Orientadora: Profa. Dra. Hana Paula Masuda / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Biotecnociência, 2015. / Polarização celular e divisão assimétrica são eventos cruciais durante o desenvolvimento vegetal uma vez que estão associados com estabelecimento de novos padrões de desenvolvimento. No entanto, pouco é sabido acerca do processo de polarização celular em plantas. Em animais, uma das vias que atua nesse processo envolve a proteína MO25, cuja homóloga em plantas ainda não foi caracterizada. Neste trabalho, estudamos genes homólogos de Mo25 de plantas, em especial de um dos homólogos de Mo25 de Arabidopsis thaliana aqui chamado de AtMo25. Para melhor compreender a evolução deste gene e sua função em plantas, nós (1) elaboramos a filogenia da proteína MO25 de plantas e realizamos estudos da estrutura gênica de AtMo25 para entender sua origem evolutiva;(2) modelamos a estrutura por threading para elucidar seu folding e fizemos análise de pressão de seleção nos resíduos da proteína AtMO25; (3) analisamos a expressão gênica de AtMo25 por PCR em tempo real em plantas do tipo selvagem e tecidualemente observando expressão do gene marcador GUS sob o controle do promotor de AtMo25 em A. thaliana (ProMo25::GUS) e (4) analisamos os fenótipos de linhagens SALK com inserção de T-DNA e níveis reduzidos da expressão de AtMo25. Nossos dados mostram que AtMo25 foi duplicado pelo menos uma vez na base de Embriófitas e que em A. thaliana outras duas duplicações ocorreram. Uma das cópias de A. thaliana, a AtMo25 (código de acesso At2g03410), possivelmente foi duplicado por um evento de retrotransposição e apresenta uma taxa de evolução acelerada. Além disso, dados de PCR em tempo real mostram que AtMo25 é expresso em órgãos relacionados com o processo reprodutivo, como botão floral, flor aberta e flor fertilizada e dados de plantas proMo25::GUS apresentaram expressão de GUS em grãos de pólen, raízes e em locais que sofreram injúrias mecânicas. Para melhor compreensão dos possíveis processos de atuação do nosso gene, foi feita a modelagem da proteína codificada pelo mesmo, a qual mostrou que o folding é do tipo Armadillo, semelhante aos homólogos já descrito em outros eucariotos, sugerindo que o homólogo de A. thaliana possa atuar em processos celulares semelhantes, possivelmente como uma proteína scaffold, característico de proteínas com domínio ARM. Finalmente, análise de mutantes da linhagem SALK, onde há redução da expressão de AtMo25, apresentaram área da roseta, tamanho das folhas e das células e grãos de pólen menores quando comparados com indivíduos do tipo selvagem sugerindo que AtMo25 possa estar envolvido com expansão celular ou ainda com a formação e/ou manutenção de células polarizadas e assimétricas. / Cell polarization and asymmetric division are crucial events during plant development since they are associated with the establishment of new patterns. However, little is known about the process of cell polarization in plants. In animals, one of the pathways that controls this process involves a protein complex that contains MO25 protein. In plants, homologs of Mo25 still need to be characterized. In this work, we studied plant homologs of MO25, particularly one homologs of Arabidopsis thaliana that was named AtMo25. To better understand the evolution of this gene and its function in plants, we: (1) studied MO25 protein phylogeny in plants and AtMo25 gene structure to understand its evolutionary origin; (2) modelled the AtMO25 protein structure by threading and analyzed residues under selective pressure to elucidate its folding; (3) analyzed the gene expression of AtMo25 using RealTime PCR in wild type plants and observing the expression of the gene marker GUS under the control of AtMo25 promoter in A. thaliana transformed plants (ProMo25:GUS); and (4) analyzed the phenotypes of SALK lines with insertion of T-DNA and reduced expression of AtMo25. Our data shows that AtMo25 was duplicated at least once at the base of Embryophyta and twice again in A. thaliana. One of the A. thaliana copies, the AtMo25 (access code At2g03410), was possibly duplicated by retrotransposition and showed an accelerated evolution rate. RealTime PCR data show that AtMo25 is expressed in reproductive organs, like floral buds, open and fertilized flower, and proMo25::GUS plants data showed GUS expression in pollen, roots and mechanical injured regions. To better understand in which cellular processes AtMO25 protein is involved, we modeled AtMO25 and found that this protein folding is basically composed of alpha-helices organized in Armadillo repeats, similar to the orthologs of other eukarya. This suggests that AtMo25 from A. thaliana may act in similar cellular processes, probably as a scaffold protein, characteristic of ARM-containing proteins. Finally, phenotypic analyses of SALK mutants with reduced AtMo25 expression showed small pollen grains and small rosettes, leaves and pavement cells of the leaf epidermis when compared to the wild type. This suggests that AtMo25 may be involved in cell expansion or in the formation and/or the maintenance of the polarized and asymmetric cells.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:BDTD:77290 |
| Date | January 2015 |
| Creators | Bizotto, Fernanda Marisca |
| Contributors | Masuda, Hana Paula, Centeno, Danilo da Cruz, Domingues, Douglas Silva |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf, 117 f. : il. |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFABC, instname:Universidade Federal do ABC, instacron:UFABC |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=77290&midiaext=70664, http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=77290&midiaext=70665, Cover: http://biblioteca.ufabc.edu.brphp/capa.php?obra=77290 |
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