Análise filogenética da família multigênica da catalase em angiospermas e expressão in silico na espécie Zea mays

As plantas desenvolveram, ao longo da evolucao, estrategias para mitigar os efeitos negativos dos estresses ambientais aos quais estao expostas. Dentre essas estrategias, o desenvolvimento de um sistema antioxidante desempenha uma funcao primordial em lidar com moleculas ou radicais livres nocivos a celula. A catalase e uma enzima que faz parte dessa linha de defesa, metabolizando o H2O2, que em concentracoes elevadas causa efeitos danosos as celulas. Em plantas, geralmente a catalase e codificada por uma familia multigenica de ate tres genes. Entretanto, a distribuicao, bem como a funcao fisiologica de cada membro genico ainda sao temas pouco compreendidos. Dessa forma, esse trabalho objetivou analisar a estrutura e distribuicao filogenetica dos genes da catalase em angiospermas bem como a sua funcionalidade (expressao) em diferentes tecidos durante o desenvolvimento e condicoes de estresse em milho. Os genes da catalase foram anotados e as sequencias de cDNA obtidas foram utilizadas para construcao da arvore filogenetica atraves da metodologia Bayesiana e tambem para determinacao da estrutura genica. A expressao genica foi avaliada em dados transcriptomicos (in silico) de milho atraves da ferramenta HTSeq. A partir da analise filogenetica quatro subfamilias da catalase foram identificadas em angiospermas (CAT2, CAT3, CAT1 e CAT4). As duas primeiras encontradas somente em especies de monocotiledoneas, a terceira compartilhada por ambas as classes e a ultima encontrada somente em eudicotiledoneas. Os dados de estrutura genica sugerem que a evolucao dos genes ocorreu atraves de, predominantemente, eventos de delecao de introns e por meio de duplicacao. A analise de expressao revelou que os genes cat2 e cat3 sao expressos na raiz em condicao de estresse osmotico e sob ataque de fungo, respectivamente. Ambos os genes apresentaram expressao no grao germinado e em tecido foliar maduro. Ja o gene cat1 foi expresso somente em tecidos reprodutivos. Os genes da catalase em milho possuem expressao dependente do tecido e do estagio de desenvolvimento da planta. Os dados obtidos nesse trabalho contribuem para elucidar a distribuicao evolutiva dos genes da catalase em plantas, gerando informacoes para se estabelecer uma classificacao mais ampla buscando inter-relacao entre filogenia, estrutura e funcao genica.