Caracterização in silico e análise de uma sequência homóloga à sec14 em angiospermas

dc.contributor.advisorScortecci, Katia Castanho
dc.contributor.advisorIDpt_BR
dc.contributor.authorSilva, Camila Rayane Pereira da
dc.contributor.authorIDpt_BR
dc.contributor.referees1Golbert, Daiane Cristina Ferreira
dc.contributor.referees1IDpt_BR
dc.contributor.referees2Calsa Júnior, Tercilio
dc.contributor.referees2IDpt_BR
dc.date.accessioned2019-08-08T00:08:54Z
dc.date.available2019-08-08T00:08:54Z
dc.date.issued2019-06-07
dc.description.abstractBrazil is the world's largest producer of sugarcane. Although its importance, the molecular studies are difficult due to its genomic complexity, a high ploidy level. However, the discovery of new genes is important to improve field and sugar-alcohol industry. The aim of this work was to characterize a sugarcane homologous sequence PHOSPHATIDYLINOSITOLPHOSPHATIDYLCHOLINE TRANSFER PROTEIN SEC14 that has been identified in previous studies associated to the flowering process. The in silico characterization was performed by functional analysis of the gene, construction of protein-protein interaction networks, phylogeny, three-dimensional model and molecular dynamics and co-expression analysis. In addition, a RT-qPCR expression assay was performed in different plant tissues (leaves, roots or shoot apical meristem – SAM) as well drought stress, oxidative stress and calcium sulphate treatment. The results obtained using the bioinformatics tools showed the CRAL-TRIO domain presence in the same position, suggesting a conservation of the SEC14 sequence in plants. The phylogenetic analysis indicates probable duplications of the SEC14 protein in plants. The threedimensional model showed a structural conservation due to the presence of hydrophobic pocket for lipid binding, and it was confirmed by molecular dynamics. Furthermore, it was observed in sugarcane model another domain that was not known. Expression data revealed that SEC14 gene was differentially expressed SAM in the juvenile phase from early-flowering variety and in the adult phase from late-flowering variety. Moreover, comparing the expression in leaves and roots, it was observed a lower expression in leaves. The SEC14 expression had no significant difference in leaf tissues from plants submitted to drought and oxidative stress in growth room. Furthermore, it was analyzed the potential effect of calcium treatment in sugarcane plants in field condition. Moreover, it was not observed any expression difference in leaves or in SAM. Then, the data showed here provides a better understanding of how the SEC14 gene/protein may acts on sugarcane. This data revealed new knowledge about the 3D protein structure and it also brings new perspectives for molecular studies for crops such as sugarcane.pt_BR
dc.description.resumoO Brasil é o maior produtor mundial de cana-de-açúcar. Todas as partes dessa cultura são aproveitadas e usadas como matriz energética para produção não somente do açúcar, mas também de biocombustíveis e outros produtos. Os estudos moleculares com cana-de-açúcar se desenvolvem de forma lenta devido a sua complexidade genômica, possuindo elevada ploidia, contudo a descoberta de novos genes que possam atuar em processos chave desse organismo é valiosa para futuras contribuições à indústria sucroalcooleira. Este trabalho teve como objetivo caracterizar uma sequência homóloga a PROTEÍNA DE TRANSFERÊNCIA DE FOSFATIDILINOSITOL/FOSFATIDILCOLINA - SEC14 (PHOSPHATIDYLINOSITOLPHOSPHATIDYLCHOLINE TRANSFER PROTEIN - SEC14) em cana-de-açúcar que foi identificada em estudos anteriores em bibliotecas subtrativas para o processo de florescimento. A caracterização in silico foi feita por análise funcional do gene, construção de redes de interação proteína-proteína, filogenia, dinâmica molecular do modelo tridimensional da proteína e análise de co-expressão. Ademais, foi realizado um ensaio de expressão por RTqPCR em tecidos vegetais para variedades tardia e precoce, bem como, em tecidos vegetais submetidos à estresses hídrico, oxidativo e por inserção de sulfato de cálcio, além da análise de expressão em diferentes tecidos da planta (folha e raiz). Os resultados obtidos por meio das ferramentas de bioinformática mostram a existência do domínio CRAL-TRIO, que está presente em todas as sequências homólogas, essencialmente na mesma posição, revelando alta conservação da sequência SEC14 em plantas. A árvore filogenética sugere que há prováveis duplicações da proteína SEC14 em plantas. O modelo tridimensional apresenta um provável bolso hidrofóbico para ligação de lipídios, descritos em outros modelos de SEC14 consolidados, sugerindo uma conservação estrutural e que foi confirmado pela dinâmica molecular. Ainda foi verificado, por meio da simulação, um domínio ainda desconhecido no modelo proposto por homologia de SEC14. Os dados de expressão revelam que o gene SEC14 se apresentou diferencialmente expresso entre as variedades precoce e tardia. Além disso, foi verificado que a expressão foi maior em raízes quando comparado com o tecido foliar. Também foi observado que não houve diferença significativa de expressão nostecidos foliares de plantas submetidas ao estresse hídrico e oxidativo, provavelmente devido ao estágio juvenil. Uma outra análise de expressão realizada foi com um material de campo tratado com cálcio, onde não observamos diferença na expressão, mostrando que a SEC14 não foi responsiva para as condições analisadas. Por fim, este estudo fornece informações para um melhor entendimento de como o gene/proteína de SEC14 atua em cana-de-açúcar. Revelam novos saberes sobre estrutura tridimensional dessa proteína nessa cultura e traz novas perspectivas para os estudos moleculares com plantas de interesse econômico como a cana-de-açúcar.pt_BR
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)pt_BR
dc.description.sponsorshipConselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)pt_BR
dc.identifier.citationSILVA, Camila Rayane Pereira da. Caracterização in silico e análise de uma sequência homóloga à sec14 em angiospermas. 2019. 83f. Dissertação (Mestrado em Bioquímica) - Centro de Biociências, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2019.pt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/27453
dc.languagept_BRpt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.initialsUFRNpt_BR
dc.publisher.programPROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM BIOQUÍMICApt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.subjectSECRETION14pt_BR
dc.subjectSaccharum spp.pt_BR
dc.subjectRT-qPCRpt_BR
dc.subjectDomínio de ligação a lipídiospt_BR
dc.subjectEstresse abióticopt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS::BIOQUIMICApt_BR
dc.titleCaracterização in silico e análise de uma sequência homóloga à sec14 em angiospermaspt_BR
dc.typemasterThesispt_BR

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