Mapeamento e caracterização de elementos transponíveis e de sequências repetitivas no cariótipo de três espécies do gênero Hypostomus (Loricaridae)

Abstract

RESUMO: O gênero Hypostomus (Loricaridae) é composto por peixes conhecidos popularmente como cascudos, os quais, devido à grande similaridade morfológica entre si, tornam a taxonomia desse grupo um grande desafio. Análises citogenéticas, clássicas e moleculares, têm contribuído de forma significativa como ferramenta adicional à resolução de questões taxonômicas no grupo. O número diploide e fórmulas cariotípicas diversas, indicam uma evolução divergente, que pode ser explicada pela frequente ocorrência rearranjos cromossômicos. Nesse contexto, o estudo da porção de DNA repetitivo no genoma pode contribuir no entendimento dessas sequências na diversificação cariotípica do grupo, uma vez que nos últimos anos suas funções estruturais ou regulatórias nos genomas têm sido melhor compreendida. Portanto, este estudo teve como objetivo caracterizar citogeneticamente três espécies de Hypostomus, sendo elas, H. regani, Hypostomus aff. paulinus e H. albopunctatus. No presente estudo, as três espécies foram submetidas às análises incluindo marcadores citogenéticos clássicos, como coloração com Giemsa, impregnação por nitrato de Prata (Ag-NORs), bandeamento C, colorações com fluorocromos base-específicos (DAPI e CMA3), e através de abordagens moleculares (Hibridização In Situ Fluorescente - FISH). Realizamos o isolamento e o mapeamento de dois elementos retrotransponíveis (Rex1 e Rex3) e de outras sequências repetitivas presente nos genomas (repetições microssatélites e teloméricas). Nossos dados contribuem com informações acerca da evolução cromossômica, bem como a diversidade cariotípica intra-específica neste grupo, e fornecem evidências da participação dos elementos de retrotransposição (Rex1 e Rex3) e sequências de microssatélites ((CA)15 e (GA)15) atuando na diversificação do genoma dessas espécies, reforçando a hipótese de que essas sequências repetitivas, quando presente no genoma, favorecem a reorganização cariotípica ao longo da evolução do grupo.

ABSTRACT: The genus Hypostomus (Loricaridae) is represented by fishes popularly known as catfishes, which due to a great morphological similarity between them, there is an enormous challenge regarding the taxonomy of this group. Classical and molecular cytogenetic approach have significantly contributed as an additional tool to cope with taxonomic issues in the group. The diploid number and several karyotype formulas indicate a divergent evolution, which can be explained by the occurrence of chromosome rearrangements. In this context, the study of the repetitive portion of DNA in the genome may contribute to the comprehension of such sequences in the karyotype diversification of the catfish group, since in the last years its structural or regulatory functions in genomes have been better understood. Therefore, this study aimed to cytogenetically characterize three distinct species of the genus Hypostomus, they being H. regani, Hypostomus aff. paulinus and H. albopunctatus. The three species were submitted to analyzes including classical cytogenetic markers, such as Giemsa staining, silver-nitrate impregnation (Ag-NORs), C-banding, base-specific fluorochromes staining (DAPI and CMA3) and molecular approaches (fluorescent in situ hybridization - FISH). We performed the isolation and mapping of two retrotransposable elements (Rex1 and Rex3) and other repetitive sequences present in the genomes (microsatellite and telomeric repetitions). Our results contribute with information in regard to chromosome evolution as well as the intra-specific karyotypic diversity in the catfish group. Also, our findings provide evidence of the participation of retrotransposition elements (Rex1 and Rex3) and microsatellite sequences ((CA)15 and (GA)15) acting in the diversification of the genome of the studied species, reinforcing the hypothesis that these repetitive sequences, when present in the genome, favor the karyotypic reorganization throughout the evolution of the catfish group.