Aproximación in silico a la evolución de la familia de genes que conforman el receptor ionotrópico de glutamato en cuatro especies de primates / In silico approach to the evolution of ionotropic glutamate receptor gene family in four primate species / Aproximação In silico á evolução da família de genes que compõem o receptor ionotrópico de Glutamato em quatro espécies de primatas

RESUMEN

El hombre como especie posee un cerebro único en capacidades de análisis por su estructura y patrones de organización que presumiblemente son la base de la inteligencia y la habilidad de manipular el entorno. Adicionalmente, el desarrollo y la evolución del cerebro responden los procesos genéticos subyacentes. Objetivo. Presentar una aproximación al proceso evolutivo de los iGluR con el método filogenético de máxima verosimilitud (ML) y bayesiano (By). Materiales y métodos. Para lo cual se emplean métodos in silico que permiten plantear un modelo de evolución molecular y el reconocimiento cualitativo de los bloques de sintenia, para estos genes en las especies de primates (chimpancé, orangután, mono rhesus y hombre). Resultados. El Glutamato es el principal neurotransmisor y juega un papel importante en la plasticidad neuronal y la neurotoxicidad. La neurotransmisión vía glutamato es mediada por los receptores ionotrópicos de Glutamato (iGluR) tipo NMDA y no-NMDA (AMPA y KA). Se tiene que por cada inferencia filogenética obtenida, se confirma que los iGluR de los mamíferos podrían haber evolucionado a partir de un mecanismo más primitivo de señalización, por lo cual se presentan agrupaciones similares entre algunas especies de primates con roedores. Conclusión: Las secuencias de NR-2 han permanecido en una selección purificadora, y que la escala de divergencia neutral es más rápida en los primates que en los roedores; sin embargo es necesario aplicar otros estudios para confirman estas teorías de evolución.

ABSTRACT

Man as a species has a brain unique in analysis capabilities due to its structure and organizational patterns that are presumably the basis of intelligence and the ability to manipulate the environment. Additionally, the development and evolution of the brain respond underlying genetic processes. Objective. To present an approach to the evolutionary process of the iGluR with the maximum likelihood (ML) and Bayesian (By) phylogenetic analysis methods. Materials and methods. we used in silico methods to propose a model of molecular evolution and to do a qualitative recognition of synteny blocks for these genes in different species of primates (chimpanzee, orangutan, rhesus monkey and man). Results. Glutamate is the main neurotransmitter and plays an important role in neuronal plasticity and neurotoxicity. Neurotransmission via glutamate is mediated by ionotropic glutamate receptors (iGluR) NMDA type and non-NMDA type (AMPA and KA). For every phylogenetic inference, we confirmed that the iGluRs of mammals could have evolved from a primitive signaling mechanism, thus explaining similar clusters between some species of primates and rodents. Conclusion. The NR-2 sequences have been exposed to a purifying selection, and the neutral level of divergence is faster in primates than in rodents, however further studies are needed to confirm these theories of evolution.

RESUMO

O homem como espécie tem um cérebro único em capacidades de análise por sua estrutura e padrões de organização que, presumivelmente, são a base da inteligência e da capacidade de manipular o meio ambiente. Além ao desenvolvimento e a evolução do cérebro, respondem os processos genéticos subjacentes. Objetivo. Apresentar uma aproximação ao processo evolutivo dos iGluR com o método filogenético de máxima verossimilhança (ML) e bayesiano (By.) Materiais e métodos. Foram empregados métodos in silico que permitem apresentar um modelo de evolução molecular e o reconhecimento qualitativo dos blocos de sintenia, para estes genes das espécies de primatas (chimpanzé, orangotango, o macaco rhesus e o homem). Resultados. O Glutamato é o principal neurotransmissor e desempenha um importante papel na plasticidade neuronal e na neurotoxicidade. A neurotransmissão via Glutamato é mediada pelos receptores ionotrópicos de Glutamato (iGluR) do tipo NMDA e no-NMDA (AMPA e KA). Foi observado que por cada inferência filogenética obtida, confirmase que os iGluR dos mamíferos poderiam ter evoluído a partir de um mecanismo mais primitivo de sinalização, pelo qual se apresentam agrupações semelhantes entre algumas espécies de primatas com roedores. Conclusão. As seqüências de NR-2 têm permanecido numa seleção purificadora, e que a escala de divergência neutral é mais rápida em primatas do que em roedores; embora, é necessario realizar outras pesquisas para confirmar estas teorias da evolução.