Group I introns and associated homing endonuclease genes reveals a clinal structure for Porphyra spiralis var. amplifolia (Bangiales, Rhodophyta) along the Eastern coast of South America

• Processo: 08/08242-5
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Publicações científicas - Artigo
• Data de Início da vigência: 01 de outubro de 2008
• Data de Término da vigência: 30 de setembro de 2009
• Área do conhecimento: Ciências Biológicas - Genética
• Pesquisador responsável: Mariana Cabral de Oliveira
• Beneficiário: Mariana Cabral de Oliveira
• Instituição Sede: Instituto de Biociências (IB). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Assunto(s): Porphyra Rhodophyta Evolução
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: cox2-3 | Group I introns | homing endonuclease gene | Porphyra | rbcLS | Rhodophyta | Evolução

Resumo

ResumoFundamentaçãoIntrons do grupo I são encontrados no gene nuclear que codifica para o RNA da subunidade pequena do ribossomo (SSU rDNA) de algumas espécies do gênero Porphyra (Bangiales, Rhodophyta). Polimorfismos de tamanho foram observados nesses introns do grupo I e interpretados como resultado da degeneração de genes para endonucleases de "homing" (HEG) inseridas em alças periféricas dos elementos pareados que compõem a estrutura secundária do intron. Nesse estudo, os polimorfismos de tamanho dos introns foram caracterizados para diferentes populações de Porphyra spiralis var. amplifolia (PSA) nas costas Sul e Sudeste do Brasil, e foram usados para inferir as relações e a estrutura genéticas dessas populações, em adição a outros marcadores populacionais cox2-3 e rbcL-S. Introns de diferentes tamanhos foram testados qualitativamente para o auto-processamento in vitro. ResultadosCinco polimorfismos de tamanho para o intron foram obtidos e 17 haplótipos foram observados em 80 indivíduos coletados em oito localidades. Para inferir a estrutura genética das populações de PSA, esses polimorfismos e haplótipos foram usados como marcadores para análises de Fst, teste de Mantel e "median joining network". Cinco haplótipos de cox2-3 e o único haplótipo de rbcL-S foram usados como marcadores para teste de neutralidade de Tajima D e de Fu Fs, e para "median joining network". Um evento de expansão demográfica a partir de uma população com baixo número efetivo, seguido de um padrão de isolamento por distância foi obtido para populações de PSA em todas as três análises. Experimentos in vitro mostraram que introns de diferentes tamanhos eram capazes de auto-processamento a partir de transcritos de pré-RNA.ConclusõesOs resultados indicam que os HEGs degenerados são reminiscentes da presença de um gene completo funcional, anteriormente presente nas populações de PSA. A gradação no processo de degeneração do HEG foi determinada pelo padrão de isolamento pela distância. Análises com outros marcadores indicaram um evento expansão demográfica a partir de uma população com baixo número efetivo. Os diferentes graus de degeneração do HEG não impediram o intron de se auto-processar. Esse é o primeiro estudo a abordar a história evolutiva de introns do grupo I nucleares e seu HEG associado usando uma análise populacional, além de ser o primeiro estudo a usar marcadores nucleares, mitocondriais e plastidiais para uma análise populacional em Porphyra. (AU)