Análise cromossômica e molecular de famílias multigênicas no gênero Omophoita (Coleoptera, Chrysomelidae)

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Wolski, Michele Andressa Vier
Data de Publicação: 2018
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFPR
Texto Completo: https://hdl.handle.net/1884/74926
Resumo: Orientador: Prof Dr. Marcelo Ricardo Vicari
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spelling Wolski, Michele Andressa VierAlmeida, Mara Cristina deUniversidade Federal do Paraná. Setor de Ciências Biológicas. Programa de Pós-Graduação em GenéticaVicari, Marcelo Ricardo2022-04-14T21:51:40Z2022-04-14T21:51:40Z2018https://hdl.handle.net/1884/74926Orientador: Prof Dr. Marcelo Ricardo VicariCoorientadora: Prof. Dra. Mara Cristina De AlmeidaTese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Genética. Defesa : Curitiba, 23/03/2018Inclui referênciasÁrea de concentração: GenéticaResumo: A subfamília Alticinae além de possuir a maior biodiversidade entre os Chrysomelidae apresentam características cariotípicas muito interessantes quanto à variação do número diploide, do sistema de determinação sexual e irregularidades meióticas. Omophoita é o gênero mais estudado citogeneticamente entre os pertencentes à subtribo Oedionychina, e a maior parte dos exemplares possuem cariótipo uniforme com 2n= 22,10II+X+Y. Os cromossomos sexuais são gigantes e assinápticos durante a meiose, podendo ser considerados altamente derivados, o que faz desse grupo um interessante modelo para estudos evolutivos. O estudo com técnicas mais refinadas e o mapeamento de famílias multigênicas é recente em Coleoptera, e entre os Alticinae, apenas três espécies foram estudadas neste âmbito. Com isso o objetivo deste trabalho foi caracterizar molecularmente e avaliar a dispersão e a diferenciação cariotípica proporcionadas pelas famílias multigênicas em Omophoita. Para isto, quatro espécies (O. octoguttata, O. personata, O. magniguttis e O. sexnotata) foram utilizadas para a caracterização de sequências do 5S rDNA, H1, H3, H4, U1 snDNA e U2 snDNA a partir do DNA genômico. Ainda, para o 5S rDNA, sequências do cDNA e de cromossomos isolados via microdissecção foram obtidas. Estas sequências das famílias multigênicas foram utilizadas para a produção de sondas e localização in situ em Omophoita. Cópias do 5S rDNA, H1, H3, H4, U1 snDNA e U2 snDNA com alta similaridade a outros eucariotos foram determinadas. Além destas, sequências das famílias multigênicas com SNPs, Indels, pseudogenes, invasão por elementos transponíveis (AmnSINE1 no 5S rDNA, LINE L1-9 na histona H1, SINEU-1A em U1 snDNA e LTR DIRS-1 em U2 snDNA) também foi observado em O. sexnotata. A localização in situ detectou um par cromossômico portador de sintenia dos 5S e 18S rDNAs em O. octoguttata e O. personata, dois pares portadores da sintenia dos rDNAs em O. magnigutis e em O. sexnotata, um par com sintenia dos rDNAs, além de sítios 5S rDNA em todos os demais autossomos. Para explicar a homogeneidade versus heterogeneidade das sequências de 5S rDNA no genoma de O. sexnotata o modelo misto entre concerted evolution e birth and death foi proposto. Na localização in situ das sequências de H1, H3, H4, U1 snDNA e U2 snDNA, inúmeras marcações foram detectadas, em cromossomos autossômicos e sexuais nos cariótipos das quatro espécies estudadas, além disso estes genes ocorrem isolados ou em sintenia. A ocorrência de double-strand breaks (DSBs), reparo por recombinação não homóloga e, também a dispersão mediada por elementos transponíveis foram propostos como mecanismos que podem ter auxiliado na dispersão destas famílias gênicas, abrindo uma perspectiva para futuras análises da provável origem de retropseudogenes ou de genes tecido específicos funcionais em Omophoita. Em conclusão, relatamos um alto nível de duplicação e dispersão das famílias multigênicas proporcionando variação genômica e diferenciação cariotípica no grupo.Abstract: Alticinae subfamily is the most diverse group among Chrysomelidae, the analysed species so far present interesting karyotypic features as variation of diploid number, sexual system determination and meiotic irregularities. Omophoita is the most cytogenetically studied genus among the members of Oedionychina subtribe, and most of individuals show an uniform karyotype 2n= 22,10II+X+Y. The sexual chromosomes are giants and asynaptics during meiosis, being considered highly derived, which makes this group an interesting model for evolutionary studies. The study with more refined techniques and the mapping of multigenic families is recent in Coleoptera. Among the Alticinae, only three species have been studied in this field. The objective of the present study was to characterize molecularly and to evaluate the dispersion and karyotypic differentiation provided by multigenic families in Omophoita. Four species were used as model (O. octoguttata, O. personata, O. magniguttis e O. sexnotata) in order to characterize 5S rDNA, H1, H3, H4, U1 snDNA and U2 snDNA sequences from genome DNA. Furthermore, for 5S rDNA, sequences of cDNA and isolated chromosomes (via microdissection) were obtained. These sequences of multigenic families were used as probes for in situ location in Omophoita. Copies of 5S rDNA, H1, H3, H4, U1 snDNA and U2 snDNA sequences with a high similarity to other eukaryotes were determined. In addition, in O. sexnotata were also observed sequences of multigenic families with SNPs, Indels, pseudogenes, invasion by transposable elements (AmnSINE1 in 5S rDNA, LINE L1-9 in histone H1, SINEU-1A in U1 snDNA and LTR DIRS-1 in U2 snDNA). In situ localization detected a chromosomal pair bearing 5S and 18S rDNAs in O. octoguttata and O. personata, two pairs harboring the synteny of rDNAs in O. magnigutis and O. sexnotata, a pair with synteny of the rDNAs, in addition to 5S rDNA sites in all other autosomes. To explain the homogeneity versus heterogeneity of 5S rDNA sequences in O. sexnotata genome the mixed model of concerted evolution and birth and death was proposed. The localization of H1, H3, H4, U1 snDNA and U2 snDNA sequences detected numerous markers in autosomal and sexual chromosomes in the karyotypes of the four species, these genes occur singly or in synteny. The occurence of double-strand breaks (DSBs), non-homologous recombination repair and dispersion mediated by transposable elements were proposed as mechanisms that may have helped in the dispersion of these genic families, creating a perspective to future analyzes of a probable origin of retropseudogenes and functional tissue-specific genes in Omophoita. In conclusion, we report a high level of duplication and dispersion of multigenic families providing genomic variation and karyotype differentiation in this group.1 recurso online : PDF.application/pdfCrisomelideoColeopteroCromossomosGenesGenéticaAnálise cromossômica e molecular de famílias multigênicas no gênero Omophoita (Coleoptera, Chrysomelidae)info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisporreponame:Repositório Institucional da UFPRinstname:Universidade Federal do Paraná (UFPR)instacron:UFPRinfo:eu-repo/semantics/openAccessORIGINALR - T - MICHELE ANDRESSA VIER WOLSK.pdfapplication/pdf5833545https://acervodigital.ufpr.br/bitstream/1884/74926/1/R%20-%20T%20-%20MICHELE%20ANDRESSA%20VIER%20WOLSK.pdf349d7e799dc0034fcea7b7412c77147aMD51open access1884/749262022-04-14 18:51:40.411open accessoai:acervodigital.ufpr.br:1884/74926Repositório de PublicaçõesPUBhttp://acervodigital.ufpr.br/oai/requestopendoar:3082022-04-14T21:51:40Repositório Institucional da UFPR - Universidade Federal do Paraná (UFPR)false
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