Evolução e estrutura cromossômica em espécies do clado Cyperid

Abstract

Em organismos eucariotos, o centrômero é a região dos cromossomos onde há ligação dos microtúbulos do fuso, sendo o mesmo essencial para a estabilidade do genoma ao mediar a segregação mitótica e meiótica. Todavia, existem espécies que possuem cromossomos cujos microtúbulos se ligam ao longo de quase todo o seu comprimento, os chamados cromossomos holocêntricos. Espécies do clado Cyperid, que compreende as famílias Cyperaceae, Juncaceae e Thurniaceae, são genericamente consideradas como holocêntricas. No entanto, recentemente foi descoberto que algumas possuem cromossomos monocêntricos, ou seja, centrômero localizado. Com base nisso, buscamos entender se as linhagens que divergiram primeiro em Cyperaceae são de fato holocêntricas, quais sequências repetitivas compõem o genoma das mesmas, e se as espécies monocêntricas do clado Cyperid possuem sequências centroméricas específicas. No primeiro capítulo, foram realizadas contagens cromossômicas inéditas para espécies de famílias Cyperaceae e Thurniaceae, detectando relativa conservação numérica apesar de variação para a espécie Hypolytrum schraderianum. No segundo capítulo, as frações repetitivas de H. schraderianum e outras duas espécies de Mapanioideae (Diplasia karatifolia e Mapania sylvatica, Cyperaceae) foram caracterizadas. As espécies apresentaram entre 0,275 e 0,335pg/1C e a fração repetitiva correspondeu a valores entre 4.74 – 23% do genoma, com predomínio de DNAs satélites. A fim de identificar o tipo de organização centromérica em H. schraderianum, realizamos imunocoloração com a RpCENH3 e investigamos a distribuição cromossômica dos principais repeats, os quais mostraram padrões característicos para cromossomos monocêntricos, exceto pela ausência de um satélite centromérico. No terceiro capítulo, é apresentado um panorama do DNA repetitivo da espécie monocêntrica Juncus effusus (Juncaceae), assim como da estrutura e composição dos seus centrômeros, os quais foram montados e anotados. O DNA repetitivo de J. effusus é composto principalmente por retroelementos, seguido por DNAs satélites. Através das análises in silico, propomos que três principais satélites compõem os centrômeros e pericentrômeros de J. effusus, em arranjos de diferentes tamanhos intercalados com retroelementos, apesar de não serem exclusivos dessas regiões. Além disso, foi possível confirmar a co-localização do JefSAT1-155 com a CENH3 em parte dos cromossomos. Sendo assim, caracterizamos os cromossomos de outros representantes de Cyperids também como monocêntricos, demonstrando uma organização atípica para espécies com essa organização centromérica.