Caracterização do satelitoma de Prochilodus lineatus (Teleostei, Characiformes) e a diferenciação de cromossomos B

Abstract

O genoma dos organismos eucarióticos apresenta, além dos genes de cópia única, uma série de elementos repetitivos que podem ser classificados em duas grandes categorias: os elementos transponíveis e as repetições in tandem. As repetições in tandem são organizadas em uma orientação head-to-tail e podem formar longos arrays cromossômicos. Dentro desta categoria, podemos encontrar os DNA satélites (satDNA) que, de uma maneira geral, se localizam em regiões de heterocromatina. Além desta característica, o genoma dos organismos eucarióticos possui um conjunto padrão de cromossomos, denominados A, e pode possuir cromossomos supranumerários, denominados B. Uma particularidade dos cromossomos B é que geralmente são altamente heterocromáticos e podem possuir uma elevada abundância de satDNAs em sua composição. Entre os Characiformes, Prochilodus lineatus foi a primeira espécie na qual houve descrição de cromossomo B e desde então é uma espécie que vem sendo utilizada para estudos referentes à dinâmica evolutiva desses elementos. Graças a utilização do sequenciamento de nova geração (NGS) aliado a ferramentas bioinformáticas é possível analisar o conjunto de satDNA de um organismo sequenciado. Dessa forma, o objetivo do trabalho foi caracterizar o satelitoma de P. lineatus e mapear os satDNAs através da técnica de FISH em duas populações. Ambas as populações estudadas apresentaram cariótipos com 2n=54 cromossomos; além disso, os indivíduos de uma população apresentram microcromossomos B, enquanto os indivíduos da outra não, caracterizando-se pela primeira ocorrência de uma população de P. lineatus sem cromossomos B. A caracterização do satelitoma desta espécie revelou a existência de 51 famílias de satDNAs. Observamos que PliSat01 e PliSat02 estão colocalizados nos centrômeros mas não apresentam similaridade entre si. Por fim é possível que os cromossomos B de P. lineatus tenham se originado a partir do cromossomo 4 do complemento padrão A, pois este apresenta sinal de FISH de quase todos os satDNA presentes em cromossomos B exceto o PliSat14, exclusivo dos cromossomos B.

The genome of eukaryotic organisms has, in addition to single copy genes, a series of repetitive elements that can be classified into two broad categories: the transposable elements and in tandem repetitions. In tandem repetitions are arranged in a head-to-tail orientation and can form long chromosomal arrays. Within this category, we can find the satellite DNA (satDNA) that are usually located in heterochromatin regions. In addition to this characteristic, the genome of eukaryotic organisms has a standard set of chromosomes, named A chromosomes, and may have supernumerary chromosomes, named B chromosomes. A particularity of B chromosomes is that they are generally highly heterochromatic and they may have a high abundance of satDNAs in their composition. Among Characiformes, Prochilodus lineatus was the first species, in which there was a description of the B chromosomes, and since then it has been used for studies related to the evolutionary dynamics of these elements. Due the use of new generation sequencing (NGS) combined with bioinformatics tools it is possible to analyze the satDNA set of a sequenced organism. Thus, the objective of the study was to characterize the P. lineatus satellite and cytolocalizing the satDNAs using the FISH technique in two populations. Both populations studied showed karyotypes with 2n = 54 chromosomes; in addition, individuals from one population had B microchromosomes, while the other did not present, characterized the first occurrence of a population of P. lineatus without B chromosomes. The characterization of this species’ satelitome revealed the existence of 51 families of satDNAs. We observed that PliSat01 and PliSat02 are colocalized in the centromeres but are not similar to each other. Finally, it is possible that the B chromosomes of P. lineatus originated from chromosome 4 of the standard complement A, as this shows a FISH signal from almost all satDNAs present on B chromosomes except PliSat14, exclusive to B chromosomes.