Estudo de mecanismos evolutivos envolvendo sequências repetitivas presentes no genoma de espécies de proceratophrys (amphibia, odontophrynidae

Abstract

Estudos recentes têm mostrado que DNAs satélites exercem importantes papéis biológicos, como a participação na organização dos centrômeros e na modulação da expressão gênica, em diversos organismos. O avanço e a modernização de tecnologias de sequenciamento genômico junto com ferramentas de bioinformática têm fornecido um aumento de informações sobre a organização, localização, número de cópias, tamanho de repetições, variabilidade de repetição, papel funcional e evolução de sequências repetitivas. Trabalhos que combinam essas análises com técnicas de biologia molecular vêm contribuindo para a compreensão de mecanismos evolutivos que possam estar ocorrendo dentro de grupos filogeneticamente relacionados. Portanto, o presente trabalho teve como objetivo investigar se sequências de DNAs satélites, previamente encontradas no genoma de Proceratophrys boiei são compartilhadas entre espécies filogeneticamente relacionadas desse gênero e em caso afirmativo, se seguiam mecanismos evolutivos propostos para este tipo de sequência. As análises foram realizadas com base no sequenciamento genômico e análises de bioinformática visando a caracterização, mapeamento e análises de sequências em três espécies do gênero: Proceratophrys schirchi, Proceratophrys melanopogon e Proceratophrys laticeps. Como resultado, este estudo mostrou a presença do DNA satélite PboSat2-173 nas três espécies de Proceratophrys, com variação quanto à abundância e divergência de sequência nas diferentes espécies e com localização centromérica em todos os cromossomos de P. melanopogon e P. laticeps e nenhum sinal de hibridização para P. schirchi. O satélite PboSat3-189 também se mostrou presente nas espécies estudadas, no entanto, com localização espécie-específica e variação quanto à abundância e divergência de sequência. O resultado para ambos os satélites estudados corrobora então com o proposto pela hipótese da biblioteca para evolução de sequências de DNAs satélites Estudos recentes têm mostrado que DNAs satélites exercem importantes papéis biológicos, como a participação na organização dos centrômeros e na modulação da expressão gênica, em diversos organismos. O avanço e a modernização de tecnologias de sequenciamento genômico junto com ferramentas de bioinformática têm fornecido um aumento de informações sobre a organização, localização, número de cópias, tamanho de repetições, variabilidade de repetição, papel funcional e evolução de sequências repetitivas. Trabalhos que combinam essas análises com técnicas de biologia molecular vêm contribuindo para a compreensão de mecanismos evolutivos que possam estar ocorrendo dentro de grupos filogeneticamente relacionados. Portanto, o presente trabalho teve como objetivo investigar se sequências de DNAs satélites, previamente encontradas no genoma de Proceratophrys boiei são compartilhadas entre espécies filogeneticamente relacionadas desse gênero e em caso afirmativo, se seguiam mecanismos evolutivos propostos para este tipo de sequência. As análises foram realizadas com base no sequenciamento genômico e análises de bioinformática visando a caracterização, mapeamento e análises de sequências em três espécies do gênero: Proceratophrys schirchi, Proceratophrys melanopogon e Proceratophrys laticeps. Como resultado, este estudo mostrou a presença do DNA satélite PboSat2-173 nas três espécies de Proceratophrys, com variação quanto à abundância e divergência de sequência nas diferentes espécies e com localização centromérica em todos os cromossomos de P. melanopogon e P. laticeps e nenhum sinal de hibridização para P. schirchi. O satélite PboSat3-189 também se mostrou presente nas espécies estudadas, no entanto, com localização espécie-específica e variação quanto à abundância e divergência de sequência. O resultado para ambos os satélites estudados corrobora então com o proposto pela hipótese da biblioteca para evolução de sequências de DNAs satélites

Recent studies have shown that satellite DNA plays important biological roles, such as participation in the organization of centromeres and in modulation of gene expression in different organisms. The advancement in sequencing technologies combined with bioinformatics tools has provided a wealth of information about repetitive sequence organization, location, number of copies, size of repetitions, variability of repetition, functional role and evolution. Studies that combine these analyses, alongside molecular genetic techniques, have contributed to the knowledge of evolutionary mechanisms that may be occurring within phylogenetically related groups. Therefore, the present study aimed to investigate if satellites DNAs previously found in the genome of Proceratophrys boiei are shared among phylogenetically related species of this genus, and if so, whether they follow evolutionary patterns proposed for this type of sequences, this, through genomic sequencing and bioinformatics analysis, with characterization, mapping and sequence analysis, these species being: Proceratophrys schirchi, Proceratophrys melanopogon e Proceratophrys laticeps. Thus, this study uncovered the presence of satellite DNA – PboSat2-173 - in all three species studied, however, with variation in abundance and sequence divergence. Mapping by FISH technique in P. melanopogon e P. laticeps showed centromeric location in all chromosome’s pairs, but in P. schirchi no hybridization signal was found. The satellite PboSat3-189 it is also shared between all three species with variation in abundance and sequence divergence, however, with specie-specific chromosome location. Our results for both studied satellites therefore corroborate in what is proposed by the library hypothesis for the evolution of satellite DNA sequences.