A família gênica Forkhead P {FOXP) tem sido alvo de muitos estudos envolvendo evolução do cérebro e comportamento animal. Destacam-se particularmente as investigações com o gene FOXP2, que indicam que mudanças neste gene estariam associadas com a evolução da vocalização em algumas espécies de mamíferos, incluindo o Homo sapiens. Recentemente, estudos de desordem intrínseca de proteínas (IDPs) tem ganhado ênfase no contexto evolut ivo, visto que uma correlação posit iva entre regiões de desordem e altas taxas evolutivas tem sido observada. Através de um conjunto de abordagens que inclui predizer o conteúdo de desordem e os motivos lineares de interação, bem como as taxas evolutivas, buscamos desvendar a historia evolutiva dos genes da subfamília FOXP. Concentramos nossas análises sobre regiões desordenadas das proteínas FOXPl, FOXP2, FOXP3 e FOXP4 encontradas em 77 espécies de tetrápodes. Tais regiões proteicas são normalmente negligenciadas em estudos dessa natureza, pois se localizam fora de seus tra dicionais domínios conservados, normalmente associados à função principal da proteína. Sít ios apontados estando sob seleção positiva e relaxamento da restrição seletiva mostraram-se hotspots importantes para mudanças que podem impactar na capacidade de interação das proteínas. Encontramos que os maiores valores de w são mais prevalentes em regiões desordenadas que em ordenadas. Ainda, alto e similar valor de desordem (70%) foi encontrado nas 77 proteínas ortólogas de FOXPl , FOXP2, e FOXP4, indicando a manutenção de um "padrão geral" sobre um longo tempo evolutivo. Portanto, a variabilidade tanto de aminoácidos quanto de motivos lineares dentro das regiões de desordem foi marcante. A proteína FOXP3 apresentou menor nível de desordem (30%), mas signif icante sinal de seleção positiva em alguns sítios. Composição idênt ica de resíduo de aminoácido e/ou motivos lineares em espécies filogeneticamente distantes, indica clara convergência molecular, provavelmente associada a pressões seletivas similares. Sucessivamente, nossos achados mostraram uma clara diferença na composição de motivos lineares entre mamíferos e não mamíferos, dando suporte para a importância dos estudos de evolução da interatividade proteica para as compreensões de características taxa-específicas. / Forkhead Family P (FOXP) has been target of many studies about brain and behavior evo lution among species. FOXP2 receives special attention in academic society, due associations with vocalízation evolution in mammals, including Homo sapiens. Recently, intrinsically disorder proteins studies have gained emphasis in the evolutionary context, as positive correlation between disorder regions and higher evolutionary rate has been observed. Through a set of approaches, including disorder and linear motif predictions, as well as estimate evolutionary rates, we aimed to unveil the evolutionary history of FOXP subfamily genes. We focused our ana lysis over disordered regions of FOXPl, FOXP2, FOXP3 and FOXP4 proteins retrieved in 77 tetrapods. Such protein regions are usually neglected in studies of this nature, for being localized out of the traditional conserved domains, usua lly associated with the main function of the protein. Sites indicated as under relaxation of selective constrains or positive selection have shown to be important hotspots for changes that can impact in protein interaction capability. Higher w va lues are prevalent in disordered regions than in ordered ones. Still, high and similar disorder proportion (~70%) was found among 77 orthologues proteins of FOXPl, FOXP2 and FOXP4, indicating general pattern of disorder maintenance, along tetrapod's evolutionary tree. However, amino acid and linear motifs variability within disordered regions was observed. FOXP3 protein presented lower disorder leveis (~30%), when compared with other paralogues, but signal of positive selection was observed in some sites. ldentical composition of amino acid residues and/or linear motifs is, probably, associated with similar selective pressure. Successively, ou r results showed clear differences in linear motif composition between mammals and non-mammals, supporting the importance of evolutionary studies on protein interaction for the understanding of taxa-specifics characteristics.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:lume.ufrgs.br:10183/150633 |
| Date | January 2015 |
| Creators | Viscardi, Lucas Henriques |
| Contributors | Bau, Claiton Henrique Dotto, Bortolini, Maria Cátira |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS, instname:Universidade Federal do Rio Grande do Sul, instacron:UFRGS |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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