ABSTRACT
RESUMEN El xilema secundario es el componente más abundante de la biomasa vegetal. Por tanto, conocer los genes que regulan su formación ayudaría a diseñar estrategias para el mejoramiento genético de la madera. Así, el objetivo de este trabajo fue realizar el análisis computacional de la estructura primaria y secundaria del factor de transcripción (FT) TgNACO1 de Tectona grandis, además de evaluar su historia evolutiva, dominios conservados y expresión génica en tejidos lignificados de árboles de 12 y 60 años. Para ello, se realizó una evaluación del potencial de interacción ion-electrón (PIIE), mediante el método del espectro de la información (MEI) utilizando la librería SFAPS de R-Project, seguido del modelamiento estructural utilizando el software MODELLER y visualizado mediante PyMol. Además, el análisis de alineamiento de secuencia múltiple y filogenia fue mediante el software Bioedit y MrBayes respectivamente. También se evaluó los niveles de síntesis del FT TgNACO1 mediante qRT-PCR. Como resultados, se evidenció que el FT mantiene una estructura (3-hoja antiparalela retorcida, que se compacta contra una a-hélice en la región N-terminal, teniendo así tres dominios a hélice y siete dominios (3 plegada. Asimismo, mediante el MEI se demostró que tiene alrededor de cinco funciones biológicas y mutaciones sobre los aminoácidos con mayor PIIE, lo que conlleva a evoluciones sobre las redes de regulación genética. Finalmente, el FT TgNACO1 podría presentar un papel fundamental en la organización y desarrollo de las partes que componen la albura, como las células radiales de la zona cambial, los vasos, fibras y los anillos de crecimiento.
ABSTRACT Secondary xylem is the most abundant component of plant biomass. Therefore, knowing the genes that regulate its formation would help to design strategies for wood genetic improvement. Thus, the objective of this work was to perform computational analysis of the primary and secondary structure of the TgNACO1 transcription factor (FT) of Tectona grandis, and to evaluate its evolutionary history, conserved domains and gene expression in lignified tissues of trees with 12 and 60 years old. For this, an ion-electron interaction potential (IEP) was evaluated using the information-spectrum method (IEM) using the R-Project and SFAPS library, followed by structural modeling using the MODELLER software and visualized by PyMol program. In addition, the analysis of multiple sequence alignment and phylogeny was performed using Bioedit and MrBayes software, respectively. We also evaluated the qRT-PCR levels of TgNACO1. As results, it was found that TgNACO1 maintains a twisted antiparallel 3-sheet structure, which is compacted against an a-helix in the N-terminal region, having three a-helix domains and seven folded ((-domains. Also, through the IEM, it was demonstrated that it has about five biological functions, and mutations on amino acids with higher IEP, which leads to evolutions on genetic regulation networks. Finally, the FT TgNACO1 could play an esential role in the organization and development of the parts that make up the sapwood, such as the radial cells of the cambial zone, the vessels, fibers and the growth rings.
ABSTRACT
Objetivo: Analizar las características moleculares y de variación de secuencias de las integrasas del HTLV-I y del VIH-1 y sus variantes poblacionales. Metodología: Análisis de secuencias y estructuras obtenidas de diferentes bases de datos; para ello se utilizaron programas computacionales de modelación de estructuras proteicas e identificación de sustituciones polimórficas en secuencias de aminoácidos de integrasas del HTLV-I y VIH-1 previamente reportadas. Materiales y métodos: Tanto la integrasa del HTLV-I como la del VIH-1 son proteínas compuestas por 288 residuos de aminoácidos. Se encontró un parecido de estructuras terciarias entre los dominios catalíticos de las IN de VIH-1, ASV y RSV con la del HTLV- I. A partir de 103 secuencias completas de la integrasa del VIH-1 se registraron, en 46 codones, un total de 53 sustituciones que se localizaron en diferentes posiciones de la proteína nativa; las más frecuentes fueron: N27G (32,1%), A265V (30,1%), L101I (31,1%) y T123A (27,0%). Ninguna de las sustituciones más frecuentemente encontradas generó un cambio en el plegamiento nativo de la correspondiente región. Conclusión: La estructura tridimensional del dominio central catalítico de la integrasa condicionaría su actividad y su relación con moléculas potencialmente inhibidoras. Las sustituciones observadas fueron neutrales sin alterar la estructura nativa. Los resultados obtenidos confirman que la integrasa es un nuevo y promisorio blanco para el desarrollo de terapias antirretrovirales más efectivas en el siglo XXI...
Objective: To analyze the molecular characteristics and aminoacid sequence variations of HTLV-I and of HIV-1 integrases and their population variants. Materials and methods: Data mining and analysis of integrase sequences and protein structure data bases by using appropriate software for modelling and search for polymorphic substitutions in HTLV-I and HIV-1 integrase amino acid sequences previously reported. Results: HTLV-I and HIV-1 integrases are proteins of 288 amino acid residues. Structural modeling of tertiary folding of HTLV-I integrase catalytic central domains, showed closed structural characteristic with those of HIV-1, ASV and RSV. From 103 full amino acid sequences of HIV-1 integrase, 53 substitutions located in 46 different codons were recorded. The more frequents correspond to N27G (32,1%), L101I (31,1%), A265V (30,1%) and T123A (27,0%). None of these frequent substitutions introduced changes in the folding of HIV-1 native integrase. Conclusion: The tridimensional structure of central catalytic domain would influence the integrase activity and its relationship with potentially inhibitory molecules. Those observed aminoacid substitutions were neutral and do not alter the native protein structure. Our data confirm those previously published, and enable us to propose that IN is a new and promissory target for develop more effective antiviral therapies in the XXI century...