Análise de codons bias em genes Ferric Reductase Oxidase (FROs) em Physcomitrella patens (Hedw.)

Resumo

O metabolismo do ferro é complexo sob um balanço homeostático, representando dois problemas para as plantas como a deficiência e toxidez devido aos problemas de solubilidade, assim muitas plantas desenvolveram diferentes estratégias para aumentar a captação e o transporte deste nutriente. Absorção e transporte de ferro nas plantas são controladas por um grupo de famílias gênicas podendo ser destacadas as Iron Regulated Transporter (IRT), Ferric Redectase Oxidase (FRO), Nicotinamide synthase (NAS), Yellow Stripe-Like (YSL) e Natural Resistance-Associated Macrophage Protein (NRAMP). Os genes da família FRO codificam na membrana plasmática ligada ao Fe3+ uma redutase, que reduz quelatos Fe3+ a a forma solúvel Fe2+, tornando os íons disponíveis para absorção pelas plantas. A função de FRO no metabolismo do ferro em plantas tem sido verificada em várias espécies como arroz, milho, sorgo, pópulus, entre outras. Considerando que a Physcomitrella patens (Hedw.) Bruch. & Schimp, é uma espécie de musgo que vem sendo muito estudada e atualmente conta com o seu genoma completamente sequenciado, os dados genômicos desta espécie podem ser úteis para a realização de estudos comparativos entre genes FRO em diferentes espécies de plantas. Sequencias de genes FRO de espécies de plantas modelo, incluindo P. patens, foram obtidas no GenBank e submetidas para análise da códon usage com o auxílio do programa GCUA usage. Os resultados obtidos foram submetidos a análise gráfica heatmap na plataforma CIMminer (discover.nci.nih.gov/cimminer/). O mesmo procedimento foi realizado utilizando um banco de dados de sequencias expressas (EST) de P. patens, com o intuito de verificar se a codon usage desta espécie seria distinta daquela observada nos homólogos dos genes FRO em plantas. De acordo com a matriz gerada os aminoácidos mais freqüentes nos transcritos de genes FRO em plantas são Leucina, Seratonina, Valina, Alanina e Glicina. Comparando os códons que expressam estes aminoácidos e o codon-bias das regiões expressas de P. patens é possível visualizar a similaridade de códon preferenciais em gene responsáveis pela homoestase do ferro e as demais regiões expressas no genoma de uma planta inferior como P. patens, o que sugere uma possível relação ortóloga destes genes desde a linhagem mais basal até a mais derivada das linhagens evolutivas de plantas terrestres. Agradecimentos: INCT-APA, CAPES.