Análise comparativa da diversidade de satélites nos gêneros da família Erythrinidae (Characiformes, Teleostei)

Abstract

O genoma dos eucariotos é formado em grande parte de sequências repetitivas, como famílias multigênicas, elementos transponíveis e DNAs satélites (satDNAs). Dentre estas, satDNAs são sequências repetidas in tandem que podem formar arrays de milhares de repetições de seus monômeros. Tradicionalmente, a evolução de satDNAs segue os preceitos da hipótese library, que considera que espécies próximas compartilham uma mesma biblioteca de satDNAs, com divergências na amplificação dessas sequências em cada grupo. Recentemente, o desenvolvimento de ferramentas bioinformáticas permitiu a caracterização de catálogos de satDNAs denominados satelitomas, e essa ferramenta tem trazido importantes informações acerca da evolução desse tipo de sequência em diversos grupos, como plantas, insetos, moluscos, aves e peixes. Neste sentido, a família Erythrinidae abriga os peixes neotropicais dos gêneros Hoplerythrinus, Erythrinus e Hoplias, foco de estudos citogenéticos devido a presença marcante de cromossomos sexuais e diversificação cariotípica, com a presença de diversos cariomorfos para espécies como Hoplias malabaricus e Erythrinus erythrinus. Sendo assim, o presente trabalho teve como objetivo caracterizar e observar a similaridade entre os satelitomas de Hoplerythrinus unitaeniatus, E. erythrinus (cariomorfo A), Hoplias intermedius e H. malabaricus (cariomorfos F e G), a fim de testar a hipótese de haver a presença de satDNAs conservados em todos os grupos. As análises detectaram a presença de seis satDNAs compartilhados entre todos os catálogos descritos neste trabalho. Com exceção de um desses satDNAs, todos os outros demonstraram padrão de clusterização por Fluorescence in situ hybridization (FISH) em regiões centroméricas ou teloméricas de todos os indivíduos analisados. Além disso, foi possível observar similaridade entre os catálogos corroborando as relações filogenéticas estabelecidas para o grupo. Nossos resultados demonstram o grande compartilhamento de satDNAs entre a família Erythrinidae, corroborando com a hipótese library, além de levantar novas evidências em relação a caracterização de H. malabaricus como um complexo de espécies.

The genome of eukaryotes is made up largely of repetitive sequences, such as multigenic families, transposable elements, and satellite DNAs (satDNAs). SatDNAs are tandem repeat sequences that can form arrays of thousands of repeats of their monomers. Traditionally, the evolution of satDNAs follows the precepts of the library hypothesis, which considers that closely related species share the same library of satDNAs, with divergences in the amplification of these sequences in each group. Recently, the development of bioinformatics tools has allowed the characterization of catalogs of satDNAs called satelitomes, and this tool has provided important information about the evolution of this type of sequence in several groups, such as plants, insects, mollusks, birds, and fish. In this sense, the family Erythrinidae represents the Neotropical fishes of the genera Hoplerythrinus, Erythrinus, and Hoplias, the focus of cytogenetic studies due to the marked presence of sex chromosomes and karyotypic diversification, with the presence of several karyomorphs for species such as Hoplias malabaricus and Erythrinus erythrinus. Thus, the present work aimed to characterize and compare the satelitomes of Hoplerythrinus unitaeniatus, E. erythrinus (karyomorph A), Hoplias interdemius and H. malabaricus (karyomorphs F and G) to observe the similarity of these catalogs and diagnose the presence of conserved satDNAs in all groups. Our analyses detected the presence of six satDNAs shared among all catalogs described in this work, also represented in the satellitome of H. malabaricus (karyomorph D). Except for one of these sequences, all the others showed clustering patterns by FISH in the centromeric or telomeric regions of all the individuals analyzed. Furthermore, it was possible to observe the similarity among the catalogs, corroborating the phylogenetic relationships established for the group, with the catalogs of H. unitaeniatus and E. erythrinus being closer to each other than to any other catalog of Hoplias. Our results demonstrate the great sharing of satDNAs among the Erythrinidae family, corroborating the library hypothesis as well as raising new evidence in relation to the characterization of H. malabaricus as a species complex.