A Bioinformática emerge como uma área do conhecimento interdisciplinar associando saberes de Ciências da Computação e Biologia Molecular, originalmente impulsionada pelos avanços no entendimento das moléculas de ADN e na evolução das ferramentas computacionais. Embora a Bioinformática venha sendo amplamente indispensável em diversos setores da sociedade contemporânea, sua inserção no ensino de Ciências e Biologia ainda é bastante limitada e incipiente. De fato, as diretrizes curriculares no Brasil ainda não tem previsto a abordagem dessa temática em seus planejamentos, o que sinaliza a necessidade de atualização da Base Nacional Comum Curricular para incorporar esta disciplina emergente. Desta forma, o presente artigo objetivou apresentar subsídios relevantes acerca do potencial da Bioinformática como complemento curricular essencial à melhoria no processo de aprendizagem no ensino de Ciências e Biologia. Embora haja uma carência de estudos sobre a aplicação da Bioinformática como recurso didático nas escolas brasileiras, algumas poucas experiências pioneiras têm demonstrado o potencial dessa abordagem para a aquisição de letramento acadêmico na educação. Sendo assim, o emprego de ferramentas de Bioinformática pelos docentes poderá concretamente auxiliar discentes a adquirir um melhor entendimento das relações estrutural e funcional entre as biomoléculas essenciais - ADN, ARN, proteínas – e suas implicações à manutenção e sobrevivência celular. Assim, o presente artigo pretende abrir um espaço de reflexão sobre a necessidade de atualização dos componentes curriculares frente às exigências oriundas das transformações sociais e tecnológicas atuais.

The pineal melatonin (N-acetyl-5-methoxytryptamine) is a molecule associated in a way or another with probably all physiological systems, aiming to fulfil its functional integrative roles in central nervous system activity, sleep and wakefulness cycles, energy metabolism and thermoregulation, immune, reproductive, endocrine, cardiovascular, respiratory and excretory systems. Within this context, the present study aimed to assess in silico the formation of complexes between ligand melatonin and other potential receptor proteins by molecular docking analyses. The main steps established in this experimental procedure were: a) search and selection of the 3D structure of the melatonin from DrugBank; b) search and selection of 3D structures of other target receptor proteins using STRING, protein BLAST and database PDB; and c) formation of the complexes between melatonin and receptors selected using AutoDock4.0 server by molecular docking analyses. High reliability score and significant similarity were only identified between type 1B melatonin and alpha-2A adrenergic receptor. Thus, molecular docking assays were carried out using ligand melatonin and crystallographic structures of the alpha-2A adrenergic receptor coupled to an antagonist (ID PDB 6kux) and a partial agonist (ID PDB 6kuy) available in the database PDB. Binding energy values of -6.79 and -6.98 kcal/mol and structural stability by non-covalent intermolecular interactions were predicted during the formation of complexes between melatonin and alpha-2A adrenergic receptor 6kux and 6kuy, respectively. In this way, the findings described in current study may indicate strong interactions between melatonin and adrenoceptors, suggesting its possible partial agonist effect on the activation of the alfa-2A adrenergic receptor.

Dados moleculares de diferentes espécies gerados a partir de análises de sequenciamento da molécula de DNA têm permitido decifrar características estruturais de segmentos gênicos e de seus produtos proteicos, bem como estabelecer suas interações e funções biológicas em torno da natureza do material genético e suas reais correlações com diversas patologias. Dentre as grandes atribuições associadas ao desenvolvimento das ferramentas de Bioinformática, destaca-se a criação dos bancos de dados de informação biológica, atuando como repositório de milhares de sequências de biomoléculas com reais aplicações ao diagnóstico molecular e a procedimentos terapêuticos individualizados. Assim, a presente revisão narrativa de artigos científicos objetivou descrever alguns dos principais bancos de dados de informação biológica disponíveis para a busca, a seleção e a análise detalhada da estrutura e função de biomoléculas de interesse. Onze artigos em idioma inglês, que tratavam especificamente da temática proposta, foram selecionados no período de 2000 a 2017, a partir das informações contidas nos bancos de dados computadorizados Pubmed/MEDLINE, Science Direct e Scielo. Visto que em um futuro próximo todas as sequências de genes, contendo informações cruciais para o diagnóstico e prognóstico molecular, estarão decifradas e depositadas em bancos de dados disponíveis eletronicamente com acesso ilimitado e irrestrito, os artigos discutidos nessa revisão narrativa disseminam conhecimento básico e aplicado em Bioinformática, uma área ainda desconhecida e pouco explorada por graduandos e profissionais da área da Saúde.

The present study aimed to assess the in vitro growth rate of the C. violaceum wild type strain ATCC12472 when exposed to the compound paraquat dichloride hydrate, one of the most herbicides largely employed in agriculture around the world. The bacterium was monitored using spectrophotometry to estimate the growth rate of bacterial inocula incubated in a nutrient broth medium containing the compound paraquat at different concentrations. Moreover, the number of viable bacteria cells in the samples was also estimated based on colony-forming units on the nutrient broth agar. Results showed that the compound paraquat promoted significant decreases in the growth rate of the C. violaceum bacterium in response to incubation time and dose tested. Significantly lower values of bacterial growth were also corroborated by counting the total number of colony-forming units at final concentrations of 100 (<104 CFU) and 1,000 µg mL-1 (<102 CFU) in comparison to control and 0 µg mL-1 (>108 CFU) on the nutrient broth agar. Thus, the findings described herein report the effects of the compound paraquat dichloride hydrate on the in vitro growth rate of a C. violaceum wild type strain.

The major capsid protein L1 constitutes the entire exterior surface of the stabilized mature human papillomavirus (HPV), mediating initial attachment to host tissues or cells, and become pliable enough to ultimately allow release of the viral genome into a new target cell. The purpose of this study was to infer evolutionary relationships among different variable-risk HPV genotypes from comparative alignments of multiple sequences of the protein L1 deposited previously in biological information database. First, sequences of the protein L1 of 20 HPV genotypes were searched and selected from a non-redundant protein sequence database UniProtKB/Swiss-Prot. Next, a phylogenetic dendogram was constructed by comparing multiple sequences of the protein L1 using molecular evolutionary genetics analyses by Mega software. The dendogram generated from comparative alignments of the L1 protein sequences of different HPV types revealed the presence of two main clusters: a first cluster containing 12 HPV types linked intimately in several sub-branches and a second cluster grouping 8 HPV types linked in another sub-branches. Evolutionary groupings generated from L1 capsid protein sequences of variable-risk HPV genotypes demonstrated weak association between pathogenicity and phylogenetic proximity in the types analyzed, accompanied by low identity among their amino acid residues. The findings described herein reveal important insights into evolutionary patterns and phylogenetic relationships among variable-risk HPV genotypes for malignant conversion of virally infected cells from multiple alignments of the major viral capsid protein L1.

O objetivo do presente estudo foi investigar as relações filogenéticas entre vertebrados a partir de diferenças na natureza química dos resíduos de aminoácidos da proteína homeótica HoxA por análises comparativas de alinhamentos múltiplos. Após a busca e seleção das sequências da proteína HoxA de 18 animais em um banco de dados de informação biológica, alinhamentos múltiplos de seus resíduos foram efetuados empregando o programa Clustal Omega, seguido pela construção de um dendograma para inferir as relações filogenéticas entre as espécies selecionadas. Análises comparativas dos alinhamentos múltiplos revelaram alta conservação estrutural com valor de identidade máxima de 35,593% entre os aminoácidos da proteína HoxA de distintos vertebrados. Além disso, o dendograma das relações filogenéticas demonstrou o agrupamento dos vertebrados selecionados dispostos em diferentes sub-ramos, onde animais com alta proximidade evolutiva foram intimamente agrupados em alguns sub-ramos, tais como: camundongo e ratazana (0,02) e homem e chimpanzé (0,01). Entretanto, divergências evolutivas em animais com alta proximidade evolutiva também foram observadas com o agrupamento de peixe-zebra (0,46), tubarão chifre (0,17) e celacanto (0,15) em ramos mais divergentes. Assim, conservação estrutural e proximidade filogenética descritas no presente estudo fornecem subsídios acerca da história evolutiva de vertebrados com base nas relações filogenéticas geradas a partir de alinhamentos múltiplos de aminoácidos da proteína HoxA de diferentes animais.

O presente estudo teve como objetivo maximizar a amplificação in vitro de amostras de DNA genômico extraídas a partir de micro-organismos típicos da microbiota ruminal. Diferentes concentrações de amostras de DNA genômico isoladas a partir líquido ruminal foram empregadas como fitas moldes em reações de amplificação na presença de iniciadores específicos para o gene do RNA ribossomal 16S. Um produto amplificado de aproximadamente 500pb foi visualizado em eletroforese em géis de agarose. Baixa eficiência de amplificação com a presença de produtos não-específicos de amplificação foi verificada nas PCRs realizadas na presença de DNA genômico variando de 19,2 a 40ng. Produtos de amplificação foram exclusivamente detectados com maior intensidade e alta especificidade nas amostras de DNA genômico contendo as menores quantidades de fita-molde de 0,8 a 1,6ng. Ausência de sinal de amplificação foi verificada nas reações de PCRs contendo maiores quantidades de DNA genômico variando de 98 a 200ng. Assim, amostras de DNA mais concentradas demonstraram baixa eficiência e especificidade de amplificação em comparação às amostras menos concentradas de fitas moldes. Desta forma, os resultados descritos nesse estudo evidenciam que concentrações de DNA inferiores às quantidades geralmente recomendadas nos protocolos convencionais produziram amplicon com alta especificidade nas reações de amplificação, empregando como fitas moldes DNA genômico isolado a partir de microbiota ruminal. As descobertas descritas nesse estudo apresentam uma estratégia acessível para amplificar in vitro fragmentos de DNAs genômicos ruminais provenientes de complexas comunidades microbianas.

The current study aimed to assess whether the A122V causal polymorphism promotes alterations in the functional and structural proprieties of the CXC chemokine receptor type 1 protein (CXCR1) of cattle Bos taurus by in silico analyses. Two amino acid sequences of bovine CXCR1 was selected from database UniProtKB/Swiss-Prot: a) non-polymorphic sequence (A7KWG0) with alanine (A) at position 122, and b) polymorphic sequence harboring the A122V polymorphism, substituting alanine by valine (V) at same position. CXCR1 sequences were submitted as input to different Bioinformatics' tools to examine the effects of this polymorphism on functional and structural stabilities, to predict eventual alterations in the 3-D structural modeling, and to estimate the quality and accuracy of the predictive models. The A122V polymorphism exerted tolerable and non-deleterious effects on the polymorphic CXCR1, and the predictive structural model for polymorphic CXCR1 revealed an alpha helix spatial structure typical of a receptor transmembrane polypeptide. Although higher variations in the distances between pairs of amino acid residues at target-positions are detected in the polymorphic CXCR1 protein, more than 97% of the amino acid residues in both models were located in favored and allowed conformational regions in Ramachandran plots. Evidences has supported that the A122V polymorphism in the CXCR1 protein is associated with increased clinical mastitis incidence in dairy cows. Thus, the findings described herein prove that the replacement of the alanine by valine amino acids provokes local conformational changes in the A122V-harboring CXCR1 protein, which could directly affect its post-translational folding mechanisms and biological functionality.

O objetivo deste estudo foi estimar o polimorfismo genetico de populacoes nativas de lambaris Astyanax sp. B oriundos de quatro localidades do Rio Iguacu (Estado do Parana, Brasil): areal Agua Azul (AA: 25o47´34´´S/50o11´34´´W), Rio Piraquara (PIR: 25o30´10´´S/49o01´25´´W), Rio Passauna (PAS: 25 0 15’20´´S/49 0 25’15´´W) e Zoologico Municipal de Curitiba (ZOO: 25o33´12´´S/49o13´58´´N). Polimorfismos geneticos foram estimados a partir do DNA genomico extraido de especimes de cada localidade na presenca de primers universais em reacoes de amplificacao aleatoria PCR-RAPD. Com o auxilio do programa NTSYS versao 2.02 foram construidas matrizes de similaridade a partir do coeficiente de Jaccard (J), alem da construcao de um fenograma empregando o algoritmo de agrupamento UPGMA. A caracterizacao molecular das populacoes de lambaris de diferentes localizacoes do Rio Iguacu demonstrou um padrao eletroforetico altamente polimorfico nas analises de PCR-RAPD, totalizando 165 caracteres, sendo 157 polimorficos (95,2%) e 8 monomorficos (4,8%). O fenograma de similaridade genetica gerou a separacao dos individuos em quatro grupos distintos com individuos do ZOO, PAS e AA agrupados em uma similaridade variando de 27 a 90%; e os do PIR apresentando o maior distanciamento genetico (25%) em relacao ao demais. O uso desses marcadores permitiu caracterizar polimorfismos suficientes para discriminar populacoes de lambaris com intensa diferenciacao genetica, sem estarem fortemente conectadas por fluxo genico nem mesmo apresentarem tendencia de homogeneizacao genetica entre as mesmas. Os resultados apresentados no presente estudo reforcam a importância do uso da tecnica de PCR-RAPD como uma ferramenta eficaz para estimar a diferenciacao molecular entre populacoes nativas de lambaris.

Introdução: Os mecanismos de adaptação ao estresse são caracterizados por uma resposta celular de emergência acionada especialmente em células e organismos expostos a diferentes agentes estressantes, promovendo a síntese acentuada de um grupo de proteínas altamente conservadas, denominadas proteínas de choque térmico (Hsps) ou proteínas de estresse. Inúmeros relatos têm discorrido sobre a crucial atuação desses polipeptídeos nos eventos de citoproteção em células e organismos estressados e nos mecanismos moleculares envolvidos no enovelamento correto de cadeias peptídicas lineares recém-sintetizadas. Na última década, um melhor entendimento das propriedades e das funções atribuídas às Hsps vem despertando um especial interesse em estabelecer uma estreita correlação entre variações significativas nos níveis plasmáticos de distintas Hsps e o diagnóstico precoce de múltiplas patologias. Objetivo: Frente a esse cenário, a presente revisão de artigos científicos objetivou relatar o estado da arte acerca do papel crucial das proteínas de choque térmico como potenciais biomarcadores ao prognóstico e ao diagnóstico de graves distúrbios fisiopatológicos. Metodologia: vinte e três artigos em idioma inglês, que tratavam especificamente da temática proposta, foram selecionados no período de fevereiro a agosto de 2014, utilizando informações contidas em distintos bancos de dados computadorizados, tais como: Pubmed/MEDLINE, Science Direct e Scielo. Conclusões: Os artigos discutidos fornecem animadoras evidências experimentais ao efetivo emprego das proteínas de choque térmico como uma ferramenta adicional para maximizar procedimentos rotineiros na clínica médica, visando o prognóstico e diagnóstico de distintas patologias, além das moléculas alvos rotineiramente empregadas para tais fins.

The aim of this study was to evaluate functionally the effect of plumbagin on the heterologous expression of a predicted promoter region of open reading frames of paraquat-inducible (pqi) genes revealed during genome annotation analyses of the bacterium Chromobacterium violaceum . First, the promoter of interest was amplified using specific primers and cloned into a conjugative vector carrying the Escherichia coli lacZ gene without a promoter. The heterologous expression of the predicted promoter region was then examined in the presence of 50 µg/mL plumbagin by β-galactosidase expression assays. Significant differences were detected in the levels of β-galactosidase as a result of the activation of the promoter region of interest in response to plumbagin at the concentration tested. On the other hand, no growth of the wild strain of C. violaceum was found during its incubation in nutrient broth medium containing different concentrations of plumbagin compared to control group. The findings described herein demonstrate that the heterologous expression of a predicted promoter site of pqi genes of C. violaceum is induced by plumbagin in a fusion strain, giving insights into the functional characterization of intrinsic regulatory DNA motifs annotated in this bacterial genome.

This study aimed to perform in silico analyses of the primary and secondary structures of the bovine chemokine receptor CXCR1, the non-polymorphic and A122V-harboring polymorphic proteins to predict differences. Two sequences of the CXCR1 protein of Bos taurus cattle were selected from the non-redundant protein sequence database UniProtKB/Swiss-Prot: a) a non-polymorphic sequence (A7KWG0), with alanine (A) at position 122, and b) a sequence harboring the causal polymorphism A122V with substitution by valine (V) at the same position. Protein primary and secondary structures were analyzed using the ProtParam program and Chou & Fasman Protein Secondary Structure Prediction CFSSP algorithm. No differences in physical or chemical parameters were predicted from the primary structure of the two bovine protein sequences. The presence of a helix domain situated between positions 100 and 150 was only found in the non-polymorphic CXCR1 protein. Amino acid residues with different biochemical features were detected at position 122 in the ruminant and human CXCR1 protein sequences, suggesting that this peptide seems to be highly polymorphic in vertebrates. Findings described herein predict differences in the secondary structure pattern of non-polymorphic and polymorphic A122V-harboring CXCR1 proteins using bioinformatics tools.

http://dx.doi.org/10.5007/2175-7925.2017v30n2p1O objetivo deste estudo foi avaliar funcionalmente a influência do composto plumbagin sobre a indução heteróloga de uma região promotora predita de genes paraquat-induzíveis revelada durante as análises de anotação do genoma da bactéria Chromobacterium violaceum. A região promotora de interesse de C. violaceum foi amplificada a partir de sequências oligonucleotídicas específicas e clonada em vetor conjugativo, sendo acoplada à região codificante do gene lacZ de Escherichia coli. Em seguida, a indução heteróloga desse segmento regulatório foi estimada em cepa de E. coli na presença do plumbagin em uma concentração final de 50 µg/mL por mensurações dos níveis de expressão da enzima β-galactosidase. Diferenças significativas nos níveis da β-galactosidase foram observadas como resultado da ativação da região promotora de interesse pelo plumbagin na concentração testada em comparação às condições controle. Por outro lado, nenhum crescimento da cepa selvagem de C. violaceum foi observado durante a incubação dessas células em meio nutritivo contendo diferentes concentrações do plumbagin. As descobertas descritas aqui sugerem que uma região promotora predita para genes paraquat-induzíveis da bactéria C. violaceum sofra indução heteróloga pelo plumbagin, reforçando evidências acerca da caracterização funcional de motivos regulatórios intrínsecos a essa bactéria.

This study aimed to perform in silico analyses of the primary and secondary structures of the bovine chemokine receptor CXCR1, the non-polymorphic and A122V-harboring polymorphic proteins to predict differences. Two sequences of the CXCR1 protein of Bos taurus cattle were selected from the non-redundant protein sequence database UniProtKB/Swiss-Prot: a) a non-polymorphic sequence (A7KWG0), with alanine (A) at position 122, and b) a sequence harboring the causal polymorphism A122V with substitution by valine (V) at the same position. Protein primary and secondary structures were analyzed using the ProtParam program and Chou u0026 Fasman Protein Secondary Structure Prediction CFSSP algorithm. No differences in physical or chemical parameters were predicted from the primary structure of the two bovine protein sequences. The presence of a helix domain situated between positions 100 and 150 was only found in the non-polymorphic CXCR1 protein. Amino acid residues with different biochemical features were detected at position 122 in the ruminant and human CXCR1 protein sequences, suggesting that this peptide seems to be highly polymorphic in vertebrates. Findings described herein predict differences in the secondary structure pattern of non-polymorphic and polymorphic A122V-harboring CXCR1 proteins using bioinformatics tools.

Introdução: Os transtornos alimentares são caracterizados como doenças mentais multifatoriais complexas na origem, resultantes da interação entre fatores desencadeantes genéticos, psicológicos, individuais, familiares, sociais e culturais. Atenção especial vem sendo despendida na importância de se avaliar como o comportamento e a dinâmica familiar podem contribuir para o desenvolvimento dessas patologias, e sua persistência entre pacientes. Objetivo: O presente estudo objetivou a realização de uma pesquisa de revisão de literatura com ênfase para a identificação de potenciais impactos dos transtornos alimentares maternos sobre o desenvolvimento físico e psicossocial de seus filhos. Metodologia: A busca e seleção por referências nacionais e internacionais foram realizadas em bancos de dados especializados na disseminação de resultados oriundos de estudos científicos. De um total de 46 artigos, apenas 04 artigos atenderam os critérios pré-estabelecidos de inclusão: (a) apresentar resumo disponível nas bases de dados consultadas; (b) tratar-se de uma publicação em língua portuguesa e/ou estrangeira; (c) ter seu período de publicação compreendido entre janeiro de 2010 a outubro de 2014 (últimos 05 anos); (d) apresentar temática pertinente à questão norteadora dessa revisão e (e) promover a seleção de artigos científicos com delineamento do estudo independente do nível de evidência. Resultados: Foi possível constatar que mães diagnosticadas com transtornos alimentares apresentam uma tendência comportamental a ofertar dietas com padrão dietético restritivo e qualidade alimentar precária aos seus filhos. Conclusão: Assim, filhos de mães diagnosticadas com essa patologia podem apresentar níveis significativamente mais elevados de desenvolver algum sintoma de transtorno alimentar ou mesmo sintoma psicossocial.

Este jogo de cartas tem por objetivo mobilizar conceitos essenciais ao entendimento das Leis de Mendel. Nele são explorados conceitos, tais como fenótipo/genótipo, cromossomos homólogos, genes, alelos, ploidia e formação de gametas, recessividade/dominância e homozigose/ heterozigose. Este material didático também permite a contextualização histórica dos trabalhos de Mendel e a iniciação aos fundamentos das Leis de Mendel, sem, no entanto, explorar mecanismos meióticos de recombinação gênica, assunto que deve ser trabalhado em etapa posterior.