Genomas mitocondriais sequenciados e depositados: 544

(http://megasun.bch.umontreal.ca/gobase)

HISTÓRICO: FMGP teve início na década de 70, na fase mais ativa de estudos com mitocôndrias de leveduras. Importância particular ao grupo “Institut für Genetik und Mikrobiologie der Universität München”, sob coordenação de F. Kaudewitz.

OBJETIVOS: sequenciar os genomas mitocondriais das principais linhagens de fungos, estudar sua estrutura e conteúdo.

RESULTADOS PARCIAIS em fungos inferiores: (1) edição de tRNA (mesmo tipo do protozoário Acanthamoeba castellanii); (2) dois novos tipos de elementos móveis putativos, um que codifica uma endonuclease sítio-específica que confere mobilidade e outro constituindo uma classe de elementos altamente compactos e estruturados, e (3) grande número de íntrons.

INTRODUÇÃO

-Aproximadamente 70 mil espécies de fungos, a maioria pertencente a Ascomicetos e Basidiomicetos.

- conceitos taxonômicos são controversos devido a dificuldade de considerar caracteres morfológicos para a classificação.

-Fungos zoospóricos foram classificados tanto como Fungi (Whitaker 1969; Sparrow 1973; Barr 1992) quanto como Protista (Corliss 1984; Margulis and Schwartz 1988).

-Sabe-se agora que fungos zoospóricos compõe um grupo polifilético. De acordo com filogenia molecular, Oomicetos se relacionam com as algas marrons (Stramenopila), sendo atualmente considerados pseudo-fungos.

METODOLOGIA

- Extração e purificação do mtDNA por gradiente de densidade (cesium chloride/bisbenzimide).

- Clonagem em BluescriptII/SmaI defosforilado

- Sequenciamento de clones aleatórios provenientes de mtDNA nebulizado, pelo método dideoxi (Sanger 1977). Ambas as fitas foram sequenciadas.

-Análise filogenética: alinhamento de proteínas por CLUSTALV/W. Distâncias computadas por PROTDIST. Árvores montadas segundo algoritmos (FITCH e NEIGHBOUR) disponíveis no pacote PHYLIP e robustez testada por análise de bootstrap. Alternativamente, foram construídas árvores filogenéticas a partir de algoritmo de probabilidade máxima (PROTML), não havendo diferenças significativas entre elas.

RESULTADOS

Foram analisados os genomas mt de 3 fungos representativos das principais classes e de 1 pseudofungo:

- Allomyces macrogynus (Chytridiomycota)

- Schizosaccharomyces pombe (Ascomycota)

- Schizophyllum commune (Basidiomycota)

- Phytophthora infestans (Oomycota)

Allomyces macrogynus (Chytridiomycota)

Fungo filamentoso.

Vive em solo pantanoso nos trópicos.

Ciclo de vida: alternância entre fase gametofítica haplóide e esporofítica diplóide.

- mtDNA típico de fungo, em torno de 58 kb;

- Exceção: regiões intergênicas longas (>747 bp), ricas em G+C;

- transcrição unidirecional;

- sítio único de iniciação;

- emprego do código genético universal;

- 28 íntrons (26 grupo I, endonuclease + 2 grupo II, reverse transcriptase)

-Presença atípica de gene codificando proteína ribossomal (rps3);

- 4 ORFs únicas, sendo que uma delas (orf360) é parte de um elemento móvel;

- 80 elementos (26-79 bp) inseridos nos espaços intergênicos, íntrons e regiões variáveis dos genes rnl e rns (rRNAs).

Schizosaccharomyces pombe (Ascomycota)

Compreende as leveduras (Saccharomyces e Pichia) e os euascomicetos (Neurospora e Penicillium), entre outros.

- mtDNA compacto, pequeno (<20kb)

- regiões intergênicas curtas, (~220 bp), ricas em A+T;

- código genético universal (semelhança com Allomyces);

- transcrição unidirecional;

- 2 sítios de iniciação;

- ausência de genes codificantes das subunidades de NADH.

- Presença de 3 íntrons: cox1 contém 2 íntrons grupo I e cob 1 íntron do grupo II.

- Todos as 3 ORFs intrônicas estão em fase com o quadro de leitura do exon imediatamente upstream.

- os mRNAs mitocondriais de S. pombe podem ser eficientemente traduzidos in vitro, em um sistema de tradução em reticulócitos SEM a adição de mt tRNAs.

Schizophyllum commune (Basidiomycota)

-Distribuição global;

-Frutifica sobre galhos e troncos podres;

-Utilizado como modelo para estudos de mating-type, genética de fungos, fisiologia, etc.

- mtDNA típico de fungos, em torno de 50 kb;

-rico em A+T (78%);

- transcrição bidirecional;

-4 longas ORFs (a maior delas deve codificar um peptídeo de 1453 aa relacionado a uma RNA polimerase)

- outras 3 ORFs têm funções desconhecidas

- código degenerado: 20% dos triptofanos são codificados pelo códon UGA;

- AUSÊNCIA DE ÍNTRONS

- maior conjunto de tRNAs encontrado em fungos

Phytophthora infestans (Oomycota)

BASIDIOMICETO

Crinipellis perniciosa