Estrutura cromossômica e caracterização cariotípica no gênero Moenkhausia Eigenmann 1903 (Characiformes: Characidae): ocorrência de cromossomos supranumerários

Abstract

A presente tese tem como objetivo caracterizar citogeneticamente Moenkhausia australis, Moenkhausia bonita, Moenkhausia cf. forestii e Moenkhausia oligolepis coletadas em diferentes rios e riachos de cabeceira da bacia do alto rio Paraguai. Nesse sentido, análises mitóticas e meióticas foram realizadas para investigar o número diploide, composição cariotípica, a descrição dos cromossomos B, distribuição da heterocromatina constitutiva (banda C), localização das Regiões Organizadoras de Nucléolo (RONs), o mapeamento físico do DNA ribossômico (DNAr) 5S e 18S, a de microdissecção dos cromossomos B e o comportamento dos cromossomos B em diferentes fases do ciclo celular. Todas as espécies/populações, analisadas aqui, apresentam número diploide modal de 50 cromossomos com variações interespecíficas das fórmulas cariotípicas. A banda C, revela um padrão de distribuição da heterocromatina similar entre as espécies, exceto em M. bonita que apresenta um bloco heterocromático no braço curto do par cromossômico portador das RONs. As RONs, identificadas pela impregnação do Nitrato de Prata e pela sonda de DNAr 18S mostram-se simples nas quatro espécies. Os sítios de DNAr 5S estão distribuídos em múltiplos cromossomos, ocupando preferencialmente posição intersticial. Cromossomos B são observados em todas as espécies/populações analisadas, no entanto, com morfologias e frequências distintas. Os cromossomos B nestas espécies de Moenkhausia, apresentam distintos padrões de heterocromatina. A pintura cromossômica com sondas de cromossomos B é eficiente na detecção desses elementos, bem como na busca por sequências compartilhadas com os cromossomos A. Os experimentos de pintura cromossômica indicam o compartilhamento de sequências de DNA dos cromossomos B com alguns cromossomos A. Foi possível acompanhar o comportamento dos cromossomos B em diferentes fases do ciclo celular, verificando regularidade na busca por sua manutenção diante dos mecanismos de checkpoints meióticos e mitóticos. Os dados obtidos contribuem para o conhecimento cariotípico das espécies de Moenkhausia, permitindo novos insights sobre a origem, composição e frequência dos cromossomos B. De maneira geral, este estudo auxilia no progresso de investigações em uma área geográfica pouco conhecida em relação à diversidade citogenética, além de promover o intercâmbio técnico-científico entre as instituições envolvidas.

The present thesis aims to cytogenetically characterize Moenkhausia australis, Moenkhausia bonita, Moenkhausia cf. forestii and Moenkhausia oligolepis collected from different rivers and headwater streams of the upper Paraguai river basin. In this sense, mitotic and meiotic analyses were carried out to investigate the diploid number, karyotypic composition, the description of B chromosomes, distribution of constitutive heterochromatin (C-band), location of the Nucleolus Organizing Regions (NORs), the physical mapping of 5S and 18S ribosomal DNA (rDNA), the microdissection of B chromosomes and the behavior of B chromosomes in different phases of the cell cycle. All species/populations analyzed here show modal diploid number of 50 chromosomes, with interspecific variations of the karyotypic formulas. The C-band reveals a similar pattern of heterochromatin distribution among species, except in M. bonita that presents a heterochromatic block on the short arm of the chromosomal pair carrying the NORs. The NORs, identified by Silver Nitrate impregnation and by the 18S rDNA probe were simple in all four species. The 5S rDNA sites are distributed on multiple chromosomes, occupying preferentially an interstitial position. B chromosomes are observed in all species/populations analyzed, however, with distinct morphologies and frequencies. The B chromosomes in these species of Moenkhausia present distinct patterns of heterochromatin. The chromosome painting with B chromosome probes is efficient in the detection of these elements, as well as in the search for sequences shared with the A chromosomes. The chromosome painting experiments show sharing of DNA sequences of B chromosomes with some A chromosomes. It was possible to follow the behavior of B chromosomes in distinct phases of the cell cycle, verifying regularity in the search for their maintenance in face of the meiotic and mitotic checkpoint mechanisms. The data obtained contribute to the karyotypic knowledge of Moenkhausia species, allowing new insights into the origin, composition, and frequency of B chromosomes. Overall, this study assists in the progress of investigations in a geographical area little known in relation to cytogenetic diversity, in addition to promoting technical and scientific exchange between the institutions involved.

La presente tesis tiene como objetivo la caracterización citogenética de Moenkhausia australis, Moenkhausia bonita, Moenkhausia cf. forestii y Moenkhausia oligolepis recolectadas en diferentes ríos y arroyos de cabecera de la cuenca alta del río Paraguai. En este sentido, se realizaron análisis mitóticos y meióticos para investigar el número diploide, la composición cariotípica, la descripción de los cromosomas B, la distribución de la heterocromatina constitutiva (banda C), la localización de las Regiones Organizadoras del Nucléolos (RONs), el mapeo físico del ADN ribosómico (ADNr) 5S y 18S, la microdisección de los cromosomas B y el comportamiento de los cromosomas B en diferentes fases del ciclo celular. Todas las especies/poblaciones aquí analizadas presentan un número diploide modal de 50 cromosomas, con variaciones interespecíficas de las fórmulas cariotípicas. La banda C, revela un patrón de distribución de la heterocromatina similar entre especies, excepto en M. bonita que presenta un bloque heterocromático en el brazo corto del par cromosómico portador de las RONs. Las RONs, identificados por impregnación de Nitrato de Plata y por la sonda 18S ADNr son simples en las cuatro especies. Los sitios 5S ADNr están distribuidos en múltiples cromosomas, ocupando preferentemente una posición intersticial. Los cromosomas B se observan en todas las especies/poblaciones analizadas, sin embargo, con morfologías y frecuencias distintas. Los cromosomas B en estas especies de Moenkhausia, presentan patrones distintos de heterocromatina. La pintura cromosómica con sondas de cromosomas B es eficiente en la detección de estos elementos, así como en la búsqueda de secuencias compartidas con los cromosomas A. Los experimentos de pintura cromosómica indican compartición de secuencias de ADN de cromosomas B con algunos cromosomas A. Los datos obtenidos contribuyen al conocimiento cariotípico de las especies de Moenkhausia, permitiendo nuevos conocimientos sobre el origen, composición y frecuencia de los cromosomas B. En general, este estudio ayuda al progreso de las investigaciones en una zona geográfica poco conocida en relación con la diversidad citogenética, además de promover el intercambio técnico y científico entre las instituciones implicadas.