FilogeniaFilogenia,, Evolução Evoluçãoe o e o ... · Resumo 1. Conceito evolução 2. Mecanismos Evolutivos • Mutação • Migração • Recombinação • Deriva Genética

FilogeniaFilogenia, , EvoluoEvoluo e o e o EstudoEstudo de de PatgenosPatgenos ViraisVirais

Atila Iamarino

atila@usp.br

http://scienceblogs.com.br/rainha/

Resumo

1. Conceito evoluo

2. Mecanismos Evolutivos Mutao

Migrao

RecombinaoRecombinao

Deriva Gentica

Seleo Natural

3. Biologia evolutiva como ferramenta para o estudo de patgenos (exemplos)

1. Evoluo

Conceito:

Variao na frequncia allica entre uma

gerao e outra

Gerao 1 Gerao 2 Gerao 3 Gerao 4

2. Mecanismos evolutivos: Mutao

Gerao 1 Gerao 2 Gerao 3 Gerao 4

Mutao

2. Mecanismos evolutivos: Migrao

Populao 1

Populao 2

Gerao 1 Gerao 2 Gerao 3 Gerao 4

2. Mecanismos evolutivos: Recombinao

2. Mecanismos evolutivos: Deriva

Time para fixao~4N geraes

Origem do alelo(1 gerao)

2. Mecanismos evolutivos: Deriva

2. Mecanismos evolutivos: Seleo

Organismos diferem em sua habilidade de sobreviver e se reproduzir, devido principalmente a diferenas genticas entre os indivduos.

A cada gerao os indivduos que sobrevivem e se replicam/reproduzem mais eficientemente, contribuem mais na replicam/reproduzem mais eficientemente, contribuem mais na formao da proxima gerao.

A seleo atua somente em caracteres herdveis.

2. Mecanismos evolutivos: Seleo

3. Exemplos: Taxa mutao

Bactria & vrus de DNA:~ 0.003 mutaes por genoma, por replicao~10-7 to 10-9 substituies/stio/ano

Eucariotos:~ 0.01 mutaes por genoma, por replicao~10-8 to 10-9 substituies/stio/ano~10-8 to 10-9 substituies/stio/ano

vrus de RNA:~ 1 mutao por genoma, por replicao (sem mecanismo reparo)~10-3 to 10-4 substituies/stio/ano

3. Exemplos: Seleo positiva

Comparao da taxa de substituio sinnima (dS) e no sinnima (dN) por stio (dN/dS = ):

Ser Met Leu Gly GlySeq 1: TCA ATG TTA GGG GGA

* **Seq 2: TCGATA CTA GGTATA

Ser Ile Leu Gly IleSer Ile Leu Gly Ilesubstituio sinnima *substituio no sinnima

dN/dS < 1.0 = seleo purificadora dN/dS ~ 1.0 = seleo neutra (drift) dN/dS > 1.0 = seleo positiva

3. Exemplos: filogenias contm histria

Sironen et al. (2001):

Taxa de substituio ~1x10-7!!

Imunidade cruzada efetiva

Grenfell et al. (2004) Science 303 327-332

3. Exemplos: filogenias contm histria

Sironen et al. (2001):

Taxa de substituio ~1x10-7!!

Imunidade cruzada parcial

Grenfell et al. (2004) Science 303 327-332

3. Exemplos: filogenias contm histria

Sironen et al. (2001):

Taxa de substituio ~1x10-7!!Sem imunidade cruzadaGrenfell et al. (2004) Science 303 327-332

3. Exemplos: Grupos antignicos

Sironen et al. (2001):

Taxa de substituio ~1x10-7!!Smith et al. (2004). Science 305, 371-376

3. Exemplos: Rearranjo em influenza

Sironen et al. (2001):

Taxa de substituio ~1x10-7!!Holmes et al. (2005) PLoS Biology 3(9), e300

3. Exemplos: Dengue 4 no Brasil

DENV4

(2008)

Figueiredo et al. (2008) EID 14(4)

3. Exemplos: Dengue 4 no Brasil

DENV4

(2008)

Melo et al. (2009) PLoS Neg Trop Disease (3), e390

3. Exemplos: Co-evoluo em Hantavirus

3. Exemplos: coalescncia

Coalescncia

Atualmente

Most Recent Common Ancestor

(MRCA)

De volta ao MRCA

3. Exemplos: HIV e HCV na Lbia

Sironen et al. (2001):

Taxa de substituio ~1x10-7!!De Oliveira et al. (2006) Nature 444, 836-837

3. Exemplos: Origem do HIV-1

Sironen et al. (2001):

Taxa de substituio ~1x10-7!!Korber et al. (2000) Science 288, 1789-1796