función respiratoria y en su número. Asimismo,diversas moléculas clave en la RPD mostraron incrementos en las muestrasprocedentes de enfermos, causando incrementos en chaperonas de retículoendoplasmatico. De forma remarcable, a pesar del número reducido de mitocondrias,los factores transcripcionales implicados en su biogénesis no se elevaron, sugiriendo que un defecto en biogénesis mitocondrial puede estar implicado en la patogénesis deEGA.Los resultados descritos en esta memoria de tesis indican la interrelación entreestrés oxidativo y de retículo endoplasmatico, en ELA, EdP y EGA sugiriendo surelación recíproca a través de disfunción proteolítica, y un papel clave de la funciónmitocondrial, conduciendo al proceso neurodegenerativo. / It is hypothesized that the neurodegenerative diseases (NDDs) could be anaccelerated form of aging selective for nervous tissue in specific anatomic locations.Accordingly, the processes observed in the biological basis of aging (oxidative stress,accumulation of highly modified protein aggregates, mitochondrial dysfunction) and theensuing processes that it triggers are more intense and premature in these cellpopulations.The aim of this work was to investigate the potential interplay betweenoxidative and endoplasmic reticulum (ER) stress and the underling signallingpathways, as a potential mechanism involved in the pathogenesis of theneurodegenerative disorders affecting different locations, and characterized by proteinaggregates. We characterized protein oxidative damage, its major contributors and itspathophysiological consequences in the sporadic form of amyotrophic lateral sclerosis(ALS) patients with lumbar onset disease, in the frontotemporal tauopathy Pick'sdisease (PiD) and in the argyrophilic grain disease (AGD) patients. The results of ALSsamples were compared with in vitro models of the disease.After extensive pathological characterization, samples from spinal cords (SC)and frontal cortex (FC) from ALS patients, FC and occipital cortex (OC) from PiDpatients, and hippocampus (HC) from AGD patients were analyzed in comparison withage-matched control samples. The concentration of markers for specific pathways ofprotein oxidative damage (direct oxidation, glycoxidation and lipoxidation) and fattyacid composition were assessed by mass spectrometry. Contributors to proteinoxidation (mitochondrial respiratory complexes, antioxidant defence and proteolysis)and its consequences (endoplasmic reticulum stress and/or unfolded protein response(UPR)) were evaluated by western-blot of specific markers. Furthermore, themitochondrial biogenesis system was assessed by measuring by western blot thelevels of key factors.ALS was associated to increased direct oxidative, glycoxidative and lipoxidativedamage in SC and, to a lower extent, in FC samples. This was associated to increasedlipid peroxidizability, and to impaired neuroprotective responses because of decreaseddocosahexaenoic content as well as alterations of the mitochondrial respiratorycomplexes and proteasomal impairment. Endoplasmic reticulum stress was evidencedin SC, but not in FC. Therefore, it could be concluded that sporadic ALS leads toincreased oxidative damage in proteins and to ER stress in SC, while FC is lessaffected, but not preserved.In samples from FC, but not in OC of PiD, there were evidences of ER stresssuch as activated UPR, associated to specific depletion in ER chaperones. Thosefindings are related to increased ubiquitination compatible with alteration in ubiquitinproteasomesystem. In the same location, evidences for increased direct oxidative andlipoxidative damages targeting antioxidant enzymes were found, with decreasedamount of glycoxidation markers. Strinkingly, increases in most of the examinedparameters of oxidative stress in morphologically preserved OC of PiD patients weredetected as well. The changes registered in PiD could be associated with disturbancesin mitochondrial respiratory complexes compatible with diminished mitochondrialbiogenesis and lack of antioxidant defence, combined with depletion in the contents ofthe neuroprotective docosahexaenoic acid observed in FC. In this line, the content ofthe transcription factors related to antioxidant responses and mitochondrial biogenesisshowed significant changes in FC but less marked in OC. In contrast, while OCshowed increased oxidative damage, mitochondrial respiratory chain and biogenesiswere preserved, a finding associated to increased docosahexaenoic content,suggesting an appropriate response to the generated increase in oxidative stress.Analysis of various oxidative stress biomarkers in HC of AGD revealedsignificantly decreased levels of the markers of glycoxidation, similarly to PiD, which iscompatible with defects in glycolytic potential in this location. Those defects have beenpreviously reported in other NDDs and may be associated to oxidative modifications ofglycolytic enzymes also evidenced here. There were no changes in the concentrationsof direct protein oxidation markers. This suggests a preferential role of other forms ofoxidative damage, such as lipoxidation, as evidenced by increased malondialdehydelysinelevels in this disease. Western blot measurements also revealed increasedprotein reactive carbonyl groups further supporting elevated oxidative damage in HCof AGD samples, which can be attributed to the mitochondrial dysfunction evidencedby disturbance in the respiratory chain function and reduced mitochondria number.Furthermore, the key molecules critically involved in UPR were found activated, whichcaused elevation in ER chaperones. Most importantly, despite the reduced number ofmitochondria, transcription factors for their biogenesis were not increased, suggestingthat impaired mitochondria biogenesis may be implicated in AGD pathogenesis.The described results indicate the implication of oxidative and endoplasmicreticulum stress in sporadic ALS, PiD and AGD suggesting a possible interplaybetween them through proteolysis dysfunction, with a predominant role ofmitochondrial impairment leading to the neurodegenerative process.

Los resultados obtenidos demuestran que la función y la biogénesis mitocondriales del tejido adiposo blanco dependen del sexo, del depósito y de la dieta ingerida, y que el dimorfismo sexual se manifiesta ya a edades tempranas. Las hormonas ováricas serían responsables, en parte, de este dimorfismo sexual, especialmente en el depósito gonadal, lo que vincula, por tanto, a los estrógenos, al mayor grado de diferenciación mitocondrial y a la expresión de adiponectina. La dieta hiperlipídica atenúa el dimorfismo sexual observado en los animales controles a nivel de la función y la biogénesis mitocondriales y desvincula la relación existente entre la función mitocondrial y la síntesis de adiponectina. Además, induce un mayor incremento del peso corporal y de la adiposidad en las ratas hembra, lo que sugiere una mayor capacidad de expansión de su tejido adiposo. Esto les permite evitar la acumulación de grasa ectópica, manteniendo una mejor sensibilidad a la insulina al evitar los efectos de la lipotoxicidad

Systrophia helicycloides (d’Orbigny, 1835) es un molusco terrestre con amplia distribución en la cuenca de los ríos Los Amigos y Bajo Madre de Dios (Dept. Madre de Dios, Perú), que habita principalmente zonas inundables. Su distribución asociada a su poca vagilidad la hace un modelo para el estudio de la inferencia de procesos biogeográficos en la Amazonia peruana a partir de la estructura genética de sus poblaciones. El objetivo principal de esta investigación fue determinar la relación entre la estructura genético-poblacional del molusco y los cambios dinámicos que ocurren en el bosque lluvioso tropical. Para ello se realizaron colectas en las zonas de Los Amigos (CICRA. CM1) y Bajo Madre de Dios (estaciones de la Asociación Inkaterra en Palmereto, Gamitana y Concepción). Los individuos vivos fueron utilizados para la extracción de DNA total a partir del tejido muscular del pie. Se amplificaron y secuenciaron porciones de los genes mitocondriales 16S (subunidad mayor del rRNA) y COI (Citocromo c oxidasa subunidad I). Se obtuvieron 46 secuencias para un fragmento del gen 16S rRNA y 9 para COI. El alineamiento múltiple de secuencias del 16S rRNA presentó 353 posiciones de las cuales 190 eran sitios conservados, 119 variables y 69 sitios informativos; para el caso de COI se obtuvieron 706 sitios, 513 posiciones conservadas, 193 variables y 124 informativas. Las relaciones filogenéticas intraespecíficas mostraron la presencia de tres linajes diferentes dentro de las poblaciones de S. helicycloides: (1) Linaje 1 con haplotipos restringidos a una cuenca o distribuidos en ambas, (2) Linaje 2 con haplotipos principalmente de la cuenca de Los Amigos, y (3) Linaje 3 con haplotipos altamente divergentes provenientes de la zona de Inkaterra (Palmereto). No existe una fuerte estructura geográfica de la diversidad genética. La estructura genética encontrada ha sido provocada por los cambios dinámicos en el bosque tropical. Los cambios geoclimáticos históricos habrian producido la diferenciación entre los linajes y la dinámica actual representada por los ríos amazónicos puede haber influenciado la distribución de la diversidad genética. / Systrophia helicycloides (d’Orbigny, 1835) is a land snail species which occurs in floodplains and presents a wide distribution in Los Amigos and Bajo Madre de Dios basins (Madre de Dios, Peru). S. helicycloides distribution and low vagility could be use to infer biogeographical processes in the Peruvian Amazon based on its genetic population structure. The aim of this work is to determine the relationship between mollusk’s genetic population structure and dynamic changes that have taken place in the rain tropical forest. Thus, S. helicyloides was collected from Los Amigos (CICRA, CM1) or Bajo Madre de Dios (Inkaterra stations at Palmereto, Gamitana, and Concepción). Total DNA was isolated and mitochondrial genes 16S rRNA and COI were amplified and sequenced. I obtained 46 sequences from 16S rRNA and 9 from COI. Multiple sequence alignment of 16S rRNA consist in 353 positions (190 conserved, 119 variable, and 69 informative), for COI alignment length was 706 sites (513 conserved, 103 variable, and 124 informative). Intraespecific relationships showed three lineages in S. helicycloides: (1) Lineage 1, with restricted or wide-distributed haplotypes, (2) Lineage 2, with haplotypes mainly from Los Amigos, and (3) Lineage 3, with extremely divergent haplotypes mainly from Palmereto. There is not a strong geographical structure of the genetic diversity. Dynamic changes produced the actual genetic structure in S. helicycloides. Historical geoclimatic changes could have produced lineage differentiation and river dynamics could have influenced the distribution of the genetic diversity.

Numerosos estudios han relacionado la enfermedad de Alzheimer (EA) con defectos mitocondriales. Tales defectos incluyen anomalías de tipo estructural, bioquímico y genético. Entre las de tipo genético destacan los reordenamientos y las mutaciones puntuales descritas en el DNA mitocondrial (mtDNA). Otros estudios no han podido confirmar esos hallazgos. Objetivo: Estudiar la incidencia de defectos en el mtDNA (mutaciones puntuales, reordenamientos, depleción, reducción en la expresión de genes mitocondriales) de pacientes con EA y la actividad de la cadena respiratoria mitocondrial y determinar las posibles diferencias respecto a individuos control. Pacientes y métodos. Necropsias de cerebelo, córtex frontal e hipocampo de pacientes con EA y controles. También se dispuso de sangre de enfermos vivos diagnosticados de EA y de controles. Resultados: No se observaron diferencias entre pacientes y controles, ni en tejidos cerebrales ni en sangre en los análisis realizados mediante Southern. No se halló asociación entre las mutaciones puntuales analizadas, reordenamientos, depleción o reducción en la expresión de genes mitocondriales y la EA. Pacientes y controles mostraros similares tasas de respiración y actividades enzimáticas de los complejos respiratorios, tampoco hubo diferencias significativas al estudiar la peroxidación (indicador del estrés oxidativo) en pacientes y controles. Conclusiones. Los resultados obtenidos no apoyan la hipótesis de una implicación mitocondrial en la EA en los pacientes analizados, lo cual no descarta la posible existencia de otras mutaciones puntuales en otras regiones no analizadas y/o eventualmente de otros defectos mitocondriales no analizados en esta tesis que contribuyan al desarrollo de la EA. / There is mounting evidence for mitochondrial involvement in neurodegenerative diseases including Alzheimer's and Parkinson's disease and amyotrophic lateral sclerosis. Defects in mitochondrial oxidative phosphorylation have frequently been associated with Alzheimer's disease (AD). Cybrid technology has facilitated the study of energy metabolism in AD, suggesting that the most consistent mitochondrial electron transport chain (ETC) defect reported in AD, a deficit in cytochrome c oxidase, could be determined by the mitochondrial genome (mtDNA). These and other findings have raised the issue of whether genetic alterations, inherited or acquired, underlie the disordered energy metabolism. The study of mitochondrial genetics in AD patients has been performed with the idea that any mtDNA defect has potential consequences in ETC, contributing to mitochondrial dysfunction through ATP production impairment, which could interfere among others, with calcium homeostasis, amyloid metabolism and reactive oxygen species generation, enhancing the susceptibility of neurons to cell death.

Els peixos carnívors presenten baixa capacitat per metabolitzar carbohidrats i per mantenir la glucèmia. En aquests organismes, la baixa capacitat per metabolitzar carbohidrats condueix a estats d’hiperglicèmia més marcats i sostinguts que els descrits per a mamífers, després de l’administració de glucosa o la ingesta de dietes amb elevat contingut de carbohidrats. L’alanina aminotransferasa (ALT) catalitza la transaminació reversible entre L-alanina i α-cetoglutarat per formar L-glutamat i piruvat. Mitjançant la interconversió d’aquests quatre metabòlits, l’ALT esdevé un nexe d’unió entre el metabolisme d’aminoàcids i el de carbohidrats. En estudis previs del nostre grup es va descriure la presència de tres isoformes ALT en S. aurata, els isoenzims citosòlics, cALT1 i cALT2, i la isoforma mitocondrial mALT. L’expressió hepàtica de cALT2 incrementa en situacions gluconeogèniques, mentre que la de cALT1 és predominant durant el període postprandial per a l’utilització dels nutrients de la dieta. L’objectiu d’aquest treball és incrementar el coneixement del metabolisme intermediari en peixos i així permetre realitzar futures intervencions biotecnològiques amb la intenció de millorar la utilització metabòlica dels nutrients de la dieta. Per comprendre millor la funció d’mALT vam estudiar la distribució tissular, la caracterització cinètica i la regulació nutricional i hormonal de l’expressió d’mALT en S. aurata. Addicionalment, vam analitzar l’expressió tissular i la regulació hormonal dels enzims aspartat aminotransferasa mitocondrial (AST2), glutamat deshidrogenasa (GDH) i glutamina sintetasa (GlnS), relacionats tots ells amb el metabolisme d’aminoàcids. En orades alimentades, mALT, GDH i GlnS s’expressen majoritàriment a fetge, intestí i ronyó. Els nostres estudis indiquen que l’expressió de mALT, GDH, AST2 i GlnS és elevada en animals alimentats, mentre que disminueix en condicions associades amb la gluconegènesi, com ara el dejú i el tractament amb estreptozotocina (STZ). Estudis cinètics de l’activitat enzimàtica mALT indiquen que l’enzim catalitza de manera més eficient la conversió d’L-alanina a piruvat, que no pas la reacció inversa. Per conèixer el mecanisme molecular implicat en la regulació transcripcional de l’expressió d’mALT, vam aïllar el promotor mALT d’orada, i vam mostrar que HNF4α incrementa la transcipció d’mALT per unió a una caixa HRE. El dejú i l’administració d’STZ disminuïren els nivells d’HNF4α en ronyó d’S. aurata, portant a un descens en la transcripció d’mALT. Els nostres resultats suggereixen que HNF4α té un paper important en la regulació transcripcional del gen mALT en ronyó d’S. aurata. En conclusió, els nostres resultats suggereixen que mALT i cALT1, que presenten una distribució tissular i un patró d’expressió en dejú i tractament amb STZ similars, podrien cooperar per direccionar els aminoàcids de la dieta al mitocondri per destinar-los a l’obtenció d’energia. Per tant, ALT es podria utilitzar com a diana per realitzar una intervenció biotecnològica a fi de reduir la utilització de proteïnes amb finalitats energètiques i optimitzar així l’ús dels nutrients de la dieta en el cultiu de peixos. / Carnivorous fish have poor ability to use dietary carbohydrates and to control the blood glucose levels. Compared with mammals, these animals show prolonged hyperglycemia after a glucose load or when feeding on high carbohydrate diets. Alanine aminotransferase (ALT) links carbohydrate and amino acid metabolism through catalyzing the reversible transamination between L-alanine and 2-oxoglutarate to form pyruvate and L-glutamate. Our group, in previous studies showed the presence of three ALT isoforms in Sparus aurata: the cytosolic isoenzymes cALT1 and cALT2 and a mitochondrial isoform, mALT. In fish liver, increased expression of cALT2 is associated to enhanced gluconeogenesis while cALT1 is predominant during the postprandial utilization of dietary nutrients. The aim of the present study was to increase the current knowledge of fish intermediary metabolism to allow future biotechnological actions in order to improve metabolic utilization of dietary nutrients. To better understand the functional role of mALT we analysed the tissue distribution, kinetic characterization and nutritional and hormonal regulation of mALT expression in S. aurata. Furthermore, cloning and characterization of the mALT promoter was also addressed. Additionally, tissue expression and nutritional regulation of glutamate dehydrogenase (GDH), mitochondrial aspartate aminotransferase (AST2) and glutamine synthetase (GlnS), also involved in amino acid metabolism, was followed. In S. aurata under feeding conditions, mALT, GDH and GlnS are mainly expressed in liver, intestine and kidney. Our studies indicate that the expression of mALT, GDH, AST2 and GlnS is increased in fed animals, while decreased in conditions associated with gluconeogenesis, such as fasting or treatment with streptozotocin (STZ). Kinetic analysis of mALT enzyme activity indicated that this enzyme catalyses more efficiently the conversion of L-alanine to pyruvate than the reverse reaction. To understand the molecular mechanism underlying the transcriptional regulation of mALT expression, we isolated the S. aurata mALT promoter, and showed that HNF4α enhances mALT transcription through binding to an HRE box. Starvation and administration of STZ decreased HNF4α levels in the kidney of S. aurata, leading to downregulation of mALT transcription. Our results suggest that HNF4α may play an important role in the transcriptional regulation of mALT gene in kidney of S. aurata. In conclusion, our findings suggest that mALT and cALT1, which present a similar tissue distribution and pattern expression under starvation and STZ-treatment, can cooperate to redirect dietary amino acids to the mitochondria for energetic pourposes. This points to ALT as a target for a biotechnological action to spare protein and optimize the use of dietary nutrients for fish culture.

Orientador: Vitor Fernandes Oliveira de Miranda / Resumo: Utricularia e Genlisea são gêneros irmãos de plantas carnívoras da família Lentibulariaceae. Possuem aproximadamente 260 espécies representadas em diversas formas de vida. Para o Brasil foram catalogadas 82 espécies, das quais 27 são consideradas endêmicas. Além de dispor das armadilhas carnívoras mais complexas entre plantas, algumas de suas espécies apresentam os menores genomas e as maiores taxas de mutações entre as angiospermas relatadas até o momento. A respeito de seus genomas organelares, os estudos são pífios. Neste contexto, há a necessidade de se investigar como são os genomas organelares, suas estruturas, seus genes e como se deu a evolução das organelas nos gêneros. Portanto este estudo teve como objetivo, a partir de sequenciamento de nova geração e montagem de genomas, estudar e comparar os genomas organelares de Utricularia e Genlisea. Neste âmbito, foram montados e sequenciados os cloroplastos das espécies Utricularia foliosa, U. reniformis, G. aurea, G. filiformis, G. pygmaea, G. repens e G. tuberosa, e o genoma mitocondrial de U. reniformis. Os resultados obtidos revelaram que possivelmente há relação entre forma de vida e presença de genes ndhs nos gêneros, em razão de que para as espécies terrestres há deleção e “pseudogenização” de genes ndhs, já as espécies aquáticas detêm todo repertório de ndhs intacto. A partir das evidências encontradas, foi possível constatar transferência horizontal de genes, inclusive de genes ndhs, em mitocôndrias. / Abstract: Utricularia and Genlisea are sister genera in the carnivorous family Lentibulariaceae. There are aprproximately 260 species representing diverse life forms. For Brasil there are 82 species, 27 considered endemic. At the moment, besides having the most complex carnivorous traps between all plants, some of its species have miniature genomes and the highest mutational rates among angiosperms. There are few studies regarding its organellar genome. In this context, it is necessary to investigate how are these organellar genomes, its structure, genes, and how evolutionary forces govern these organelles in the different genera. Therefore, the aim of this study is to study and compare the organellar genomes of Utricularia and Genlisea, using next generation sequencing and genome assembly. In this context, chloroplasts of the species Utricularia foliosa, U. reniformis, Genlisea aurea, G. filiformis, G. pygmaea, G. repens and G. tuberosa, and the mitochondrial genome of U. reniformis were assembled and sequenced. The results show that possibly there is a connection between life form and the presence of ndhs genes in the genera, since for the terrestrial species there are ndhs genes that are deleted and pseudogenization, in contrary to the aquatic species which have all intact ndhs repertoir. Concerning the evidences, it was possible to verify horizontal transfer of ndhs and other genes as there are chloroplasts genes in the mitochondria. / Doutor

O gênero Liolaemus, juntamente com Phymaturus e Ctenoblepharys, pertence à família Liolaemidae, e estende-se desde a costa central do Peru em direção ao sul através da Bolívia, Paraguai, Chile, e Argentina, atingindo a costa atlântica do Uruguai, e sul e sudeste do Brasil. As espécies Liolaemus arambarensis, L. occipitalis e L. wiegmannii pertencem ao grupo wiegmannii, e tem em comum o fato de ocorrerem na Costa Atlântica do sul da América do Sul, uma unidade geológica recente cuja formação pode ter influenciado a história evolutiva destas espécies. Também em comum, têm o fato de estarem ameaçadas devido à degradação ambiental de grande parte de suas áreas de ocorrência, em função, principalmente, de atividades antrópicas. O principal objetivo desta tese foi o de caracterizar as espécies Liolaemus arambarensis, L. occipitalis e L. wiegmannii no que se refere à variabilidade genética e diferenciação geográfica (padrões filogeográficos) através da utilização de dois marcadores moleculares mitocondriais: Citocromo b (Cytb) e Citocromo C Oxidase Subunidade 1 (COI). Também se objetivou examinar a concordância entre os padrões filogeográficos encontrados e a formação geológica das respectivas áreas de ocorrência de cada uma das espécies, bem como ampliar o conhecimento sobre elas e corroborar com possíveis estratégias de preservação. Nossos resultados demonstram a existência de uma estruturação filogenética dentro de cada uma das três espécies estudadas. Liolaemus occipitalis estrutura-se em quatro haploclados bem definidos, embora suas relações filogenéticas não possam ser inferidas com certeza. São dois clados ao sul do rio Mampituba, com claros sinais de expansão populacional, e dois ao norte do rio, sem os mesmos sinais de expansão. A evidência de expansão observada em um dos testes realizados (Bayesian Skyline Plot – BSP) data de ~40 mil anos (kya), e parece restrita às localidades de coleta no RS e Uruguai. Os clados do sul coexistem em grande parte da Planície Costeira do Rio Grande do Sul (PCRS), destacando-se as localidades da região central com uma grande variabilidade genética. Em relação aos clados ao norte do rio Mampituba, destaca-se o isolamento genético do clado presente na ilha de Santa Catarina, o qual pode ser considerado como uma importante fonte de diversidade genética para L. occipitalis. Também se verificou uma ausência de relação entre a estrutura populacional observada e as atuais barreiras geográficas da área de ocorrência da espécie, possivelmente devido à instabilidade natural da área. Para L. arambarensis verificou-se a inegável importância da localidade de Barra do Ribeiro em termos de conservação do pool gênico da espécie, bem como a hipótese de que esta seria a “população fonte” para a fundação das demais. Nossas estimativas sugerem que não há evidências de expansão populacional recente para a espécie. Para L. wiegmannii, nossos dados sustentam uma forte divergência entre uma linhagem filogenética argentina e uma uruguaia, separadas pelo rio da Prata, também existindo uma estruturação dentro do clado uruguaio considerando a localidade de Colonia (costa platense) e as três localidades da costa Atlântica. Nossos dados sugerem um sinal de expansão populacional recente para L. wiegmannii, mas não foi possível demonstrar se este sinal foi exclusivo para as localidades de coleta uruguaias ou argentinas. De acordo com nossas estimativas, o tempo até o ancestral comum mais recente (TMRCA) de cada uma das espécies, dos clados intra-específicos e das divergências entre as espécies cai no Pleistoceno. Observou-se que a separação das linhagens que deram origem a L. occipitalis e L. arambarensis teria ocorrido muito antes dos eventos climáticos pleistocênicos que originaram a Planície Costeira do Rio Grande do Sul (PCRS) (~400 kya), sugerindo que a linhagem que originou L. occipitalis seja muito mais antiga do que a unidade geomorfológica onde a maioria de suas populações é encontrada atualmente. A divergência entre seus clados, porém, ocorreu próximo do início da formação desta unidade geomorfológica, mas estas datas talvez indiquem o estabelecimento de populações geograficamente divergentes que sejam associadas ao início da formação e expansão da planície costeira. Para L. wiegmannii, a divergência de seus dois subclados (localidades da costa uruguaia e da Argentina) pode estar associada com a formação do sistema do rio da Prata. O tempo similar de expansão para L. occipitalis e L. wiegmannii (~40 kya) pode indicar que não somente a formação da PCRS foi importante na determinação do tamanho populacional, mas também os eventos climáticos que afetaram estes taxa podem ter desempenhado um importante papel na expansão populacional. Este modelo poderia explicar o intervalo existente entre o estabelecimento do terceiro ciclo deposicional (~120 kya) que implantou as restingas que delimitaram a Laguna dos Patos, e o sinal de expansão populacional que ocorreu somente ~40 kya. De forma geral, pode-se dizer que a variabilidade genética e a distribuição geográfica observadas entre as populações das três espécies foram moldadas em boa parte pela evolução geológica da área de ocorrência de cada uma delas, bem como pelas pressões antrópicas sofridas por estas. No entanto, essa mesma pressão antrópica que possivelmente ajudou a moldar o atual cenário genético das espécies está, sem dúvida, entre as principais causas do desaparecimento de muitas de suas populações. / The genera Liolaemus, Phymaturus and Ctenoblepharys belong to the family Liolaemidae, and is distributed from the central coast of Peru southward through Bolivia, Paraguay, Chile and Argentina, reaching the east coast of Uruguay and south and southeast Brazil. The species Liolaemus arambarensis, L. occipitalis and L. wiegmannii belong to the wiegmannii group, and have in common the occurrence in the Atlantic Coast of southern South America (even though L. wiegmannii has a more widespread distribution in Argentina), a recent geologic unit whose formation might have influenced the evolutionary history of these species. All three species are threatened due to environmental degradation of much of their occurrence area, due mainly to human activities. The main objective of this thesis was to characterize the species Liolaemus arambarensis, L. occipitalis and L. wiegmannii regarding the genetic variability and the geographic differentiation (phylogeographic patterns) using two mitochondrial markers: Cytochrome C Oxidase Subunit 1 (COI) and Cytochrome b (Cytb). It also aimed to examine the concordance between phylogeographic patterns found and the geological formation of the respective areas of occurrence of each species, as well as to increase the knowledge about it and corroborate with possible conservation strategies. Our results show the existence of a phylogenetic structure within each of the three species. For L. occipitalis our data reveal four distinct clades, and even though their phylogenetic relationship cannot be inferred with certainty, two of them are exclusive from the state of Santa Catarina, one being found in insular populations and the other in continental populations; one is restricted to the state of Rio Grande do Sul, and the other is more widespread, being found from the state of Santa Catarina to Uruguay. There is evidence of population expansion in L. occipitalis ~40 kya, however, the expansion seems to be restricted to populations from the state of Rio Grande do Sul and Uruguay, with populations from the state of Santa Catarina showing evidence of a constant population size. The southern clades coexist in much of the Coastal Plain of the state of Rio Grande do Sul (CPRS), highlighting the high genetic variability of populations from the central region. Regarding the clades from the north of the Mampituba river, it is noteworthy the genetic isolation of the clade on the island of Santa Catarina, which can be considered as an important source of genetic diversity for L. occipitalis. We also found a lack of relationship between the partitioning of the haplotype variability and extant geographical barriers between the population groups, possibly due to the natural instability of the occurrence region of the species. We found an undeniable importance of the L. arambarensis population from Barra do Ribeiro in terms of the preservation of the species’ gene pool, as well as the hypothesis that this population might be the "population-source" for the foundation of the others. Our estimates suggest that there is no evidence of recent population expansion for this species. Concerning L. wiegmannii, we found a strong genetic structure separating Argentinean and Uruguayan populations, corroborating the idea that the La Plata River is an effective barrier against the gene flow in this species. There was also some structure within Uruguay considering the population of Colonia, in the La Plata River coast, and the three populations from the Atlantic coast (Valizas, Costa Azul, La Paloma). Our data showed a signal of recent (~40 kya) population expansion for the whole species (considering the populations samples in this study), but our data could not show if this signal was exclusive from the Uruguayan or Argentinean population. Our estimates for the time to the most recent common ancestor (TMRCA) of species, intraspecific clades, and species divergence fall in the Pleistocene. We observed that the divergence between L. arambarensis and L. occipitalis is much older than the initial formation of the CPRS by 400 kya, suggesting that the lineage leading to L. occipitalis is much older than the geomorphological unit where it is mostly found nowadays. The divergence among clades within L. occipitalis (~335 kya) is close to the initial formation of the CPRS, however, it is possible that this date indicates the establishment of geographic divergent populations which could be associated with the initial formation and expansion of the CPRS. For L. wiegmannii, the divergence of its two subclades, which separate populations in coastal Uruguay from those in Argentina, may be associated with the formation of the La Plata River system. The similar expansion times for L. occipitalis and L. wiegmannii might indicate that not only the formation of the CPRS was important for determining population size, but also that climatic events affecting all these taxa may have played a role in population expansions. This model would explain the gap between the establishment of the third depositional cycle (~120 kya) which formed most of the sandbar closing the Patos lagoon, and the signal of population expansion which occur only by ~40kya. In general, we can say that the genetic variability and geographic distribution observed among populations of the three species were shaped mainly by geological evolution of the occurrence area of each of them, as well as by anthropogenic pressures suffered by them. However, this same human pressure that possibly helped shape the current genetic scenario of the species is undoubtedly among the main causes of the disappearance of many of its populations.

Made available in DSpace on 2015-12-06T23:03:12Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2004 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Fundo de Auxílio aos Docentes e Alunos (FADA) / Programa de Apoio a Núcleos de Excelência (PRONEX) / A mitocondria e importante no processo de manutencao da homeostase do calcio, na manutencao do potencial de membrana do neuronio, no processo de apoptose e na formacao de radicais livres (RL). Essas caracteristicas relacionam a mitocondria com a excitotoxicidade vista na epilepsia .Lesoes do DNA mitocondrial (DNAmt) via lesao oxidativa sao vistas em varias doencas sendo presumivel seu) aparecimento na epilepsia pela presenca de RL, ja largamente documentada nessa patologia. Nosso objetivo, no presente estudo, foi avaliar o possivel envolvimento da mitocondria no processo de epileptogenese, no modelo de epilepsia do lobo temporal induzido por pilocarpina. Para tanto, nos propusemos al avaliar o aparecimento de alteracoes do DNAmt, bem como o ocorrencia del disfuncoes de proteinas da cadeia respiratoria. Delecoes ou alteracoes da quantidade das moleculas de DNAmt e disfuncoes da citocromo c oxidade e na succinato desidrogenase foram estudadas em hipocampos de ratos submetidos ao modelo de epilepsia induzida por pilocarpina, com as tecnicas de Southern Blot ,I PCR, histoquimica, Western Blot e Imunohistoquimica. Foram utilizados animais) durante a fase cronica do modelo, quando inicia-se o aparecimento de crises) espontaneas e recorrentes. A analise do DNAmt nao mostrou deplecao ou um aumento de delecoes dos DNAmt nos animais experimentais. Esses dados sugerem que danos do DNAmt nao estejam envolvidos na patogenese da epilepsiaa(au) / Mitochondria have important fuctions in intracellular calcium homeostases, maintenance of neuronal membrane potential, apoptotic signalling and in free radicals production. These features may link mitochondria to a possible role on epilepsy excitotoxicity. Mitochondrial DNA (mtDNA) damage by oxidative lesions are observed in many diseases and it is supposed to occur in epilepsy due to the well stabilished presence of free radicals in this disease. Our aim in this study was to evaluate the possible role of mitochondria in epilepy. The study was performed in the pilocarpine model of temporal lobe epilepsy by studying mtDNA and respiratory chain proteins abnormalities. Deletions or quantitative alterations of mtDNA and dysfuntion of cytocrome c oxidase and succinate dehydrogenase were studied with Southern Blot, polymerase chain reaction (PCR), histochemistry, imunohistochemistry and Western Blot techniques. The animals were in chronic phase of the PILO model of epilepsy when spontaneous and recurrent seizures begin to occur. No mtDNA depletion was observed and increased frequency of mtDNA damage was not detected in epileptic animals. These data do not support the involvement of mtDNA damage in the pathogenesis epilepsy. The expression and distribution of the respiratory chain proteins (COX I, COX IV, SDH) enzymes studied were similar in both groups (control and epileptic animals) in the hippocampus. Furthermore, no difference in COX activity was observed by hystochemistry. The preservation of mtDNA and respiratory chain proteins show a relative maintenance of basal metabolism in epileptic hippocampus. Such data is reinforced by previous study that show no changes in glucose utilization in the chronic phase of this same model of epilepsy. It has been reported that NA+/K+ ATPase is upregulated in epilepsy, and this enzyme is crucial to the maintenance of membrane potential. In addition, this enzyme is highly dependent of mitochondrial ATP production. Considering that NA+/K+ ATPase is upregulated in epilepsy, we would expect a propotional increase in mitochondrial activity to mantain ATPase well function. However, our data do not demonstrate this increase in activity, which could indicate abnormalities in the link between energetic need and mitochondrial function. This hypothesis could be a possible target for future studies. / BV UNIFESP: Teses e dissertações