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Filogenia evolucao 2012

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Palestra sobre evolução moleular de vírus ministrada na disciplina de Microbiologia Ambiental de 2012 - ICB USP.

Text of Filogenia evolucao 2012

  • 1. Evoluo viral e o uso de ferramentasde bioinformtica [email protected] Atila Iamarino http://scienceblogs.com.br/rainha/
  • 2. O que evoluo molecularIntegrao entre biologia molecular, biologiaevolutiva e gentica de populaes
  • 3. Resumo Evoluo Mecanismos Evolutivos Mutao Migrao Recombinao Deriva Gentica Seleo Natural Evoluo viral Vrus de dsDNA: grandes genomas e grandes possibilidades Vrus de RNA: pequenos e furiosos Evoluo do hospedeiro Ferramentas de estudo
  • 4. A informao est contida no DNA/RNAA_Arizona_01_2009_112_2009.307 ATG AAT CCA AAC CAA AAG ATA ATA ACC ATT GGT TCG GTCA_Arizona_01_2009_112_2009.307 AUG AAU CCA AAC CAA AAG AUA AUA ACC AUU GGU UCG GUCA_Arizona_01_2009_112_2009.307 Met Asn Pro Asn Gln Lys Ile Ile Thr Ile Gly Ser Val
  • 5. O que evoluo Conceito: Variao na frequncia allica entre uma gerao e outraGerao 1 Gerao 2 Gerao 3 Gerao 4
  • 6. Mecanismos evolutivos: MutaoGerao 1 Gerao 2 Gerao 3 Gerao 4 Mutao
  • 7. Mecanismos evolutivos: Migrao Populao 1 Populao 2Gerao 1 Gerao 2 Gerao 3 Gerao 4
  • 8. Mecanismos evolutivos: RecombinaoSimon-Loriere, E., & Holmes, E. C. (2011). Whydo RNA viruses recombine? Nature reviews.Microbiology, 9(8), 617-626.
  • 9. Mecanismos evolutivos: DerivaOrigem do alelo Tempo para fixao(1 gerao) ~4N geraes
  • 10. Mecanismos evolutivos: Deriva Populao Gargalo (reduo Sobreviventes Prxima parental drstica na gerao populao)
  • 11. Mecanismos evolutivos: Seleo Organismos diferem em sua habilidade de sobreviver e sereproduzir, devido principalmente a diferenas genticas entre osindivduos. A cada gerao os indivduos que sobrevivem e sereplicam/reproduzem mais eficientemente, contribuem mais naformao da proxima gerao. A seleo atua somente em caracteres herdveis.
  • 12. Mecanismos evolutivos: Seleo FitnessFentipo
  • 13. Mecanismos evolutivos: Seleo Positiva Comparao da taxa de substituio sinnima (dS) e no sinnima (dN)por stio (dN/dS = ): Ser Met Leu Gly GlySeq 1: TCA ATG TTA GGG GGA * **Seq 2: TCG ATA CTA GGT ATA Ser Ile Leu Gly Ilesubstituio sinnima *substituio no sinnima dN/dS < 1.0 = seleo purificadora dN/dS ~ 1.0 = seleo neutra dN/dS > 1.0 = seleo positiva
  • 14. Evoluo viral: Taxa de mutao Taxa de mutao (mutaes/stio/replicao) Taxa de substituio (mutaes/stio/ano) Eucariotos: ~ 0.01 mutaes por genoma, por replicao ~10-8 a 10-9 substituies/stio/ano Bactrias: ~ 0.003 mutaes por genoma, por replicao ~10-7 a 10-9 substituies/stio/anoDuffy, S., Shackelton, L. a, & Holmes, E. C. (2008). Rates of evolutionary change in viruses: patterns anddeterminants. Nature reviews. Genetics, 9(4), 267-76. doi:10.1038/nrg2323
  • 15. Vrus de dsDNA: grandes genomas e grandes possibilidades Imunomoduladores Enzimas chave de vias metablicas Capacidade de permutar e evoluir genes capturados gene Bo17 de BoHV-4 20 a 30 vezes mais rpidoMarkine-Goriaynoff, N., Georgin, J.-P., Goltz, M., Zimmermann, W., Broll, H., Wamwayi, H. M., Pastoret, P.-P.,et al. (2003). The Core 2 -1,6-N-Acetylglucosaminyltransferase-Mucin Encoded by Bovine Herpesvirus 4Was Acquired from an Ancestor of the African Buffalo. Journal of Virology, 77(3), 1784-1792.doi:10.1128/JVI.77.3.1784-1792.2003
  • 16. Vrus de dsDNA: grandes genomas e grandes possibilidades EGT - ecdisonaHoover, K., Grove, M., Gardner, M., Hughes, D. P., McNeil, J., & Slavicek, J. (2011). A gene for an extendedphenotype. Science, 333(6048), 1401. doi:10.1126/science.1209199
  • 17. Vrus de RNA: pequenos e furiososHIV:Genoma de 9,8 kb~10-3 substituies/stio/replicao~ 1 mutaes por genoma, porreplicao~10-10 partculas por diaAD101, CCR5 e CXCR4Trkola, A., Kuhmann, S. E., Strizki, J. M., Maxwell, E., Ketas, T., Morgan, T., Pugach, P., et al. (2002). HIV-1escape from a small molecule, CCR5-specific entry inhibitor does not involve CXCR4 use. PNAS, 99(1), 395-400. doi:10.1073/pnas.012519099
  • 18. Vrus de RNA: pequenos e furiosos Sironen et al. (2001): Taxa de substituio ~1x10-7!!Smith, G. J. D., Vijaykrishna, D., Bahl, J., Lycett, S. J., Worobey, M., Pybus, O. G., Ma, S. K., et al. (2009).Origins and evolutionary genomics of the 2009 swine-origin H1N1 influenza A epidemic. Nature, 459(7250),1122-5.
  • 19. Vrus de RNA: pequenos e furiosos Icosaedro: bornavirus Tringulo: filovirus Sironen et al. (2001): Taxa de substituio ~1x10-7!!Belyi, V. a, Levine, A.J. & Skalka, A.M., 2010. Unexpected inheritance: multiple integrations of ancientbornavirus and ebolavirus/marburgvirus sequences in vertebrate genomes. PLoS pathogens, 6(7),p.e1001030.
  • 20. Evoluo viral: ResumoDuffy, S., Shackelton, L. a, & Holmes, E. C. (2008). Rates of evolutionary change in viruses: patterns anddeterminants. Nature reviews. Genetics, 9(4), 267-76. doi:10.1038/nrg2323
  • 21. Evoluo do Hospedeiro: Imunidade inata Meyerson, N. R., & Sawyer, S. L. (2011). Two- stepping through time: mammals and viruses. Trends in microbiology, 19(6), 286-94. Elsevier Ltd. doi:10.1016/j.tim.2011.03.006
  • 22. Evoluo do Hospedeiro: Sincitina HERVs formam 8% do genoma Placenta Fusognica e imunossupressoraLee YN, Bieniasz PD (2007) Reconstitution of an Infectious Human Endogenous Retrovirus. PLoS Pathog 3(1):e10. doi:10.1371/journal.ppat.0030010Mi, S., Lee, X., Li, X.-ping, Veldman, G. M., Finnerty, H., Racie, L., Lavallie, E., et al. (2000). Syncytin is a captiveretroviral envelope protein involved. Nature, 403(February), 785-789.
  • 23. Evoluo do Hospedeiro: Vespas parasitidesIchneumonidae IchnovrusBraconidae Bracovrus Manduca sexta+ Cotesia congregata + PolydnavirusBzier, A., Annaheim, M., Herbinire, J., Wetterwald, C., Gyapay, G., Bernard-Samain, S., Wincker, P., et al.(2009). Polydnaviruses of braconid wasps derive from an ancestral nudivirus. Science .323(5916), 926-30.doi:10.1126/science.1166788Burke, G.R. and Strand, M.R. (2012). Deep Sequencing Identifies Viral and Wasp Genes with Potential Rolesin Replication of Microplitis demolitor Bracovirus. J. Virol. 86:3293-3306 doi:10.1128/JVI.06434-11