Rearranjos cromossômicos e sua influência no aparecimento de novas famílias de DNA satélite em Arabidopsis

• Ano de defesa: 2019
• Autor(a) principal: Machado, Gabriela Moreira
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: A. lyrata; A. thaliana; Chromosomal recombination; DNA satélite,; Evolução de satDNA; Recombinação cromossômica; satDNA evolution; Satellite DNA
• Link de acesso: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/11/11137/tde-19112019-113343/

O centrômero é composto por heterocromatina constitutiva, que atua como uma estrutura cromossômica importante. Além de ser um ponto de referência para a separação dos braços cromossômicos, ele é responsável pela correta segregação das cromátides durante o ciclo celular. Esta estrutura indica onde as fibras do fuso mitótico devem se ligar ao cromossomo, formando uma estrutura proteica chamada de cinetócoro. Os centrômeros são compostos principalmente de sequências altamente repetitivas. Uma parte destas sequências é caracterizada como DNA satélite, e aparece organizada em tandem. Estas sequências passam por um processo evolutivo chamado de Evolução em Concerto, que é impulsionado pela acumulação de mutações devido aos mecanismos de deriva molecular. Este processo acaba homogeneizando os DNAs satélites de uma espécie. Algumas famílias de satDNAs são similares em um determinado grupo de espécies, como é no caso do gênero Arabidopsis. Diversos rearranjos cromossômicos ocorreram no processo evolutivo deste grupo. Quatro destas alterações ocorreram em regiões centroméricas e pericentroméricas, somente nos cromossomos ancestrais 6, 7 e 8, similares ao cariótipo moderno de A. lyrata, que deram origem aos cromossomos modernos 4 e 5 de A. thaliana. As três famílias de satDNA de 180pb neste cariótipo ancestral são diferentes da única família presente no cariótipo moderno de A. thaliana. Ademais, esta única família aparece em todos os cinco cromossomos desta espécie. Isso levanta algumas questões, como por exemplo: como a família de 180pb de A. thaliana aparece em todos os cromossomos, sendo que as alterações aconteceram somente nos cromossomos 4 e 5? E o que aconteceu com as outras famílias presentes no cariótipo ancestral? Para responder estas questões, foram realizados procedimentos bioinformáticos. O primeiro passo foi localizar os centrômeros nos sequenciamentos disponíveis em bancos de dados (https://plants.ensembl.org/). No caso de A. thaliana, o software JDotter foi utilizado para construir um DotPlot para localizar as sequências repetitivas, e no caso de A. lyrata, foi realizado um Blast dentro da própria base de dados, com as sequências disponíveis na literatura. Então, o software Tandem Repeats Finder foi utilizado para localizar e extrair as famílias de satDNA do sequenciamento. Estas sequências foram organizadas utilizando o BioEdit, e alinhadas no software MEGA7. Uma árvore de máxima verossimilhança foi construída, e apresentou uma separação clara de ambas as espécies, e que as sequências dos cromossomos 4 e 5 de A. thaliana se apresentaram misturadas em algumas regiões da árvore. Isto mostra que existe uma diferença na homogeneidade destas sequências, mesmo que ambas sejam da mesma família. Este resultado sugere que mudanças no contexto genômico devido aos rearranjos cromossômicos influenciam o processo de homogeneização nestas sequências de satDNA, portanto, influenciando a evolução em concerto.