FilogeniaFilogenia, , EvoluçãoEvolução e o e o EstudoEstudo de de PatógenosPatógenos ViraisVirais
Atila Iamarino
http://scienceblogs.com.br/rainha/
Resumo
1. Conceito evolução
2. Mecanismos Evolutivos• Mutação
• Migração
• RecombinaçãoRecombinação
• Deriva Genética
• Seleção Natural
3. Biologia evolutiva como ferramenta para o estudo de patógenos (exemplos)
1. Evolução
Conceito:
Variação na frequência alélica entre uma
geração e outra
Geração 1 Geração 2 Geração 3 Geração 4
2. Mecanismos evolutivos: Mutação
Geração 1 Geração 2 Geração 3 Geração 4
Mutação
2. Mecanismos evolutivos: Migração
População 1
População 2
Geração 1 Geração 2 Geração 3 Geração 4
2. Mecanismos evolutivos: Recombinação
2. Mecanismos evolutivos: Deriva
Time para fixação~4N gerações
Origem do alelo(1ª geração)
2. Mecanismos evolutivos: Deriva
2. Mecanismos evolutivos: Seleção
• Organismos diferem em sua habilidade de sobreviver e se reproduzir, devido principalmente a diferenças genéticas entre os indivíduos.
• A cada geração os indivíduos que sobrevivem e se replicam/reproduzem mais eficientemente, contribuem mais na replicam/reproduzem mais eficientemente, contribuem mais na formação da proxima geração.
• A seleção atua somente em caracteres herdáveis.
2. Mecanismos evolutivos: Seleção
3. Exemplos: Taxa mutação
• Bactéria & vírus de DNA:~ 0.003 mutações por genoma, por replicação~10-7 to 10-9 substituições/sítio/ano
• Eucariotos:~ 0.01 mutações por genoma, por replicação~10-8 to 10-9 substituições/sítio/ano~10-8 to 10-9 substituições/sítio/ano
• vírus de RNA:~ 1 mutação por genoma, por replicação (sem mecanismo reparo)~10-3 to 10-4 substituições/sítio/ano
3. Exemplos: Seleção positiva
• Comparação da taxa de substituição sinônima (dS) e não sinônima (dN) por sítio (dN/dS = ω):
Ser Met Leu Gly GlySeq 1: TCA ATG TTA GGG GGA
† * † † **Seq 2: TCGATA CTA GGTATA
Ser Ile Leu Gly IleSer Ile Leu Gly Ile†substituição sinônima *substituição não sinônima
dN/dS < 1.0 = seleção purificadora dN/dS ~ 1.0 = seleção neutra (drift) dN/dS > 1.0 = seleção positiva
3. Exemplos: filogenias contém história
Sironen et al. (2001):
Taxa de substituição ~1x10-7!!
Imunidade cruzada efetiva
Grenfell et al. (2004) Science 303 327-332
3. Exemplos: filogenias contém história
Sironen et al. (2001):
Taxa de substituição ~1x10-7!!
Imunidade cruzada parcial
Grenfell et al. (2004) Science 303 327-332
3. Exemplos: filogenias contém história
Sironen et al. (2001):
Taxa de substituição ~1x10-7!!Sem imunidade cruzadaGrenfell et al. (2004) Science 303 327-332
3. Exemplos: Grupos antigênicos
Sironen et al. (2001):
Taxa de substituição ~1x10-7!!Smith et al. (2004). Science 305, 371-376
3. Exemplos: Rearranjo em influenza
Sironen et al. (2001):
Taxa de substituição ~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-evolução em Hantavirus
3. Exemplos: coalescência
Coalescência
Atualmente
Most Recent Common Ancestor
(MRCA)
De volta ao MRCA
3. Exemplos: HIV e HCV na Líbia
Sironen et al. (2001):
Taxa de substituição ~1x10-7!!De Oliveira et al. (2006) Nature 444, 836-837
3. Exemplos: Origem do HIV-1
Sironen et al. (2001):
Taxa de substituição ~1x10-7!!Korber et al. (2000) Science 288, 1789-1796
