abstract: Synthetic biology is a novel method that reengineers functional parts of natural genes of interest to build new biomolecular devices able to express as designed. There is increasing interest in synthetic biology due to wide potential applications in various fields such as clinics and fuel production. However, there are still many challenges in synthetic biology. For example, many natural biological processes are poorly understood, and these could be more thoroughly studied through model synthetic gene networks. Additionally, since synthetic biology applications may have numerous design constraints, more inducer systems should be developed to satisfy different requirements for genetic design. This thesis covers two topics. First, I attempt to generate stochastic resonance (SR) in a biological system. Synthetic bistable systems were chosen because the inducer range in which they exhibit bistability can satisfy one of the three requirements of SR: a weak periodic force is unable to make the transition between states happen. I synthesized several different bistable systems, including toggle switches and self-activators, to select systems matching another requirement: the system has a clear threshold between the two energy states. Their bistability was verified and characterized. At the same time, I attempted to figure out the third requirement for SR – an effective noise serving as the stochastic force – through one of the most widespread toggles, the mutual inhibition toggle, in both yeast and E. coli. A mathematic model for SR was written and adjusted. Secondly, I began work on designing a new genetic system capable of responding to pulsed magnetic fields. The operators responding to pulsed magnetic stimuli in the rpoH promoter were extracted and reorganized. Different versions of the rpoH promoter were generated and tested, and their varying responsiveness to magnetic fields was recorded. In order to improve efficiency and produce better operators, a directed evolution method was applied with the help of a CRISPR-dCas9 nicking system. The best performing promoters thus far show a five-fold difference in gene expression between trials with and without the magnetic field. / Dissertation/Thesis / Masters Thesis Bioengineering 2016

This paper presents a post-Keynesian ecological macro model that combines three strands of literature: the directed technological change mechanism developed in mainstream endogenous growth theory models, the ecological economic literature which highlights the role of green innovation and material flows, and the post-Keynesian school which provides a framework to deal with the demand side of the economy, financial flows, and inter- and intra-sectoral behavioral interactions. The model is stock-flow consistent and introduces research and development (R&D) as a component of GDP funded by private firm investment and public expenditure. The economy uses three complimentary inputs - Labor, Capital, and (non-renewable) Resources. Input productivities depend on R&D expenditures, which are determined by relative changes in their respective prices. Two policy experiments are tested; a Resource tax increase, and an increase in the share of public R&D on Resources. Model results show that policy instruments that are continually increased over a long-time horizon have better chances of achieving a "green" transition than one-of climate policy shocks to the system, that primarily have a short-run affect. / Series: Ecological Economic Papers

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Apesar do crescente reconhecimento do potencial dos diagramas causais por epidemiologistas, essa técnica ainda é pouco utilizada na investigação epidemiológica. Uma das possíveis razões é que muitos temas de investigação exigem modelos causais complexos. Neste trabalho, a relação entre estresse ocupacional e obesidade é utilizada como um exemplo de aplicação de diagramas causais em questões relacionadas a confundimento. São apresentadas etapas da utilização dos diagramas causais, incluindo a construção do gráfico acíclico direcionado, seleção de variáveis para ajuste estatístico e a derivação das implicações estatísticas de um diagrama causal. A principal vantagem dos diagramas causais é tornar explícitas as hipóteses adjacentes ao modelo considerado, permitindo que suas implicações possam ser analisadas criticamente, facilitando, desta forma, a identificação de possíveis fontes de viés e incerteza nos resultados de um estudo epidemiológico. / Despite the increasing recognition of the potential of causal diagrams by epidemiologists, this technique has not been widely used in epidemiological research. One possible reason is that many research topics require complex causal models. In this article, the relationship between occupational stress and obesity is used as an example of application of causal diagrams on confounding. Some steps are presented, including the construction of the directed acyclic graph, the selection of variables for statistical control and the derivation of the statistical implications of a causal diagram. The main advantage of causal diagrams is to make the assumptions explicit, thus facilitating critical evaluations and the identification of possible sources of bias and uncertainty in the results of an epidemiological study.

A segmentação de imagens consiste em urna tarefa de fundamental importância para diferentes aplicações em visão computacional, tais como por exemplo, o reconhecimento e o rastreamento de objetos, a segmentação de tomores/lesões em aplicações médicas, podendo também servir de auxílio em sistemas de reconhecimento facial. Embora exista uma extensa literatora abordando o problema de segmentação de imagens, tal tópico ainda continua em aberto para pesquisa. Particularmente, a tarefa de segmentar imagens coloridas é desafiadora devido as diversas inomogeneidades de cor, texturas e formas presentes nas feições descritivas das imagens. Este trabalho apresenta um novo método de clustering para abordar o problema da segmentação de imagens coloridas. Nós desenvolvemos uma abordagem Bayesiana para procura de máximos de densidade em urna distribuição discreta de dados, e representamos os dados de forma hierárquica originando clusters adaptativos a cada nível da hierarquia. Nós aplicamos o método de clustering proposto no problema de segmentação de imagens coloridas, aproveitando sua estrutura hierárquica, baseada em propriedades de árvores direcionadas, para representar hierarquicamente uma imagem colorida. Os experimentos realizados revelaram que o método de clustering proposto, aplicado ao problema de segmentação de imagens coloridas, obteve para a medida de performance Probabilistic Rand lndex (PRI) o valor de 0.8148 e para a medida Global Consistency Error (GCE) o valor 0.1701, superando um total de vinte e um métodos previamente propostos na literatura para o banco de dados BSD300. Comparações visuais confirmaram a competitividade da nossa abordagem em relação aos demais métodos testados. Estes resultados enfatizam a potencialidade do nosso método de clustering para abordar outras aplicações no domínio de Visão Computacional e Reconhecimento de Padrões. / Image segmentation is an essential task for several computer vision applications, such as object recognition, tracking and image retrieval. Although extensively studied in the literature, the problem of image segmentation remains an open topic of research. Particularly, the task of segmenting color images is challenging due to the inhomogeneities in the color regions encountered in natural scenes, often caused by the shapes of surfaces and their interactions with the illumination sources (e.g. causing shading and highlights) This work presents a novel non-supervised classification method. We develop a Bayesian framework for seeking modes on the underlying discrete distribution of data and we represent data hierarchically originating adaptive clusters at each levei of hierarchy. We apply the prnposal clustering technique for tackling the problem of color irnage segmentation, taking advantage of its hierarchical structure based on hierarchy properties of directed trees for representing fine to coarse leveis of details in an image. The experiments herein conducted revealed that the proposed clustering method applied to the color image segmentation problem, achieved for the Probabilistic Rand Index (PRI) performance measure the value of 0.8148 and for the Global Consistency Error (GCE) the value of 0.1701, outperforming twenty-three methods previously proposed in the literature for the BSD300 dataset. Visual comparison confirmed the competitiveness of our approach towards state-of-art methods publicly available in the literature. These results emphasize the great potential of our proposed clustering technique for tackling other applications in computer vision and pattem recognition.

Esta tese objetiva caracterizar o escoamento provocado pela incidência de um jato vertical em um fundo plano, descrevendo assim as características médias e flutuantes das pressões a partir da investigação experimental. O modelo utilizado é composto por um jato retangular posicionado, perpendicularmente, a uma distância de 0,92 m do fundo plano de um canal. Utilizando transdutores de pressão instalados na posição de incidência do jato, adquiriu-se os valores de pressão “instantânea” a uma frequência de 128 Hz durante 10 minutos. Foram ensaiadas cinco (5) vazões: 25 l/s (Fr1 = 7,12), 30 l/s (Fr1 = 8,51), 36,6 l/s (Fr1 = 10,35), 42,7 l/s (Fr1 = 12,12) e 50l/s (Fr1 = 14,23), além de vinte (20) diferentes espessuras de colchão d'água. Com os dados de pressão, efetuou-se análises no domínio do tempo, da frequência e da posição. No domínio do tempo, analisou-se a variação dos parâmetros estatísticos essenciais (média, desvio padrão, assimetria e curtose) bem como a identificação de valores máximo e mínimos das pressões. No domínio da frequência, procurou-se avaliar por meio da análise espectral a identificação de frequências significativas associadas à energia macroturbulenta. No que tange à análise no domínio da posição buscou-se analisar a faixa de influência do jato junto ao fundo, a região de subpressões e o alcance das pressões dinâmicas. Outro aspecto importante abordado é a apresentação dos resultados em gráficos adimensionalizados, o que confere ao estudo um caráter geral dentro da faixa de valores ensaiados. Os resultados definem um colchão mínimo de água da ordem de 3 vezes a altura crítica do escoamento, para o amortecimento das pressões dinâmicas. A análise dos momentos estatísticos demonstra que a distribuição das pressões não segue a distribuição normal. Dentro disso, estão disponibilizados coeficientes estatísticos de probabilidade para a determinação das pressões extremas. Ainda, estão definidas quatro zonas a jusante do impacto do jato: Zona I - região do impacto, Zona II - reflexão do jato, Zona III - Acomodação do escoamento e por fim, a Zona IV - caracterizada pelo fim da influência do jato. Além disso, uma análise deste escoamento sob a perspectiva da formação de um ressalto hidráulico é realizada, indicando que apenas os parâmetros utilizados, não descrevem o escoamento como tal. Esta tese é produto da parceria entre Laboratório de Obras Hidráulicas do Instituto de Pesquisas Hidráulicas da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (LOH/IPH/UFRGS) e o Laboratório de Hidráulica Experimental e Recursos Hídricos de Furnas Centrais Elétricas S. A. (LAHE/FURNAS). / This thesis aims to characterize the flow prompted by the incidence of a vertical jet on a flat bottom, thus describing the mean and floating characteristics of the pressures from the experimental investigation. The model used is comprised of a rectangular jet positioned perpendicularly at a distance of 0.92 m from the flat bottom of a channel. Using pressure transducers installed in the jet incidence position, the "instantaneous" pressure values were acquired at a frequency of 128 Hz for 10 minutes. Five (5) discharges were tested: 25 l/s (Fr1 = 7.12), 30 l/s (Fr1 = 8.51), 36.6 l/s (Fr1 = 10.35), 42.7 l/s (Fr1 = 12.12) and 50 1/s (Fr1 = 14.23), as well as twenty (20) different waterbed thicknesses. The pressure data were analyzed in terms of time, frequency and position domains. In the time domain, the variation of the essential statistical parameters (mean, standard deviation, asymmetry and kurtosis) was analyzed, as well as the identification of maximum and minimum pressure values. In the frequency domain, it was sought to assess, by means of the spectral analysis, the identification of significant frequencies associated with macroturbulent energy. Regarding the analysis in the position domain, this study aimed to analyze the range of influence of the jet near the bottom, the region of subpressions and the reach of the dynamic pressures. Another important aspect is the presentation of the results in dimensionless graphs, which grants the study a general character within the range of values tested. The results define a minimum waterbed of the order of 3 times the critical height of the flow for the damping of the dynamic pressures. Statistical moments analysis shows that the distribution of pressures does not follow the normal distribution. Therein, probability statistical coefficients are available for the determination of extreme pressures. Also, four zones are defined downstream of the impact of the jet: Zone I - region of impact, Zone II - reflection of the jet, Zone III - accommodation of the flow and, finally, Zone IV - characterized by the end of the influence of the jet. Furthermore, an analysis of this flow from the perspective of the formation of a hydraulic jump is conducted, indicating that the parameters used alone do not describe the flow as such. This thesis is a product of the partnership between the Hydraulic Works Laboratory of the Hydraulic Research Institute of the Federal University of Rio Grande do Sul (LOH/IPH/UFRGS) and the Laboratory of Experimental Hydraulics and Hydraulic Resources of Furnas Centrais Elétricas SA (LAHE/FURNAS).

For Maldives, an island nation consisting of over 1190 islands, eLearning is the ideal form of delivery for higher education students on the 200 inhabited islands. This study explores Maldivian college students’ and their institutes’ eLearning readiness. Mixed methods research has been conducted using two questionnaires (one for the students and one for the lecturers) and semi-structured interviews. One hundred and eleven students from two private higher education institutes completed the questionnaires, 10 students were selected for interviews out of which 9 completed the interview. Students’ technological skills, access to technology and learning abilities, as well as their level of eLearning efficacy, are measured and further explored through interviews. Their lifestyle and family and workplace environments’ conduciveness for eLearning is explored. Similarly, 45 lecturers completed the questionnaire to obtain lecturers’ and institutes’ readiness for online teaching. The responses from the questionnaires allow exploration of Maldivian higher education students and institutes’ readiness for eLearning. Lecturers’ readiness is assessed by their skills and abilities to support eLearning students. Readiness of institutes are explored using semi-structured interviews with 2 senior staff from each college. The role of the three elements of the Community of Inquiry Framework: Cognitive Presence, Teaching Presence and Social Presence, in eLearning, is also explored through questionnaires and interviews. The research study’s findings are significant as it is the first research in the Maldives to provide such a case in support of eLearning readiness in higher education. The research study supports the transferability of the findings to comparable colleges and student populations in the Maldives.

Esta dissertação apresenta MagnetViz, uma técnica para visualização de grafos. Enquanto a maior parte das técnicas visualizam um layout de grafo estático pre-computado, MagnetViz permite que usuários dinamicamente alterem o layout de um grafo de forma a melhor satisfazer suas necessidades. Isso é feito ao construir em cima da metáfora de física de algoritmos dirigidos à força para proporcionar aos usuários imãs virtuais, que podem atrair nodos que satisfazem um conjunto de critérios associados a eles. Critérios podem ser baseados na topologia ou semântica do grafo. Através de boundary shapes, que são simples formas geométricas que podem ser colocadas ao redor de imãs, usuários podem também definir regiões na cena onde os nodos atraídos devem permanecer. Grafos são descritos usando GraphML, uma linguagem baseada em XML, que permite a especificação dos nodos e arestas e de atributos para essas entidades. Após a submissão de um grafo como entrada, MagnetViz o exibe utilizando uma versão modificada do algoritmo clássico de Fruchterman and Rheingold, e permite que usuário, a seguir, insira imãs na cena. Usuários podem construir as condições associadas aos imãs utilizando os atributos dos nodos e arestas, além de atributos topológicos próprios de grafos. Para a avaliação de MagnetViz, foi primeiro analisado o desempenho da técnica ao ajudar usuários a executarem tarefas definidas por uma taxonomia de tarefas de visualização de grafos encontrada na literatura. Então, MagnetViz foi testada em um contexto prático através de um estudo de caso. Uma rede de co-autorias foi escolhida como conjunto de dados e o protótipo de MagnetViz foi inicialmente usado para responder questões relevantes a esses dados e então testado por um grupo de potenciais usuários, que tinham de usa-lo para responder essas mesmas perguntas. Após testar a aplicação, os sujeiotos receberam questionários sobre usas opiniões quanto a usabilidade, aplicabilidade, relevância e resultados visuais da técnica. Enquanto alguns aspectos da técnica ainda podem ser melhorados, os resultados da avaliação provaram que MagnetViz é uma abordagem válida para interação com visualizações de grafos. / This dissertation presents MagnetViz, a technique for the visualization of graphs. While most techniques visualize a static pre-computed graph layout, MagnetViz allows users to dynamically alter the layout of a graph to better satisfy their needs. This is done by building on the physics metaphor of force-directed algorithms to provide users with virtual magnets, which can attract nodes that fulfill a set of criteria associated with them. Criteria can be based on either the topology or semantics of the graph. Through boundary shapes, which are simple geometric shapes that can be placed around magnets, users can also define regions within the scene where the attracted nodes should remain. Graphs are described in GraphML, a XML-like description language which allows the specification of nodes and edges between nodes as well as attributes associated to nodes and edges. After loading a graph, Magnetviz displays it using a slightly modified version of the classical Fruchterman and Reingold' algorithm, and allows the user to insert magnets. Users can build the criteria associated with the magnets using the attributes of nodes and/or edges, besides the common graphs' topological attributes. For MagnetViz's evaluation, it was first analyzed how the technique fared in aiding users to perform tasks defined by a graph visualization task taxonomy described in the literature. Then, MagnetViz was tested within a practical context by means of a case study. A co-authorship network was chosen as the target dataset. The MagnetViz prototype was initially used to answer questions relevant to this dataset and then tested by a group of potential users, who had to use it to answer these same questions. After trying the application, subjects answered questionnaires about their opinion on the technique's usability, applicability, relevance and visual results. While some aspects of the technique should still be refined, results of the evaluation proved MagnetViz to be a valid approach when it comes to interaction with graph visualizations.

Este trabalho consiste em um estudo de caso que procurou analisar instrumentos de comunicação dirigida acionados na rede de cooperação empresarial Associação Sul Móveis e Eletrodomésticos - Redlar. O método foi indutivo e a principal técnica de pesquisa utilizada foi a análise de conteúdo, aplicada nos documentos gravados do CD-R: Estatuto Social, Código de Ética, Regimento Interno, Manual de Expansão e Manutenção, e Manual de Identidade Visual, entregue ao novo associado no momento do ingresso na rede. Após a leitura flutuante destes, foram identificados os índices Padrões na Comunicação, Práticas de Gestão, Normativas Comportamentais e Diretrizes Compartilhadas, os quais constituem-se das categorias logomarca, slogan, atividades presenciais, procedimentos operacionais, deveres e obrigações, direitos, penalidades e punições, relacionamentos, objetivos, missão, visão e princípios. O resultado do estudo demonstra que os significados compartilhados constroem a cultura e a identidade da organização e são disseminados pelo instrumento de comunicação dirigida auxiliar CD-R , objeto de análise deste trabalho. / This work presents a case study that analyzed targeted communication aid tools on the business cooperation network Associação Sul Móveis e Eletrodomésticos Redlar. The inductive method was utilized and the main research technique used was content analysis, applied to the documents stored on the CD-R: Social Statute, Code of Ethics, Internal Regiment, Maintenance and Expansion Manual and Visual Identity Manual, given the new associated at the time of entry into the network. After the initial reading of these were identified indices Standard in Communication, Management Practices, Regulatory Behavior and Shared Guidelines, which are in the categories logo, slogan, present activities, operating procedures, duties and obligations, rights, penalties and punishments, relationships, goals, mission, vision and principles. The result of this work shows that the shared meanings defined the culture and the identity of the organization and are disseminated by means of the targeted communication aid CD-R analyzed in this work.

Orientador: Carlos Henrique Inacio Ramos / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-05T11:57:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Regis_WiliamCesarBento_D.pdf: 2288615 bytes, checksum: 63ccd34d93524d993a42e51b4e2f9855 (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: Os estudos em biologia estrutural avançaram muito nos últimos anos e inúmeras informações, obtidas principalmente por dados cristalográficos, ajudaram no entendimento dos mecanismos de ação e efeito biológico de várias proteínas contudo o caminho que vai da síntese até a estruturação dde uma porteína aidna é pouco conhecido. Uma descrição termodinâmica detalhada de proteínas é fundamental para se entender seu papel biológico e conhecer as interações e forças que determinam o enovelamento. Este é o foco pincipal deste trabalho que utilizou para isso as mioglobinas de baleia e de cavalo. O estudo da apomioglobina se divide quase igualmente entre as proteínas oriundas de espermacete, a qual está clonada, e de cavalo, a qual é obtida comercialmente. Ambas possuem alta homologia e comportamento similar quanto ao enovelamento, assumindo-se em geral que estas proteínas apresentam o mesmo fenômeno no que diz respeito ao enovelamento. Contudo, esta hipótese pode não ser verdadeira, o que torna necessário medir e comparar a estabilidade destas proteínas. Apenas recentemente um método confiável para medir a estabilidade de mioglobina em uma reação reversível foi implantado: análise do desenovelamento por uréia de um derivado ciano de mioglobina em uma faixa de pH limitado. Nossos resultados mostraram que a mioglobina de cavalo é 2,1 kcal/mol menos estável que a mioglobina de espermacete em pH 5,0 e 25 ºC. Além disso, a mioglobina de cavalo agregou em altas concentrações, como medido por experimentos de gel filtração e ultracentrifugação analítica. A alta estabilidade da mioglobina de espermacete foi identificada tanto para a forma apoquanto para a forma holo e se mostrou independente de pH, na faixa de 5 até 8, e da presença de até 200 mM de cloreto de sódio. A substituição dos resíduos de alanina nas posições 15 e 74 por glicina, encontrados na mioglobina de cavalo, diminuiu a estabilidade da proteína em 1,0 kcal/mol. As apoproteínas de mamíferos que mergulham são significativamente mais estáveis do que as apoproteínas de mamíferos terrestres. Este fenômeno pode ser explicado pela suposição de que sob pressão seletiva um acúmulo de mutações que levam a pequenas estabilizações nas características globais de estabilidade das proteínas. Mamíferos que mergulham em grandes profundidades, como a baleia, são expostos a anaerobiose prolongada e conseqüente condições de acidose. Isto pode levar a uma série de acúmulos de mutações que promoverão resistência ao desenovelamento e a perda do grupo heme, fenômenos que podem ocorrer durante a acidose (Tang et al., 1998). Os resultados deste trabalho indicaram que a propensão a formação de hélices é um componente importante para explicar as diferenças de estabilidade entre as mioglobinas de cavalo e de espermacete / Abstract: The work in the literature on the stability and folding pathway of myoglobin is almost equally divided between horse myoglobin, which is available commercially, and sperm whale myoglobin, which must be cloned and expressed. The two proteins share high homology, show similar folding behavior and it is often assumed that all folding phenomena found with one protein will also be found with the other. This assumption may not be true, which makes essential to compare their basic properties, such as stability and dependence on temperature and salt concentration. However, no reliable method have been used to access the precisely difference in stability between these two proteins because it was not possible until recently to measure the stability of holoMb in a reversible unfoldingr efolding reaction. The reversible folding of myoglobin can be measured by using the cyanmet derivative and urea unfolding but only in a limited pH range. We report data at equilibrium showing that horse myoglobin was 2.1 kcal/mol less stable than sperm whale myoglobin at pH 5.0, 25 ºC, and aggregated at high concentrations as measured by gel filtration and analytical ultracentrifugation experiments. The higher stability of sperm whale myoglobin was identified for both apo and holo forms, and was independent of pH from 5 to 8 and of the presence of sodium chloride. We also show that the substitution of sperm whale myoglobin residues Ala15 and Ala74 to Gly, the residues found at positions 15 and 74 in horse myoglobin, decreased the stability by 1.0 kcal/mol, indicating that helix propensity is an important component of the explanation for the difference in stability between the two proteins / Doutorado / Bioquimica / Doutor em Biologia Funcional e Molecular

Orientadores: Maricilda Palandi de Mello, Anna Wedell / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciencias Medicas / Made available in DSpace on 2018-08-11T13:24:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Soardi_FernandaCaroline_D.pdf: 4267789 bytes, checksum: 80c77e1664dcc041014d42a92bdd435e (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: A causa mais freqüente de hiperplasia congênita da adrenal (HCA) é a deficiência da enzima CYP21A2 responsável por cerca de 90% dos casos, seguida da deficiência de CYP11B1, a qual é responsável por 5-8%. A deficiência de CYP21A2 apresenta diferentes sintomas clínicos, que podem variar de uma forma leve não clássica (NC) a uma forma grave clássica, dividida em virilizante simples (VS) e perdedora de sal (PS). Enquanto a deficiência de CYP11B1 é classificada nas formas clássica e não-clássica, dependendo da gravidade do fenótipo. As diferentes formas destas deficiências estão associadas a mutações distintas ou a combinação de mutações nos genes, sendo estas mutações provenientes dos genes homólogos ou não. O primeiro objetivo desta tese foi identificar novas mutações em alelos de 31 pacientes. As variantes protéicas novas p.G56R, p.L107R e p.L142P e, as raras p.H62L, p.H62L+p.P453S e p.R408C do gene CYP21A2 foram expressas para comparar as atividades da enzima CYP21A2 nas suas formas normal e mutantes. Foi objetivo, também, estudar através da técnica de mini-genes as possíveis alterações no processo de splicing para as variantes IVS2+5G>A, IVS2-2A>G, IVS4- 15A>C+IVS4-8C>T+p.D183E do gene CYP21A2 e para a variante g.1753G>A do gene CYP11B1. O estudo da atividade enzimática do gene CYP21A2, realizado pela técnica de mutagênese sítio-dirigida, demonstrou que as mutações p.L107R, p.L142P e p.R408C reduziram a atividade enzimática para valores praticamente nulos, classificando-as como responsáveis pela forma PS. A alteração p.G56R apresentou uma quantidade mínima de conversão de progesterona em desoxicorticosterona, quantidade suficiente para evitar a perda de sal, sendo considerada clássica associada à forma VS. A mutação p.H62L foi encontrada no mesmo alelo que a mutação p.P34L, em uma das pacientes da casuística desse trabalho, ambas inseridas num gene quimérico portador da deleção de 30 Kb. A mutação p.H62L também foi encontrada em associação com a mutação p.P453S, em dois pacientes de origem Escandinava. No estudo funcional a mutação p.H62L reduziu parcialmente a atividade enzimática. Os resultados cinéticos classificaram essa mutação como relacionada à forma NC da deficiência de CYP21A2. Em combinação com a mutação p.P453S, observou-se um sinergismo, uma vez que reduziu a atividade da enzima para a faixa limítrofe entre NC e VS. A investigação no processo de splicing utilizando a técnica de minigenes para as alterações no gene CYP21A2 indicou que a variação IVS2+5G>A causa a perda do exon 2 na formação do mRNA, sendo relacionada à forma PS. Da mesma forma, a variação IVS2- 2A>G foi classificada como associada à forma PS, pois inseriu no mRNA 19 bases provenientes do intron 2 na junção exon2-exon3, o que modificou o frame de leitura do mRNA criando um códon de parada prematura. Por outro lado, ficou demonstrado que as variações IVS4- 15A>C+IVS4-8C>T+p.D183E não interferem no processamento normal do mRNA do gene CYP21A2. No caso da alteração g.1753G>A no gene CYP11B1, que foi classificada como responsável pela forma clássica da deficiência de CYP11B1, o estudo de mini-gene indicou a perda dos últimos 45 nucleotídeos do exon 4, criando um códon de parada prematura. A elucidação do papel funcional e estrutural das mutações nos genes estudados permitiu o correto estabelecimento da correlação genótipo-fenótipo na maioria dos pacientes com HCA estudados / Abstract: Deficiency of CYP21A2 enzyme is responsible for more than 90% of congenital adrenal hyperplasia (CAH) followed by the deficiency of CYP11B1, which is responsible for 5-8% of the cases. The deficiency of CYP21A2 is normally classified in clinical forms that vary from a mild non-classical (NC) to a severe classical form, which can manifest as salt wasting (SW) or as simple virilizing (SV). Depending on the severity of phenotype, deficiency of CYP11B1 can be classified in classical or non-classical forms. In both deficiencies the clinical forms are associated with different mutations or combination of mutations, which may or may not be originated from the homologous genes. The aim of this study was to identify novel or rare mutations in alleles of 31 patients with CYP21A2 deficiency. Using site-direct mutagenesis strategies, nucleotide variants were introduced into the cDNA and the novel p.G56R, p.L107R and p.L142P and rare p.H62L, p.H62L+p.P453S and p.R408C protein variants of CYP21A2 were expressed to compare the enzymatic activity between the wild-type and mutant proteins. Furthermore, splicing activities were investigated for IVS2+5G>A, IVS2-2A>G, IVS4-15A>C+IVS4-8C>T+p.D183E sequence CTP21A2 variations and for g.1753G>A on CYP11B1 gene by minigene constructions. The analysis of enzymatic conversion of both CYP21A2 substrates, 17-hydroxyprogesterone and progesterone, into 11-desoxycortisol and corticosterone, respectively, showed low levels of residual activities for p.L107R, p.L142P and p.R408C, which were classified as SW mutations. Whereas, the result of enzyme activity for p.G56R indicated that it might be a SV-related mutation due a residual activity of 1.4% toward progesterone as substrate. The p.H62L was associated to p.P34L mutation in a chimeric gene present in a 30-kb deletion allele in Brazilian patients. In Scandinavian patients, the p.H62L mutation was found associated to the p.P453S which is known as a NC mutation. The p.H62L itself showed an activity within the range of NC mutations. The apparent kinetic constant confirmed this classification. A synergistic effect was observed for the allele bearing the p.H62L+p.P453S combination as it had caused a significant reduction in the enzymatic activity bringing it to the borderline level between SV and NC mutations. On the minigene analyses for CYP21A2, the IVS2+5G>A variation showed skipping of exon 2, therefore this alteration was classified as SW mutation. Likely, IVS2-2A>G was considered as a SW mutation due to the insertion of 19 nucleotides from intron 2 into the resulting mRNA, which changed the reading frame and created a premature stop codon. Conversely, the group of variations IVS4-15A>C+IVS4-8C>T+p.D183E did not affect the normal splicing of CYP21A2 mRNA. In the CYP11B1 minigene analysis, the g.1753G>A nucleotide variation was classified as responsible for the classical form of deficiency. An alternative splicing due to disruption of the normal donor site was used and the skipping of the last 45 nucleotides of exon 4 was observed. This alteration modified the mRNA reading frame and created a premature stop codon. The elucidation of functional and structural characters of the steroidogenic gene mutations led to the establishment of a correct genotype-phenotype in most patients studied. / Doutorado / Genetica Animal e Evolução / Doutor em Genetica e Biologia Molecular