Repositorio da Producao Cientifica e Intelectual da Unicamp: Isolamento, caracterização e localização cromossômica de sequências de DNA repetitivo de Physalaemus ephippifer (Anura Leiuperidae)
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Title: Isolamento, caracterização e localização cromossômica de sequências de DNA repetitivo de Physalaemus ephippifer (Anura Leiuperidae)
Title Alternative: Isolation, characterization and chromosomal localization of repetitive DNA sequences in Physalaemus ephippifer (Anura Leiuperidae)
Author: Nascimento, Juliana, 1982-
Advisor: Lourenço, Luciana Bolsoni, 1972-
Morandini, Luciana Bolsoni Lourenço, 1972-
Abstract: Resumo: Os primeiros resultados citogenéticos obtidos para a espécie Physalaemus ephippifer, atualmente alocada no grupo P. cuvieri, mostraram um interessante heteromorfismo cromossômico ligado ao sexo. As 14 fêmeas analisadas presentaram um par cromossômico 8 heteromórfico, enquanto nos 7 machos analisados esse par era homomórfico. A diferença entre os cromossomos das fêmeas era devida à presença de um segmento adicional, composto por uma NOR e uma banda heterocromática a ela adjacente, localizado na região terminal do braço curto de apenas um desses homólogos, denominado de morfo 8b. Apesar desse importante achado, o uso de técnicas citogenéticas convencionais nessa e em outras espécies do grupo P. cuvieri não foram suficientes para esclarecer os mecanismos envolvidos na evolução cromossômica, já que poucos caracteres citogenéticos informativos foram evidenciados e também uma grande variação em relação às NORs foi encontrada. Com a intenção de buscar novos marcadores citogenéticos que auxiliem no estudo dos cromossomos sexuais de P. ephippifer e que colaborem na análise citogenética desse grupo de Physalaemus, foram estudadas sequências de DNA repetitivo isoladas desta espécie. Para tanto, o DNA genômico extraído de duas fêmeas de P. ephippifer, provenientes de Belém (Pará), foi digerido com a enzima de restrição BamHI e os fragmentos gerados foram separados por eletroforese em gel de agarose. Fragmentos posteriormente denominados de Pep194, Pep165 e Pep320 isolados a partir desse gel, foram clonados, sequenciados e localizados in situ no cariótipo de P. ephippifer. A seqüência Pep320 mostrou correspondência parcial com o fragmento EU343727.1 isolado de P. cuvieri, cuja sequência está disponível no GenBank. Apesar desses fragmentos não apresentarem similaridade entre si, as sequências Pep165 e Pep320 foram mapeadas no mesmo sítio cromossômico, correspondente à banda pericentromérica do braço curto do cromossomo 3. Esse resultado levanta um questionamento, ainda não respondido, acerca da organização molecular dessas sequências, que podem estar arranjadas em clusters independentes ou representar partes de uma mesma unidade repetitiva. A sequência Pep194 foi mapeada em regiões coincidentes com as NORs, localizadas no braço longo dos cromossomos identificados como Z e W, e no braço curto do cromossomo W. Apesar deste resultado, a análise da sequência Pep194 não apresentou nenhuma similaridade com regiões codificadoras do DNAr nucleolar, nem mesmo com regiões intergênicas associadas a elas já descritas. Tal sequência apresentou interessante arranjo interno, sendo composta de duas repetições diretas terminais, cada uma com 63 pb, sendo ambas flanqueadoras deuma região interna de 68 pb. Para melhor investigar a organização desta sequência no genoma de P. ephippifer, foram analisados produtos resultantes da amplificação por PCR de segmentos do DNA genômico, efetuada com o auxílio de primers construídos especificamente para se anelarem em regiões internas do segmento isolado. Os resultados obtidos por essa análise evidenciaram a presença de uma unidade repetitiva de 131 pb, que representa parte do fragmento Pep194, diferindo desse por não apresentar uma das regiões de 63 pb. No entanto, não é possível descartar a co-existência de uma unidade repetitiva de 194 pb, não detectada nessas análises. Em paralelo a esses experimentos, sequências pertencentes a elementos retrotransponíveis Rex1 foram isoladas do genoma de P. ephippifer por PCR, clonadas, sequenciadas e mapeadas por FISH em uma região heterocromática pericentromérica do braço curto do cromossomo 3. A análise das sequências desses fragmentos comprovou serem correspondentes a parte da sequência codificadora da enzima transcriptase reversa do elemento Rex1. A fim de verificar a presença desse elemento em outras espécies de Physalaemus, os mesmos primers utilizados nos experimentos com P. ephippifer, foram usados para a amplificação de sequências a partir de amostras do DNA genômico de P. albifrons, P. albonotatus, P. henselli e P. spiniger. A sequência isolada de P. albonotatus apresentou uma deleção interna de cerca de 220 pb quando comparada com as sequências correspondentes, aqui descritas ou disponíveis no GenBank. Isso permite sugerir que, embora derivado de um elemento Rex1, esse segmento provavelmente deixou de ser um elemento de transposição ativo. Embora esse seja o primeiro trabalho que descreve a ocorrência de Rex1 em anuros, a presença desse elemento parece comum, pelo menos no gênero Physalaemus. Além de apresentar similaridade com o segmento de Rex1 e com os fragmentos Pep165 e Pep320, a banda heterocromática pericentromérica de 3p é também o sítio de ocorrência de DNAr 5S. Tal região, reconhecida como DAPI-positiva na presente análise, permite clara distinção entre os cromossomos 3 e 4 de P. ephippifer, frequentemente confundidos se analisados apenas em relação à sua morfologia. As quatro sequências repetitivas aqui isoladas apresentaram-se eficientes marcadores citogenéticos e poderão ser utilizadas para futuros estudos comparativos entre espécies do gênero Physalaemus.
Abstract: Previous cytogenetic studies of Physalaemus ephippifer, a species currently allocated to the group P. cuvieri, showed an interesting female-specific chromosome heteromorphism. In 14 females of P. ephippifer, chromosome pair 8 was heteromorphic with regard to the occurrence of an NOR anda terminal C-band. Such heteromorphism was not found in the seven analyzed male specimens. These findings suggest that the chromosomes of pair 8 may be sex chromosomes in P. ephippifer, characterizing a ZZ ?/ ZW ? sex-determination system in this species. Despite these important data, conventional cytogenetic techniques performed in this and other species of the Physalaemus group were not sufficient to clarify the processes involved in the karyological divergence in this anuran group. Aiming to look for new cytogenetic markers that may help in the study of P. ephippifer sex chromosomes and in the cytogenetic analysis of this group of Physalaemus, we studied repetitive DNA sequences isolated from P. ephippifer. Genomic DNA extracted from two females of P. ephippifer from Belém (Pará) was digested with the restriction enzyme BamHI. The restriction fragments were separated by electrophoresis in agarose gel. DNA fragments, which were ultimately named Pep194, Pep165, and Pep320, were isolated from the gel, cloned, sequenced, and localized in situ in the karyotype of P. ephippifer. The sequence Pep320 was very similar to the fragment EU343727.1 isolated from P. cuvieri. Although Pep320 and Pep165 were totally different in nucleotide sequence, they were mapped on the same chromosome site, which corresponded to the pericentromeric C-band in the short arm of chromosome 3. This raises doubts about the molecular organization of these sequences, which can be arranged in independent clusters, but can also represent partial regions of the same repeat unit. The sequence Pep194 was mapped in regions that coincided with the NORs, located in the long arm of Z and W chromosomes and in the short arm of the W chromosome. However, the Pep194 sequence had no similarity with the coding regions of the nucleolar rDNA or with intergenic spacers associated to them. The restriction fragment Pep194 had an interesting internal arrangement, being composed of two terminal direct repeats, each with 63 bp, flanking an internal region of 68 bp. To further investigate the organization of this sequence in the genome of P. ephippifer, we amplified some Pep194 segments from genomic DNA by PCR using specific primers designed to anneal in inner
Subject: Cromossomos sexuais
Citation: NASCIMENTO, Juliana. Isolamento, caracterização e localização cromossômica de sequências de DNA repetitivo de Physalaemus ephippifer (Anura Leiuperidae). 2010. 71 f. Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia, Campinas, SP. Disponível em: <http://www.repositorio.unicamp.br/handle/REPOSIP/317684>. Acesso em: 15 ago. 2018.