Identificação e caracterização in silico do conteúdo de DNA satélite e elementos transponíveis no genoma de Proceratophrys melanopogon

Abstract

DNAs satélites são caracterizados como sequências de DNA repetitivo organizadas em tandem, frequentemente presentes em grande quantidade na heterocromatina de diversos organismos. Neste trabalho, foi descrito o satelitoma completo e realizado o levantamento de elementos transponíveis presentes no genoma do sapo Proceratophrys melanopogon, a fim de realizar uma análise comparativa da abundância e divergência dessas sequências em indivíduos macho e fêmea. Esta espécie ocorre em regiões serranas do centro-norte e sul do estado do Rio de Janeiro, leste do estado de São Paulo e sul e sudeste do estado de Minas Gerais, Brasil. Com relação à dados citogenéticos, a espécie P. melanopogon possui um número diplóide de 2n = 22 cromossomos, região organizadora de nucléolo localizada no par 4 e blocos discretos de heterocromatina nos centrômeros, além de ausência de cromossomos sexuais evidentes. Assim, este estudo descobriu um satelitoma com 137 famílias de DNA satélites, além do levantamento de elementos transponíveis com 27 famílias de transposons de DNA e 22 de retrotransposons. Esta espécie apresentou uma diferença significativa na abundância de sequências repetitivas entre os sexos, com a fêmea apresentando maior acúmulo dessas sequências. Além disso, foi observada a ocorrência de satélites compartilhados entre espécies próximas do gênero Proceratophrys. Nosso trabalho reforça que anfíbios anuros são excelentes organismos para estudos citogenômicos, e o presente estudo acrescenta dados genômicos e associações evolutivas de sequências repetitivas para um grupo de anfíbios anuros da Mata Atlântica brasileira, uma área de pesquisa escassamente explorada.

Satellite DNAs are characterized as tandemly organized repetitive sequences, often present in large quantities in the heterochromatin of many organisms. In this study, a complete satellitoma and transposable elements were analyzed in the genome of the frog Proceratophrys melanopogon to perform a comparative analysis of the abundance and divergence of these sequences in male and female individuals. This species is found in mountainous regions in the states of Rio de Janeiro, São Paulo, and Minas Gerais, Brazil. Regarding cytogenetic data, P. melanopogon has a diploid number of 2n = 22 chromosomes, with a nucleolus organizer region located on pair 4 and discrete blocks of heterochromatin at the centromeres, as well as the absence of evident sex chromosomes. Thus, this study discovered a satellitoma with 137 satellite DNA families, in addition to the quantification of transposable elements, which includes 27 families of DNA transposons and 22 of retrotransposons. There was a significant divergence in the abundance of repetitive sequences between the sexes, with females showing a higher accumulation of these sequences. Additionally, shared satellites were observed among closely related species in the Proceratophrys genus. Some studies have emphasized that anuran amphibians are excellent organisms for cytogenomic research, making this study valuable for adding genomic data and evolutionary associations of repetitive sequences to a group of anuran amphibians from the Brazilian Atlantic Forest, an area of research that has been sparsely explored.