Regiões Conservadas Responsáveis pela Homeostase de Metais

Resumo

Alguns metais como Cobre (Cu+2) e Zinco (Zn+2) são necessários para o crescimento e desenvolvimento das plantas. Porém em excesso, esses metais podem produzir toxidez e inibição no crescimento de espécies vegetais. A intoxicação resultante da ação do metal pesado, pode inibir a atividade celular ou romper a estrutura da célula devido à sua interferência sobre um elemento essencial. As plantas necessitam de mecanismos para absorver os metais pesados, e atender a demanda para o crescimento e desenvolvimento, e também evitar a toxicidade pelo excesso de metal, pois ambas as situações são responsáveis por várias disfunções nutricionais que afetam a sua fisiologia. Algumas plantas, assim como outros organismos, desenvolveram um complexo mecanismo de homeostase para minimizar os efeitos deletérios de metais pesados, controlando a absorção, acumulação e translocação no tecido vegetal. Assim, a análise de regiões conservadas ou motivos tornam-se uma alternativa para estudos de conservação genética e análise das sequências envolvidas na homeostase. O objetivo deste trabalho é identificar nas sequências do genoma de Physcomitrella patens Hedw. prováveis regiões conservadas que estejam envolvidas na homeostase de metais, através de métodos computacionais. Foram analisadas cinco sequências homólogas de genes FRO (Ferric Reductase Oxidase) em diferentes espécies vegetais e comparadas com prováveis sequências de P. patens obtidas por meio de alinhamento local (BLAST). Para cada sequência três motivos foram identificados, com o auxílio do programa MEME (Multiple Em for Motif Elicitation). A partir dessas, foi utilizado a função TOM TOM (Motif Comparison Tool) para analisar se os motivos encontrados estão reconhecidamente relacionados a genes responsáveis por homeostase de metais em plantas. Foram encontrados vinte e oito motivos envolvidos na homeostase de metais, todos identificados como ligantes de metais do tipo Zinc-coordinator. A versatilidade das características físico-químicas do zinco constitui a base de sua extensa participação no metabolismo de proteínas, ácidos nucléicos, carboidratos, lipídios e, mais recentemente, tornou-se uma importante via de investigação na elucidação de mecanismos biológicos fundamentais. Portanto, a compreensão desses motivos, podem ainda auxiliar no tratamento de doenças causadas por esses metais em seres humanos. No decorrer da evolução, todos os seres vivos desenvolveram mecanismos que os permitiram regular os níveis intracelulares de metais tóxicos essenciais, sendo que algumas espécies se tornaram mais eficientes neste processo. Como as espécies vegetais estão cada vez mais sujeitas ao aumento de metais pesados de origem antrópica a descoberta de motivos envolvidos na homeostase que influenciam a expressão desses genes podem ser a chave para identificar elementos regulatórios, sendo o uso de ferramentas computacionais uma excelente ferramenta para a detecção de motivos.