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Tipo do documento: Tese
Título: Mapeamento físico cromossômico de elementos repetitivos em Semaprochilodus spp. (Characiformes, Prochilodontidae): estudo comparativo em diferentes tipos de águas amazônicas
Autor: Terencio, Maria Leandra 
Primeiro orientador: Feldberg, Eliana
Primeiro coorientador: Vicari, Marcelo Ricardo
Primeiro membro da banca: Rafael, Míriam Silva
Segundo membro da banca: Artoni, Roberto Ferreira
Terceiro membro da banca: Martins, Cesar
Quarto membro da banca: Matoso, Daniele Aparecida
Quinto membro da banca: Amadio, Sidineia Aparecida
Resumo: O gênero Semaprochilodus é compreendido por seis espécies de peixes altamente exploradas no comércio pesqueiro que são conhecidas popularmente como jaraquis. A característica migratória destas espécies ao longo dos vários ambientes amazônicos obriga-as a experimentar diferentes águas com características físico-químicas completamente distintas que levam esse grupo a desenvolver, durante o processo evolutivo, uma grande plasticidade genotípica e fenotípica. Diante disto, utilizando ferramentas da citogenética clássica e molecular, neste trabalho foi identificada a fração repetitiva e a localização física destas sequências entre as espécies e populações de S. insignis e S. taeniurus que ocupam diferentes tipos de águas com o objetivo de compreender se a distribuição dos elementos repetitivos está relacionada a estes biótopos. Além disso, objetivou elucidar os mecanismos evolutivos que estabeleceram a diferenciação cromossômica sexual apenas em S. taeniurus. Foram utilizados 22 Semaprochilodus taeniurus (10 ♂, 12 ♀) e 20 S. insignis (10 ♂, 10 ♀) capturados nos rios Tapajós-PA, Negro-AM e lago Catalão-AM. Por ser um estudo comparativo, quatro Prochilodus nigricans (1 ♂, 3 ♀) bem como cinco P. lineatus (3 ♂, 2 ♀) foram incluídos neste estudo. No geral, os resultados encontrados não revelaram padrões associados aos diferentes biótopos tanto na análise intra-específica quanto interespecífica. Com relação à estrutura cariotípica de S. insignis e S. taeniurus os resultados indicaram uma conservação de um grande número de marcadores cromossômicos convencionais, porém diferenças significativas foram encontradas na distribuição da heterocromatina e no par portador da região organizadora de nucléolo. O DNAr 18S foi localizado em um único par cromossômico, enquanto o DNAr 5S apresentou sítios múltiplos, evidenciados em vários pares cromossômicos em ambas as espécies. A amplificação, clonagem e sequenciamento desta subunidade ribossomal foi confirmada, mas também revelou clones com deleção de pares de base na região codificante do gene, sugerindo que alguns sítios revelados pela FISH podem tratar-se de pseudogenes. A FISH cruzada com sondas Cot-1 DNA revelou que os genomas de S. insignis e S. taeniurus apresentam alto grau de similaridade tanto na estrutura quanto na localização dos sítios de hibridização. Entretanto, indicaram baixo grau de similaridade entre estes genomas e o genoma de P. lineatus, principalmente no que se refere aos cromossomos B. A clonagem e sequenciamento da fração repetitiva do genoma permitiram a identificação de inúmeros fragmentos classificados como microssatélites, transposons e retrotransposons. A pintura cromossômica da sonda W-específica de S. taeniurus em seus próprios cromossomos revelou hibridização completa no cromossomo W, sítios centroméricos e terminais no Z assim como em outros cromossomos autossômicos. A hibridização cruzada desta sonda em S. insignis, Prochilodus lineatus e P. nigricans não revelou o proto-W, mas mostrou sinais positivos de hibridização de DNA repetitivo. A identificação das sequências W-específicas mostrou alta similaridade com microssatélites e elementos transponíveis as quais sugerem que a degeneração genética deste cromossomo pode ter ocorrido devido ao acúmulo destes DNA repetitivos. O mapeamento físico cromossômico de microssatélites e elementos transponíveis nos cromossomos de S. insignis e S. taeniurus indicaram que estas são mais abundantes no genoma de S. taeniurus, mas também ocorrem em regiões eucromáticas no genoma das duas espécies, indicando que algumas destas sequências possivelmente desempenhem algum papel funcional no genoma. Além disso, grandes clusters de sequências repetitivas obtidas neste estudo foram evidenciados nos cromossomos sexuais Z e W de S. taeniurus. Esta informação é de grande importância uma vez que o acúmulo de sequências repetitivas nas regiões ricas em genes pode refletir na diferenciação entre os proto-sexuais, evoluindo no par heteromórfico ZW observado em S. taeniurus. Os resultados obtidos neste estudo revelaram que as sequências repetitivas possuem papel atuante na carioevolução das espécies, principalmente na evolução do sistema de cromossomos sexuais em S. taeniurus e na origem dos múltiplos sítios de DNA ribossomal 5S em ambas as espécies.
Abstract: The genus Semaprochilodus comprises six fish species popularly known as jaraquis of high commercial value. The characteristic migratory movements of these species through various Amazonian environments expose them to waters with distinct physical-chemical characteristics, which have resulted in the evolution of considerable genotypic and phenotypic plasticity. We sought to identify the repetitive fractions of the genomes of species and populations of S. insignis and S. taeniurus that occupy different types of aquatic environments and physically locate those sequences are utilizing both traditional and molecular cytogenetic techniques and investigate the distribution of repetitive elements related to their biotypes. Additionally, we sought to examine the evolutive mechanisms that established sexual chromosome differentiation only in S. taeniurus. We examined 22 specimens of Semaprochilodus taeniurus (10 ♂, 12 ♀) and 20 specimens of S. insignis (10 ♂, 10 ♀) captured in the Tapajós (PA) and Negro (AM) rivers and in Catalão Lake (AM). As this was a comparative study, four individuals of Prochilodus nigricans (1 ♂, 3 ♀) and five of P. lineatus (3 ♂, 2 ♀) were included in the analysis. In general, the results did not reveal distinct patterns associated with the different biotypes in either the intra- or inter-specific analyses. In relation to the karyotypic structures of S. insignis and S. taeniurus, our results indicated the conservation of large numbers of conventional chromosome markers, but significant differences were observed in terms of heterochromatin distribution and in the chromosome pairs carrying the nucleolar organizer region. 18S DNAr was localized in only a single chromosome pair, while the 5S DNAr demonstrated multiple sites in various chromosome pairs in both species. The amplification, cloning, and sequencing of this ribosomal subunit was confirmed, but also revealed clones with deletions of base pairs in the coding region of the gene, suggesting that some sites identified by FISH may be pseudogenes. Cross-FISH using Cot-1 DNA probes demonstrated that the genomes of S. insignis and S. taeniurus had high degrees of similarity in terms of both their structures and the locations of the hybridization sites. These analyses indicated low degrees of similarity between these genomes and that of P. lineatus, however, principally in terms of the B chromosomes. The cloning and sequencing of the repetitive fraction of the genome allow / allowed the identification of innumerous fragments classified as microsatellites, transposons, and retrotransposons. Marking by the W-specific probe of S. taeniurus on its own chromosomes revealed complete hybridization on chromosome W, on centromeric and terminal sites on Z, and on other autosomal chromosomes. Cross hybridization with this probe in S. insignis, Prochilodus lineatus, and P. nigricans did not identify the proto-W chromosome, but demonstrated positive signs of hybridization with repetitive DNA. The identification of W-specific sequences demonstrated high similarity with microsatellites and transposable elements, which suggests that the genetic degeneration of this chromosome may have occurred through accumulations of these repetitive DNAs. The physical chromosomal mapping of microsatellites and transposable elements on the chromosomes of S. insignis and S. taeniurus indicated that they were more abundant in the S. taeniurus genome, but also occurred in euchromatic regions in the two species, indicating that some of these sequences could have functional roles in the genome. Additionally, large clusters of repetitive sequences were observed in the Z and W sexual chromosomes of S. taeniurus. This information is important because accumulations of repetitive sequences in regions rich in genes may play a role in the differentiation between the proto-sex chromosomes, evolving into the heteromorphic ZW pair observed in S. Taeniurus. The results obtained in the present study indicated that repetitive sequences have an active role in the karyoevolution of species, principally in the evolution of the sexual chromosome system in S. taeniurus and in the origin of the multiple 5S DNA ribosomal sites in both species.
Palavras-chave: Semaprochilodus insignis
Semaprochilodus taeniurus
Sequências repetitivas
Elementos transponíveis
FISH
Clonagem
Área(s) do CNPq: CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS::GENETICA::GENETICA ANIMAL
Idioma: por
País: BR
Instituição: Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia
Sigla da instituição: INPA
Departamento: Genética, Conservação e Biologia Evolutiva
Programa: Genética, Conservação e Biologia Evolutiva
Citação: TERENCIO, Maria Leandra. Mapeamento físico cromossômico de elementos repetitivos em Semaprochilodus spp. (Characiformes, Prochilodontidae): estudo comparativo em diferentes tipos de águas amazônicas. 2013. 103 f. Tese (Doutorado em Genética, Conservação e Biologia Evolutiva) - Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia, Manaus, 2013.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: http://localhost:8080/tede/handle/tede/723
Data de defesa: 26-Fev-2013
Aparece nas coleções:Doutorado - (GCBEv)

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