Genômica comparativa do DNA satélite As51 em Astyanax mexicanus e Psalidodon paranae (Teleostei, Characiformes)

Abstract

Os DNAs satélites (satDNAs) são sequências não codificadoras repetidas em tandem no genoma, localizados especialmente em regiões heterocromáticas. O satDNA As51 é um importante marcador cromossômico nos gêneros de peixes tetra Astyanax e Psalidodon. Estudos evidenciaram uma co-localização entre este satDNA e sítios de 18S, gene presente no DNA ribossômico 45S, acarretando em uma possível inativação dos genes ribossômicos e levantando questões da associação entre estas sequências. O presente estudo teve como objetivo investigar esta associação, caracterizando os clusters de 45S e identificando se há co-localização em Astyanax mexicanus e Psalidodon paranae. Análises bioinformáticas com dados genômicos foram conduzidas, utilizando ferramentas e desenvolvendo scripts personalizados com o algoritmo BLASTn para a caracterização dos arrays. Extensas unidades de As51 encontradas dentro do DNAr 45S das espécies demonstram a presença de blocos de satDNA em regiões organizadoras de nucléolo. A partir da caracterização usando dados transcriptômicos, o As51 é localizado no espaçador intergênico, que por característica, acumula sequências repetitivas. Os monômeros de As51 encontrados denotam alta similaridade com a sequência consenso, revelando uma alta taxa de conservação nas espécies. A abundância de As51 fora dos clusters de 45S em P. paranae destacam o sucesso de alastramento no genoma obtido no gênero. Os extensos monômeros de As51, variando entre os clusters obtidos, destaca a complexidade e diversidade destas regiões genômicas, em nível inter e intraespecífico. Trabalhos futuros, considerando grupos externos, se mostram necessários para o entendimento da história evolutiva do DNA satélite As51 e de sua associação ao DNAr 45S.

Satellite DNAs (satDNAs) are non-coding sequences repeated in tandem in the genome, located especially in heterochromatic regions. The As51 satDNA is an important chromosomal marker in the tetra fish genera Astyanax and Psalidodon. Studies have shown co-localization between this satDNA and 18S sites, a gene present in 45S ribosomal DNA, leading to possible inactivation of ribosomal genes and raising questions about the association between these sequences. This study aimed to investigate this association by characterizing the 45S clusters and identifying whether there is co-localization in Astyanax mexicanus and Psalidodon paranae. Bioinformatic analyses with genomic data were conducted, using tools and developing custom scripts with the BLASTn algorithm to characterize the arrays. Extensive As51 units found within the 45S DNAr of the species demonstrate the presence of satDNA blocks in nucleolus organizing regions. Based on transcriptomic data characterization, As51 is located in the intergenic spacer, which characteristically accumulates repetitive sequences. The As51 monomers found show high similarity to the consensus sequence, revealing a high rate of conservation in the species. The abundance of As51 outside the 45S clusters in P. paranae highlights the success of the genome spread obtained in the genus. The extensive As51 monomers, varying between the clusters obtained, emphasize the complexity and diversity of these genomic regions, at both inter- and intraspecific levels. Future work considering outgroups is necessary to understand the evolutionary history of As51 satellite DNA and its association with 45S DNAr.