SOUSA, F. Y. M. Caracterização bioquímica e molecular da oxidase terminal da plastoquinona (PTOX) em Zea mays. 2008. 73 f. Dissertação (Mestrado em Bioquímica) - Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2008. / Submitted by Francisco Lacerda (lacerda@ufc.br) on 2015-01-23T21:27:51Z
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Previous issue date: 2008 / The chloroplast is an organelle characteristic of photosynthetic organisms and their role in generating energy from carbon dioxide and water. This organelle may be functionally compromised when subjected to environmental stresses due to the fragility and complexity of the system. To avoid losses caused by stress there are several mechanisms of adaptation and adjustment of the reactions that occur in the chloroplast. Recently characterized most likely of these mechanisms has been called clororespiração. The clororespiração was clarified with the discovery of an enzyme similar to mitochondria that the alternative oxidase is called terminal plastid oxidase (PtOx). The function of chloroplast respiration remains uncertain, but one of the most accepted hypothesis is that the operation of clororespiração could prevent the formation of reactive oxygen species by recycling intermediate reducing the chloroplast. Characterized in this study was the presence of two genes coding for the terminal oxidase in plant plastid of Zea mays. Was also studied the differential expression of both genes in response PtOx or water stress, and the characterization of clororespiração through the activity of the NADH dehydrogenase plastid (NDH) polyacrylamide gel. The molecular characterization of genes PtOx showed homology of 60% when comparing the sequences of genes and 79% when compared to the pre-translated proteins. Genes of this protein have similar structures are composed of eight introns and exons 9. A study of regions of the promoters of the genes showed that there were common elements but the presence of different elements as the cis elements that MBS is responssivo drought, could reveal a differential regulation of genes. The differential response was confirmed by semiquantitative RT-PCR. The gene was called ptox1 stable expression could be considered a constitutive gene, whereas the gene was called ptox2 increased expression proportional to applied stress in both leaves and roots of corn plants. The analysis of the activity of NDH gel (zymogram) revealed the presence of this enzyme in chloroplasts corn confirming the presence of enzymes clororespiração. The phylogenetic analysis of cDNA sequences from databases showed that corn and sorghum in the group of monocots are closely related species which share two of the orthologous genes identified as PtOx ptox1 and ptox2. It appeared that the first time the presence of two genes PtOx into the maize genome, a C4 monocotiledôena metabolism. Genes were named ptox1 and ptox2. They were found in the roots and leaves and only ptox2 gene appeared to be induced in response to osmotic stress. / O cloroplasto é uma organela característica dos organismos fotossintetizantes sendo seu papel primordial na geração de energia a partir de gás carbônico e água. Essa organela pode ter seu funcionamento comprometido quando submetida a estresses ambientais devido a fragilidade e complexidade do sistema. Para evitar perdas provocadas pelo estresse existem vários mecanismos de adaptação e regulação das reações que ocorrem no cloroplasto. Recentemente caracterizou-se mais um desses prováveis mecanismos que foi chamado de clororespiração. A clororespiração foi esclarecida com a descoberta de uma enzima similar a oxidase alternativa da mitocondria que chamou-se de oxidase terminal do plastídeo (PTOX). A função dessa respiração do cloroplasto permanece incerta, mas uma das hipóteses mais aceitas é que o funcionamento da clororespiração poderia prevenir a formação de espécies reativas de oxigênio através da reciclagem dos intermediários redutores do cloroplasto. No presente trabalho foi caracterizado a presença de dois genes que codificam para a oxidase terminal do plastídeo em plantas de Zea mays. Estudou-se também a expressão diferencial de ambos genes da PTOX em resposta ou estresse hídrico, além da caracterização da clororespiração através da atividade da NADH desidrogenase plastidial (NDH) em gel de poliacrilamida. A caracterização molecular dos genes da PTOX mostrou homologia de 60% quando comparadas as sequências dos genes e de 79% quando comparadas as pré-proteínas traduzidas. Os genes dessa proteína têm estruturas similares, sendo compostos por oito introns e 9 éxons. Um estudo das regiões dos promotores dos genes mostrou que existiam elementos comuns porém a presença de elementos diferentes como, o elementos cis MBS que é responssivo à seca, poderia revelar uma regulação diferencial dos genes. A resposta diferencial foi confirmada através de RT-PCR semiquantitativo. O gene chamado de ptox1 teve sua expressão estável, podendo ser considerado um gene constitutivo, enquanto que o gene chamado de ptox2 teve um aumento da expressão proporcional ao estresse aplicado tanto em folhas como em raízes de plantas de milho. A análise da atividade da NDH em gel (zimograma) revelou a presença dessa enzima em cloroplastos de milho confirmando a presença das enzimas da clororespiração. O estudo filogenético de sequencias de cDNA de bancos de dados mostraram que milho e sorgo pertencentes ao grupo das monocotiledôneas, são espécies muito próximas e que compartilham dois genes ortólogos da PTOX identificados como ptox1 e ptox2. Concluiu-se pela primeira vez a presença de dois genes da PTOX no genoma do milho, uma monocotiledôena de metabolismo C4. Os genes foram denominados de ptox1 e ptox2. Eles foram encontrados em raízes e folhas e apenas o gene da ptox2 pareceu ser induzido em resposta ao estresse osmótico.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:www.repositorio.ufc.br:riufc/10774 |
| Date | January 2008 |
| Creators | Sousa, Francisco Yuri Maia de |
| Contributors | Melo, Dirce Fernandes de |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFC, instname:Universidade Federal do Ceará, instacron:UFC |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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