Sistema de Submissão de Resumos, I Encontro de Iniciação Científica - 2011 (ENCERRADO)

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Estudo de evolução molecular de proteínas carreadoras de ATP-Mg/Pi (SCaMC) e desenvolvimento de um software de criação e visualização de árvores 3D com base em dados de duplicações genéticas
Humberto Luiz Razente, Anderson França Queiroz, Antônio Sérgio Kimus Braz

Última alteração: 2011-09-11

Resumo


1  Introdução

A construção de árvores filogenéticas que refletem a história evolutiva de famílias gênicas e espécies é fundamental para estudar a evolução dos mesmos, identificando eventos de duplicação gênica. Para tal utilizam-se dados de moléculas biológicas informativas (DNA, RNA, proteínas).

Atualmente os softwares para visualização de árvores filogenéticas utilizam apenas dias dimensões, e isso não fornece uma exibição adequada dos eventos de duplicação gênica, dificultando a análise das árvores.

2  Metodologia

Utilizou-se a ferramenta BLAST (www.uniprot.org) juntamente com o banco de dados UniProtKB para realizar a busca de sequências gênicas com similaridade definida pela matriz de substituição BLOSSUM45. O software GetGI foi utilizado para realizar o download das sequências codantes do banco de dados GenBank, e gerou-se um arquivo do tipo FASTA com as sequências renomeadas, de modo que o nome tenha informações sobre a filogenia da sequência com o programa genbankreader.

Então procedeu-se a seleção das sequências que apresentam três domínos PF00153 utilizando-se o software hmmclass. Com base nesses dados procedeu-se o alinhamento das sequências com o software muscle. E a construção da árvore filogenética foi feita com o programa PhyML utilizando o método da Máxima Verossimilhança e matriz de substituição WAG.

3  Resultados

Por meio da análise da árvore filogenética criada observou-se diversos eventos independentes de duplicação ocorrendo em vários taxa, por exemplo, observou-se duplicações em dicotiledôneas e gimnospermas; em animais, eventos independentes de duplicação em nematóides (dois eventos), dípteros, diakryas, drophilas, e percebeu-se também uma possível duplicação em primatas; e um possível splicing alternativo no Homo Sapiens.

Foi desenvolvido o software Dryad para visualização de árvores filogenéticas em três dimensões na linguagem C++ e utilizando as bibliotecas OpenGL. Este software exibe as árvores filogenéticas em três dimensões, utilizando o eixo “x” para representar a distância filogenética, ou distância evolucionária; o eixo “y”, as proteínas; e no “z”, são exibidos os eventos de duplicação gênica.

O padrão newick foi estendido de modo a conter informações sobre duplicações gênicas, sem perder a compatibilidade com os atuais programas para visualização de árvores filogenéticas em duas dimensões.

4  Conclusão

A construção da árvore filogenética possibilitou a identificação de duplicações gênicas em árvore filogenéticas e agregou conhecimento para desenvolvimento do Dryad. O Dryad identifica e exibe os eventos de duplicação gênica de forma a facilitar entendimento das árvores filogenéticas e por consequência o estudo de evolução gênica. Além da criação de um novo padrão para representação de árvore filogenéticas.