Identificação e caracterização de sequências repetidas de DNA no genoma do ciclídeo Astronotus ocellatus

Abstract

Uma grande porção do genoma da maioria dos organismos é composta por seqüências repetidas de DNA que foram considerados, por muitos anos, como DNA “egoísta” ou como DNA “lixo”. Pouca atenção tem sido dada a estes segmentos de DNA uma vez que eles não são transcritos em produtos codificantes ou funcionais. Atualmente diversos trabalhos têm sugerido o envolvimento destas seqüências na regulação e reparo de alguns genes, na diferenciação de cromossomos sexuais e na organização estrutural e funcional do genoma. Os estudos citogenético-moleculares, como o mapeamento físico cromossômico, têm demonstrado que as seqüências de DNA repetidas podem ser muito úteis como ferramentas para definir a estrutura e revelar a organização e evolução do genoma das espécies. No presente trabalho, vários elementos repetidos (AoHinfI-4, AoHaeIII-6, AoHaeIII-15) foram isolados, através de restrição enzimática, do genoma do ciclídeo sul-americano Astronotus ocellatus, popularmente conhecido como “Oscar” ou “Apaiari”. Estes elementos foram seqüenciados e utilizados como sondas para hibridação cromossômica para o estudo de seu padrão de distribuição no cariótipo. As seqüências dos elementos repetidos isolados por restrição enzimática apresentaram alta similaridade com outros DNAs repetidos de outras espécies de peixes já depositadas em banco de dados. Os resultados da hibridação in situ de todos os elementos utilizados mostraram um acúmulo de marcações preferencialmente centromérica em todos os cromossomos do complemento. Essas marcações também são coincidentes com a localização da heterocromatina evidenciada através do bandamento C, reforçando a idéia do acúmulo de DNA repetitivo em regiões heterocromáticas. Essa distribuição preferencialmente centromérica dos elementos repetidos isolados sugere que tais seqüências devam desempenhar...

In most organisms a great portion of the genome is composed of repetitive DNA sequences. However little attention has been given to these segments of DNA, which were considered by many years as selfish or “junk” DNA. On the other hand, several works have suggested the involvement of these sequences in the regulation and repair of some genes, in the differentiation of sex chromosomes and in the structural and functional organization of the genome. The cytogenetics and molecular studies, as the physical chromosome mapping, has been demonstrating that repetitive sequences can be very useful as tools to define the structure and to reveal the organization and evolution of the genome of the species. In the present work several repetitive elements (retrotransposons Rex1, Rex3 and Rex6; transposon Tc1; the elements AoHinfI-4, AoHaeIII-6, AoHaeIII-15) were isolated using PCR and enzymatic restriction digestion of the genome of the cichlid Astronotus ocellatus, popularly known as Oscar or Apaiari. These elements were sequenced and their genomic distribution determined by chromosomal in situ hybridization. The nucleotide sequences of the isolated elements showed high similarity to repetitive DNAs of other fish species available in public databases. The results of in situ hybridization showed an accumulation of all obtained elements preferentially in centromeres of all chromosomes of the complement. The chromosomal signals were also coincident with the location of the heterocromatins evidenced through the C banding, reinforcing the idea of the accumulation of repetitive DNA in heterocromatic areas. These preferential distribution in the centromeres, suggests that such sequences should play an important role in the functional organizational and structure of the centromeres and, thus in the genome of this species. The great majority of the studies using the physical chromosome mapping... (Complete abstract click electronic access below)