Orientador: Shirlei Maria Recco Pimentel / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-27T05:02:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rodrigues_MariaMadalena_M.pdf: 15685623 bytes, checksum: a3cc5c24e8796d48cea2c0c1a4e9d253 (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: Os anuros dos gêneros Osteocephalus e Trachycephalus pertencem à subfamília Hylinae e os estudos revelam variações morfológicas para os espécimes desses gêneros, sugerindo a existência de espécies não descritas no grupo e dificultando sua taxonomia. Embora existam vários estudos envolvendo a família Hylidae, análises citogenéticas que envolvam os gêneros Osteocephalus e Trachycephalus são escassas. No presente trabalho foram analisados 43 espécimes das espécies Osteocephalus taurinus, Osteocephalus cf. taurinus, Osteocephalus sp. (aff. taurinus), O. oophagus, Osteocephalus sp., T. typhonius e Trachycephalus sp., de diversas localidades do Brasil. Os cariótipos foram analisados por coloração com Giemsa, bandamendo C, impregnação por prata, DAPI e FISH com sondas de DNA satélite (PcP190), telomérica e de DNAr 28S. Todos os exemplares apresentaram 2n=24 cromossomos caracterizados como metacêntricos, submetacêntricos e subtelocêntricos. A região organizadora do nucléolo (NOR) foi localizada próxima ao centrômero no braço curto do par 10 em todos os Osteocephalus, exceto em Osteocephalus sp. que se encontra no braço longo do par 7, coincidentes com as constrições secundárias. Nos quatro espécimes fêmeas da população de O. cf. taurinus coletados em Laranjal do Jari/AP, foi observado um heteromorfismo na localização da NOR , no qual pode ter ocorrido uma inversão paracêntrica. Em Trachycephalus sp. e T. typhonius, a NOR foi detectada no telômero do braço longo do par 10. A distribuição de blocos heterocromáticos detectados por bandamento C variou entre as populações de Osteocephalus taurinus, contudo, foi observado uma banda constante nos pares 4, 10 e 12, e, adicionalmente, uma banda foi visualizada no braço curto do par 2 nas populações de Ferreira Gomes e Laranjal do Jari /AP. Na população de O. oophagus, o bandamento C foi semelhante a O. taurinus, O. cf. taurinus e O. sp. (aff. taurinus), entretanto uma banda adicional foi visualizada no braço curto do par 7. Em Osteocephalus sp. as bandas C foram detectadas nos pares 7, 8 e 12. Os experimentos de FISH com sonda do DNA satélite PcP190 mostraram sinal de hibridação na região terminal do par 12 de O. taurinus e O. oophagus, sinal mais fraco na região intersticial do braço longo do par 9 em O. oophagus e nas populações de Porto Velho/RO e de Pontes e Lacerda/MT de O. taurinus e na região terminal do braço curto do par 2 em Osteocephalus sp.. Em Trachycephalus sp. foi detectado sinal de hibridação na região pericentromérica do par 2 e em T. typhonius nenhum sinal foi visualizado. Os marcadores utilizados não diferenciaram os cariótipos de O. taurinus e O. oophagus, pois apresentaram cariótipos conservados, mas permitiram diferenciar Osteocephalus sp. das demais espécies analisadas, sugerindo que essa espécie deva ser caracterizada taxonomicamente. Nossos dados revelaram que a sonda de DNA satélite PcP190 pode ser um bom marcador para diferenciação cromossômica das espécies dos gêneros Osteocephalus e Trachycephalus / Abstract: The frogs of the genera Osteocephalus and Trachycephalus belong to the subfamily Hylinae present considerable morphological variation that suggests the existence of a number of as yet undescribed species, hampering taxonomic analyses. While a number of studies have focused on the Hylidae family, few cytogenetic data are available on Osteocephalus or Trachycephalus. In the present study, 43 specimens were examined, representing the species Osteocephalus taurinus, Osteocephalus cf. taurinus, Osteocephalus sp. (aff. taurinus), O. oophagus, Osteocephalus sp., T. typhonius, and Trachycephalus sp., from a variety of Brazilian localities. The karyotypes were analyzed using Giemsa staining, C banding, silver impregnation, and DAPI. Fluorescent in situ hybridization (FISH) was conducted using satellite DNA (PcP190) probes, and telomeric and DNAr 28S sequences. All the specimens presented 2n = 24 chromosomes, including metacentric, submetacentric, and subtelocentric types. The Nucleolus Organizing Region (NOR) was located near the centromere of the short arm in pair 10 in all Osteocephalus specimens, except those of Osteocephalus sp., in which the NOR was found on the long arm of pair 7, coinciding with the secondary constrictions. The location of the NOR in the four female O. cf. taurinus specimens from Laranjal do Jari, in the Brazilian state of Amapá, was heteromorphic, indicating the possible occurrence of a paracentric inversion. In Trachycephalus sp. and T. typhonius, NOR was detected in the telomere of the long arm of pair 10. The distribution of the blocks of heterochromatin detected by C banding varied among the different Osteocephalus taurinus populations, although bands were invariably found in pairs 4,10, and 12, with an additional band being observed in pair 2 in the populations from Ferreira Gomes and Laranjal do Jari, both in Amapá. In the O. oophagus population, the C banding was similar to that found in O. taurinus, O. cf. taurinus, and O. sp. (aff. taurinus), although an additional band was observed in pair 7. In Osteocephalus sp., C bands were detected in pairs 7, 8, and 12. The FISH experiments using the PcP190 satellite DNA probe identified a hybridization signal in the terminal region of pair 12 in O. taurinus and O. oophagus, a weaker signal in the interstitial region of the long arm of pair 9 in O. oophagus and in the O. taurinus populations from Porto Velho (Rondônia) and Pontes and Lacerda, in Mato Grosso, and in the terminal region of the short arm of pair 2 in Osteocephalus sp. A hybridization signal was detected in the pericentromeric region of pair 2 in Trachycephalus sp., while in T. typhonius, no signal was found. The markers used in the present study did not differentiate O. taurinus from O. oophagus, which have conserved karyotypes, but did distinguish Osteocephalus sp. from all the other species, indicating that it is a new taxon, which requires formal identification. Overall, the results supported the use of the PcP190 satellite DNA probe as a marker for the differentiation of the chromosomes of the species of the genera Osteocephalus and Trachycephalus / Mestrado / Biologia Celular / Mestra em Biologia Celular e Estrutural

Nos bancos de dados de T. cruzi há cerca de 3.750 ESTs de amastigotas e tripomastigotas, seqüenciadas a partir das extremidades 5\' ou 3\' de clones de cDNA. A metodologia ORESTES (Open Reading Frame Expressed Sequence Tags) possibilita obter seqüências transcritas parciais derivadas majoritariamente da porção central dos mRNAs, favorecendo a descoberta de novos genes. Neste trabalho, caracterizamos ORESTES de formas infectantes amastigotas e tripomastigotas da cepa humana VL10 (ATVL). A metodologia foi padronizada com formas epimastigotas da cepa CL Brener (ECL), monitorando-se nas preparações de mRNA a contaminação por DNA e a integridade dos transcritos. Populações de cDNA foram obtidas utilizando-se diferentes iniciadores aleatórios. O mesmo iniciador foi empregado nas etapas de RT e PCR, realizada em condições de baixa estringência. Obtivemos 776 e 1522 ORESTES de ECL e ATVL, respectivamente. Após análise com o programa PHRED, aceitaram-se 745 ORESTES de ECL e 1476 de ATVL. As ORESTES apresentaram um tamanho médio de 680 pb e um conteúdo de G+C de 53%. O agrupamento com CAP3 gerou 463 agrupamentos de ECL (360 singletons e 103 contigs) e 454 de ATVL (337 singletons e 117 contigs). A anotação foi feita utilizando-se o programa BLAST contra o banco nr do NCBI. Na biblioteca de ATVL observamos um número elevado de seqüências de RNA ribossômico (27%), amplificadas preferencialmente por dois iniciadores. Para ECL, a contaminação por rRNA foi de 3,6%. Para cerca de 50% das ORESTES de ATVL (n= 729) foi encontrada similaridade em bancos de dados de proteínas. Destas, 316 apresentaram similaridade com proteínas putativas conhecidas e 413 foram anotadas como proteínas hipotéticas e hipotéticas conservadas. Para 87 ORESTES de ATVL (5,9%) não foi observada nenhuma similaridade. 628 ORESTES de ECL (84%) apresentaram similaridade com proteínas depositadas em bancos públicos, ao passo que nenhuma similaridade foi encontrada para 18 cDNAs (2,4%). Ensaios de Southern blot confirmaram a presença de 4 ORESTES no match analisadas nos genomas das duas cepas. Não puderam ser atribuídas a processos biológicos conhecidos 39% e 68% das seqüências dos contigs de ECL e ATVL, respectivamente. Nos processos de Proteólise e Peptidólise, estão incluídas 11% das ORESTES de ECL e 0,3% das ORESTES de ATVL. Outras diferenças funcionais putativas foram observadas. A abundância diferencial dos transcritos de algumas ORESTES foi analisada por northern blot nos estágios evolutivos das cepas. Southern blot do contig ATVL95 originou um padrão de hibridização com múltiplas bandas, característico de seqüências repetitivas. Este contig corresponde ao transcrito do DNA satélite de 195 pb (195 SAT), uma seqüência repetitiva que perfaz cerca de 10% do genoma de T. cruzi e cuja transcrição é controversa na literatura. A transcrição do 195 SAT foi comprovada por experimentos de + northern blot e por RT-PCR. Transcritos de 195 SAT foram detectados nas frações de RNA de poliA+ e poliA-. Esses transcritos não conteriam a seqüência SL, presente nos mRNAs de tripanossomatídios. e poliA Utilizando oligonucleotídios complementares às duas fitas de 195 SAT concluímos que ambas são transcritas. Embora esteja claro que 195 SAT é transcrito, sua função biológica permanece desconhecida. / In T. cruzi databases, aproximately 3.750 ESTs of amastigotes and trypomastigotes, sequenced from the 3´ or 5´ ends cDNA clones can be found in T. cruzi databases. The ORESTES (Open Reading Frame Expressed Sequence Tags) methodology generates partial transcribed sequences derived mainly from the central portions of mRNAs, favoring the discovery of new genes. In this work, we have characterized ORESTES sequences from the infective amastigote and trypomastigote forms of the human strain VL10 (ATVL). The methodology was standardized with epimastigotes of the CL Brener strain (ECL), monitoring in the mRNA population DNA contamination and the integrity of the transcripts. cDNA populations were obtained using different arbitrarily selected, nondegenerate primers. The same primer was used in the RT and PCR steps, performed under low-stringency conditions. We obtained 776 and 1522 ORESTES of ECL and ATVL, respectively. After analysis with PHRED program, 745 ORESTES of ECL and 1476 of ATVL were accepted for further characterization. ORESTES showed a medium size of 680 bp and a G+C content of 53%. Clustering with CAP3 generated 463 unique sequences of ECL (360 singletons and 103 contigs) and 454 of ATVL (337 singletons and 117 contigs). The annotation was made with BLAST program against the NCBI nr database. In the ATVL library we observed an elevated number of ribosomal RNA sequences (27%), amplified mainly by two primers. In the ECL library, rRNA contamination was about 3.6%. Approximately 50% of the ATVL sequences (n= 729) were found in protein databases. From these, 316 showed similarity with putative known proteins and 413 were annotated as hypothetical proteins and hypothetical conserved proteins. No hit was observed for 87 ORESTES of ATVL (5.9%). 628 ORESTES of ECL (84%) showed similarity with proteins in public databases, while for 18 cDNAs (2.4%) no similarity was found. Southern blot assays confirmed the presence of four no match analyzed ORESTES in the genomes of the two strains. No known biological process could be assigned to 39% and 68% of the sequences of ECL and ATVL contigs, respectively. In Proteolysis and Peptidolysis processes 11% and 0.3% of ECL and ATVL ORESTES were allocated, respectively. Additional putative functional differences were observed. The differential abundance of transcripts of some ORESTES was analyzed by northern blot assays in the developmental stages of the strains. Southern blot of the contig ATVL95 originated a hybridization pattern with multiple bands, characteristic of repetitive sequences. This contig corresponds to the transcript of the 195 bp satellite DNA (195 SAT), a repetitive sequence that accounts for 10% of the T. cruzi genome and whose transcription is controversial in the literature. The transcription of the 195 SAT was evidenced by northern blot and RT-PCR experiments. Transcripts of 195 SAT were detected in polyA+ and poly- RNA fractions. These transcripts apparently do not contain the SL sequence, present in trypanosomatid mRNAs. By using oligonucleotides complementary to the two strands of 195 SAT, we concluded that both strands are transcribed. Although it is clear that 195 SAT is transcribed, its biological function remains unknown.

O presente trabalho teve como objetivos estimar os efeitos da inclusão de linha materna e do DNA mitocondrial (mtDNA) nos modelos de avaliação genética, avaliar o efeito do DNA satélite em características de desenvolvimento ponderal, bem como estimar parâmetros genéticos para características de carcaça e idade ao primeiro parto. Análises do mtDNA foram realizadas a partir de sangue coletado de 457 animais da raça Nelore, linhagem Lemgruber. Para as características de desenvolvimento ponderal foram analisados 14.432 registros de produção relacionados com 16.561 animais no pedigree. Para característica reprodutiva e as de carcaça foram analisados 4.621 registros de idade ao primeiro parto e 951 registros de área de olho de lombo e espessura de gordura subcutânea, relacionados com 7.135 registros de pedigree. As estimativas dos efeitos de linha materna e DNA mitocondrial foram analisadas sob 5 modelos diferentes. Os componentes de (co)variância para idade ao primeiro parto e características carcaça foram estimados em análises uni e bicaracterísticas. Não foram encontrados efeitos significativos de linhagem materna ou de DNA mitocondrial sobre as características de produção. Entretanto, foi verificado que animais com mitocôndria de origem Bos taurus, apresentam uma pequena superioridade na média de seus valores genéticos para as características de desenvolvimento ponderal. Animais com padrão de DNA satélite B tiveram suas médias ligeiramente superiores aos outros padrões. Os efeitos da precocidade de acabamento sobre a precocidade sexual devem ser avaliados utilizando-se estruturas de dados mais adequadas. / The aim of this research was to estimate the effect of the maternal lineage and mitochondrial DNA inclusion in the genetic evaluation model for growth traits, to evaluate the satellite DNA effect in these traits and to estimate genetic parameters for carcass traits and age at first calving. Blood samples were collected to mtDNA analysis from 457 Nellore cattle. Growth traits were analyzed from 14,432 production data and 16,561 pedigree data. Reproductive and carcass traits were analyzed from 4,621 age at first calving data and 951 loin-eye area and subcutaneous fat thickness data related to 7,135 pedigree data. Maternal lineage and mitochondrial DNA estimative were analyzed under 5 different models, (co)variance components for age at first calving and carcass traits were estimated in single and multiple-trait. There were no significant effects of maternal lineage or mitochondrial DNA related to production traits, but animals harboring Bos taurus mtDNA showed a low superiority on breeding values average for growth traits and animals harboring satellite DNA B pattern also showed a low superiority related to the other patterns. Further studies are suggested to evaluate the backfat thickness precocity effect related to sexual precocity.

Made available in DSpace on 2017-07-21T20:00:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Patricia Barbosa.pdf: 1571215 bytes, checksum: daac7b661ca93cbfd05ca0e7cda85213 (MD5) Previous issue date: 2013-02-08 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The most part of the eukaryote genomes is constituted for repetitive DNA or multiple copies DNA, which has already been considered as “junk”, may be associated to the heterochromatin. In this study three Astyanax scabripinnis populations from Pindamonhangaba and Guaratinguetá (SP, Brazil) rivers and stream and one population from Maringá (PR, Brazil) were analyzed about the nucleolar organizing region (NORs), As51 satellite DNA, 18S and 5S rDNA location. Moreover, repetitive sequences were isolated and mapped through Cot-1 technique, which showed homology with UnaL2, a LINE type retrotransposon. The fluorescent in situ hybridization (FISH), with the isolated built retrotransposon probe, evidenced disperse labeled and stronger in centromeric and telomeric chromosomes regions, co-located and interspersed with the 18S DNAr and As51, proven by the fiber-FISH technique. The B chromosome of those populations showed very conspicuous labeled with the LINE probe, also co-located with the As51 sequences. The NORs were actives in a single site of a homologue pair in all three populations, with no evidence that the transposable elements and repetitive DNA have influence in its regulation at the performed analyzes level. / A maior parte do genoma dos eucariotos é constituída por DNA repetitivo ou DNA de múltiplas cópias, o qual já foi considerado “lixo”, podendo estar associado à heterocromatina. Neste estudo foram analisadas três populações de Astyanax scabripinnis provenientes de rios e córregos de Pindamonhangaba e Guaratinguetá (SP, Brasil) e uma população da cidade de Maringá (PR, Brasil) quanto a localização das regiões organizadoras de nucléolo (RONs), DNA satélite As51, DNA ribossomal (DNAr) 18S e DNAr 5S. Ainda, foram isoladas e mapeadas sequências repetitivas por meio da técnica de Cot-1, que mostrou homologia com UnaL2, retrotransposon do tipo LINE. A hibridação in situ fluorescente (FISH), com sonda construída para o retrotransposon isolado, evidenciou marcações dispersas e mais concentradas em regiões centroméricas e teloméricas dos cromossomos, co-localizadas e interespaçadas com DNAr 18S e As51, comprovada pela técnica de fiber-FISH. O cromossomo B das populações mostrou marcações bastante conspícuas com a sonda LINE, também co-localizada com sequências As51. As RONs apresentaram-se ativas em sítios únicos de um par homólogo nas três populações, não havendo indícios de que elementos transponíveis e DNA repetitivo tenham influência na sua regulação ao nível das análises realizadas.

Submitted by KETERYNE RODRIGUES DA SILVA null (kethy-rs@hotmail.com) on 2016-04-18T13:44:34Z No. of bitstreams: 1 Dissertação PRONTA pdf.pdf: 2073917 bytes, checksum: a152ff76ebcbbec56c3a78a1d420c107 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Paula Grisoto (grisotoana@reitoria.unesp.br) on 2016-04-18T19:53:38Z (GMT) No. of bitstreams: 1 silva_kr_me_rcla.pdf: 2073917 bytes, checksum: a152ff76ebcbbec56c3a78a1d420c107 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-18T19:53:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 silva_kr_me_rcla.pdf: 2073917 bytes, checksum: a152ff76ebcbbec56c3a78a1d420c107 (MD5) Previous issue date: 2016-03-09 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O DNA pode estar organizado no genoma em sequências de cópias únicas e em sequências que se repetem várias vezes, denominadas sequências repetitivas. Estas sequências são constituídas basicamente por repetições em tandem (satélites, minissatélites e microssatélites) ou dispersas (transposons ou retrotransposons), e parecem estar envolvidas em diversos eventos celulares importantes, como por exemplo nos processos de replicação do DNA, de recombinação, de expressão gênica e de evolução dos cromossomos, auxiliando na manutenção e propagação do material genético celular. Em nível cromossômico parecem ser responsáveis por proporções significativas das variações cariotípicas observadas em diversos grupos. O gênero Ancistrus (Siluriformes, Loricariidae) apresenta atualmente 68 espécies nominais, e uma enorme quantidade de espécies ainda não identificadas. Alguns trabalhos vêm utilizando sequências repetitivas também em análises citogenéticas e moleculares para identificação de cromossomos homólogos e marcadores cariotípicos interessantes que podem auxiliar os trabalhos de identificação de espécies. Apesar de serem amplamente estudadas em diversos organismos, há ainda muito a ser entendido sobre essas sequências e sua organização no genoma. Este trabalho teve como objetivo isolar sequências repetitivas no genoma de espécies de Ancistrus, afim de encontrar possíveis marcadores para o gênero, que pudessem contribuir para o entendimento da taxonomia deste grupo, bem como auxiliar no entendimento do processo de evolução dos cromossomos sexuais dessas espécies. Dentre as sequências isoladas está um transposon da família TC1/mariner que se mostrou presente em todos os cromossomos das espécies analisadas e dois DNAs satélites que se apresentam acumulados em regiões centroméricas de alguns cromossomos. Sendo assim, este estudo resultou em dados que poderão contribuir com o entendimento da evolução cariotípica do gênero Ancistrus bem como fornecer mais informações sobre características e evolução dos cromossomos sexuais em peixes. / DNA may be organized in the genome as single copy sequences and as sequences that are repeated several times, called repetitive sequences. These sequences are basically constituted by tandem repeats (satellites, minisatellites and microsatellites) or scattered (transposons and retrotransposons), and seem to be involved in important cellular events such as, DNA replication process, recombination, gene expression and chromosome evolution, assisting in maintenance and spread the genetic material of cells. At chromosome level, seems to be significant proportions of karyotypic variations observed in several groups. The genus Ancistrus (Siluriformes, Loricariidae) has, actually, 68 nominal species and several species not identified yet. Repetitive sequences have been used in molecular cytogenetic analysis for identification of homologous chromosomes and interesting karyotypic markers that can assist in species identification works. Despite being widely studied in several organisms, there is still much to be understood about these sequences and their organization in the genome. This study aimed to isolate repetitive sequences in the genome of Ancistrusspecies in order to find possible markers for the genus, which could contribute to the understanding of the taxonomy of this group and to the understanding of the process of evolution of sex chromosomes of these species. Among the isolated sequences, there is a family of TC1/mariner transposon that showed to be present in all the chromosomes of the analyzed species, and two satellites DNAs that have accumulated in centromeric regions. Thus, this study resulted in data that could be contribute to understanding the karyotype evolution of Ancistrus genus as well as providing more information on the characteristics and evolution of sex chromosomes in fish.

O presente trabalho teve como objetivos estimar os efeitos da inclusão de linha materna e do DNA mitocondrial (mtDNA) nos modelos de avaliação genética, avaliar o efeito do DNA satélite em características de desenvolvimento ponderal, bem como estimar parâmetros genéticos para características de carcaça e idade ao primeiro parto. Análises do mtDNA foram realizadas a partir de sangue coletado de 457 animais da raça Nelore, linhagem Lemgruber. Para as características de desenvolvimento ponderal foram analisados 14.432 registros de produção relacionados com 16.561 animais no pedigree. Para característica reprodutiva e as de carcaça foram analisados 4.621 registros de idade ao primeiro parto e 951 registros de área de olho de lombo e espessura de gordura subcutânea, relacionados com 7.135 registros de pedigree. As estimativas dos efeitos de linha materna e DNA mitocondrial foram analisadas sob 5 modelos diferentes. Os componentes de (co)variância para idade ao primeiro parto e características carcaça foram estimados em análises uni e bicaracterísticas. Não foram encontrados efeitos significativos de linhagem materna ou de DNA mitocondrial sobre as características de produção. Entretanto, foi verificado que animais com mitocôndria de origem Bos taurus, apresentam uma pequena superioridade na média de seus valores genéticos para as características de desenvolvimento ponderal. Animais com padrão de DNA satélite B tiveram suas médias ligeiramente superiores aos outros padrões. Os efeitos da precocidade de acabamento sobre a precocidade sexual devem ser avaliados utilizando-se estruturas de dados mais adequadas. / The aim of this research was to estimate the effect of the maternal lineage and mitochondrial DNA inclusion in the genetic evaluation model for growth traits, to evaluate the satellite DNA effect in these traits and to estimate genetic parameters for carcass traits and age at first calving. Blood samples were collected to mtDNA analysis from 457 Nellore cattle. Growth traits were analyzed from 14,432 production data and 16,561 pedigree data. Reproductive and carcass traits were analyzed from 4,621 age at first calving data and 951 loin-eye area and subcutaneous fat thickness data related to 7,135 pedigree data. Maternal lineage and mitochondrial DNA estimative were analyzed under 5 different models, (co)variance components for age at first calving and carcass traits were estimated in single and multiple-trait. There were no significant effects of maternal lineage or mitochondrial DNA related to production traits, but animals harboring Bos taurus mtDNA showed a low superiority on breeding values average for growth traits and animals harboring satellite DNA B pattern also showed a low superiority related to the other patterns. Further studies are suggested to evaluate the backfat thickness precocity effect related to sexual precocity.

Orientador: Diogo Cavalcanti Cabral-de-Mello / Resumo: Uma característica comum da evolução dos cromossomos sexuais é a acumulação de DNAs repetitivos, que estão envolvidos em sua diversificação e degeneração. Em gafanhotos o sistema ancestral dos cromossomos sexuais é o XO, mas em algumas espécies os cromossomos sexuais neo-XY surgiram por translocação Robertsonian entre o X ancestral e um par autossômico. Esse é o caso do Ronderosia bergii (Acrididae: Melanoplinae) que adicionalmente também apresentou uma grande inversão pericentrica no neo-Y, fazendo com que essa seja uma espécie singular para o entendimento da evolução dos cromossomos sexuais. Nesse estudo foi caracterizado os DNA satélites e Elementos de Transposição da espécie, com enfoque no entendimento das diferenças entre macho e fêmea e que estão putativamente associados aos cromossomos sexuais. Foi encontrado um total de 54 famílias de DNAs satélites e 56 famílias de TEs. Os DNAsat foram 13,5% mais abundantes no genoma do macho, enquanto os TEs foram apenas 1,02% mais abundantes no genoma da fêmea, evidenciando alta amplificação dos DNAsat no cromossomo neo-Y e menor envolvimento dos TEs na diferenciação dos cromossomos sexuais. A alta diferenciação entre os cromossomos sexuais é observada pela amplificação de múltiplos DNAsat no neo-Y com ocorrência de famílias exclusivamente mapeadas nesse cromossomo, entretanto, algum grau de homologia foi observado. Os dados do mapeamento dos DNAsat evidenciou um alto turnover dos neo-cromossomos sexuais em R.bergii em nível intra... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: A common characteristic along sex chromosome evolution is the accumulation of repetitive DNAs, which could account for their diversification and degeneration. In grasshoppers the ancestral sex chromosome system is XO, but in some species neo-XY sex chromosome emerged by Robertsonian translocation with an autosomal pair. This is the case of the Melanoplinae Ronderosia bergii that additionally present a large pericentric inversion in the neo-Y, making this a singular species to understand evolution of sex chromosomes. Here we characterized the satellite DNAs and Transposable Elements of the species focused in the understanding of differences between male and female genomes that are putatively associated with sex chromosomes. We found a total of 54 satDNA families and 56 families of TEs. The satDNAs were 13.5% more abundant in male genomes, while TEs were only about 1.02% more abundant in female genome, evidencing high amplification of satDNAs on neo-Y chromosome and minor role of TEs in sex chromosome differentiation. The high differentiation between the sex chromosomes is demonstrated by amplification of multiply satDNAs in neo-Y and occurrence of families exclusively mapped on this chromosome, although some degree of homology was noticed. Our data of chromosomal mapping of satDNAs evidenced high turnover of neo-sex chromosomes in R. bergii at intrapopulation level, caused by multiply paracentric inversions and other rearrangements like amplifications and transpositions. Final... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Submitted by OCTAVIO MANUEL PALACIOS GIMÉNEZ null (opalacios7@gmail.com) on 2018-01-10T10:10:20Z No. of bitstreams: 1 Tesis_completa.pdf: 26112515 bytes, checksum: 3ddefcdf63a47077ccb1b62c384cae1b (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Aparecida Puerta null (dripuerta@rc.unesp.br) on 2018-01-10T18:40:10Z (GMT) No. of bitstreams: 1 gimenez_omp_dr_rcla.pdf: 25788766 bytes, checksum: da0e0599de64bcf81bfb8ddceda0c8e7 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-01-10T18:40:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 gimenez_omp_dr_rcla.pdf: 25788766 bytes, checksum: da0e0599de64bcf81bfb8ddceda0c8e7 (MD5) Previous issue date: 2017-12-12 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Os cromossomos sexuais se originam independentemente de um par de homólogos autossômicos e em várias linhagens apresentam características comuns, tais como acúmulo de vários tipos de DNA repetitivo, restrição da recombinação e perda ou ganho de genes devido á diferenciação morfológica e genética entre os cromossomos sexuais X e Y ou Z e W. Estas características representam um exemplo fascinante de convergência evolutiva. Em Orthoptera, o sistema cromossômico sexual comumente encontrado na maioria das espécies estudadas é do tipo X0♂/XX♀. Entretanto, sistemas cromossômicos sexuais derivados dos tipos neo-XY♂/XX♀ e neo- X1X2Y♂/X1X1X2X2♀ são também observados, surgindo repetidamente por fusões cêntricas e em tandem, inversões e dissociações envolvendo cromossomos sexuais ancestrais e autossomos. O presente trabalho teve três objetivos. Primeiro, entender o possível papel dos DNAs repetitivos na estrutura/diversificação dos cromossomos sexuais simples e derivados, a partir do isolamento e mapeamento físico de sequências, tais como, famílias multigênicas, DNA satélite (DNAsat) e microssatélites, nas espécies Gryllus assimilis, Cycloptiloides americanus e Eneoptera surinamensis. Segundo, testar e comparar transcrição diferencial de DNAsat entre diferentes tecidos, sexos e espécies a partir de transcriptomas de Gryllus assimilis, G. bimaculatus, G. firmus e G. rubens, com o objetivo de entender os possíveis papéis funcionais destas sequências na regulação gênica, modulação da cromatina e como componentes funcionais de importantes estruturas como telômeros, centrômeros e cromossomos sexuais. Terceiro, a partir de transcriptomas de espécies de grilos (Gryllus assimilis, G. bimaculatus e G. firmus) prospectar genes codificadores de proteínas relacionados com a determinação sexual, envolvidos com o fitness reprodutivo e genes enviesados do sexo, responsáveis pelas diferenças fenotípicas entre machos e fêmeas, e tentar elucidar de uma maneira comparativa os fatores evolutivos atuando nestes loci. Origem de novo de cromossomos sexuais mediante rearranjos cromossômicos, assim como acúmulo de DNA repetitivo que levaram a diferenciação entre cromossomos sexuais são relatados em C. americanus (X1X20) e E. surianmensis (neo-X1X2Y). Estas características observadas em grilos representam outro caso notável de convergência evolutiva devido os cromossomos sexuais não relacionados compartilharem muitas propriedades entre táxons distantes. Acúmulo surpreendente de loci de DNAsat foi encontrado no neo-Y altamente diferenciado de E. surinamensis, incluindo 39 DNAsat representados em excesso neste cromossomo, que é a maior diversidade de DNAsat até agora relatada para cromossomos sexuais. Foi documentado que, particularmente os DNAsat, contribuíram grandemente para o aumento de tamanho genômico entre G. assimilis e E. surinamensis. Um achado interessante foi a identificação de DNAsat conservados entre espécies de grilos (Gryllus assimilis, G. bimaculatus e G. firmus), mas transcritos diferencialmente. Os dados relativos à presença de DNAsat no genoma de G. assimilis foram discutidos em um contexto evolutivo, com dados transcricionais permitindo comparações entre os sexos e entre os tecidos quando possível. Foram discutidas hipóteses para a conservação e transcrição de DNAsat em Gryllus, que podem resultar do seu papel na diferenciação sexual no nível da cromatina, na formação da heterocromatina e na função centromérica. Outra descoberta foi a identificação de genes determinantes do sexo e outros genes relacionados ao fitness reprodutivo, como a biossíntese de hormônios de insetos e ritmo circadiano entre espécies de Gryllus. Os efetores e os alvos downstream das vias de determinação do sexo foram previamente identificados em outros insetos, mas nunca em Orthoptera. Usando G. assimilis como modelo para estudar genes enviesados do sexo foi possível identificar um conjunto de genes altamente expressos que podem explicar diferenças fenotípicas entre os sexos. Estimou-se que os genes codificadores de proteínas relacionadas com a diferenciação sexual e com o fitness reprodutivo evoluem mais rapidamente do que os genes não reprodutivos (genes housekeeping) como resultado de uma forte seleção positiva nos primeiros. Além disso, foi encontrado que as espécies estudadas apresentam níveis excepcionalmente elevados de duplicações gênicas. As descobertas sugerem que as duplicações gênicas podem desempenhar um papel na expressão de genes enviesados do sexo no grilo de campo G. assimilis, uma espécie que no futuro provavelmente irá fornecer informações sobre genômica funcional e epigenética da determinação do sexo. / Sex chromosomes have arisen independently from an ordinary autosomal pair and in several lineages they present common characteristics, such as accumulation of distinct classes of repetitive DNAs, restriction of the recombination and loss or gain of genes due to the morphological and genetic differentiation between the sexual chromosomes X and Y or Z and W. These characteristics represent a fascinating example of evolutionary convergence. In Orthoptera, the X0♂/XX♀ sex-determining system is considered modal but eventually, diverse sex chromosome systems evolved several times, such as neo-XY♂/XX♀, X1X20♂/X1X1X2X2♀ and even neo- X1X2Y♂/X1X1X2X2♀. It was found that particularly centric fusions (i.e., Robertsonian translocations) and tandem fusions with autosomes, dissociations and inversions contributed to the formation of neo-sex chromosomes in Orthoptera. The present work had three objectives. First, get insights of the role of repetitive DNAs in the structure/diversification of simple and derivative sex-chromosomes by isolation and physical mapping of repetitive DNA sequences, such as multigene families, satellite DNA (satDNA) and microsatellites using Gryllus assimilis, Cycloptiloides americanus e Eneoptera surinamensis, as models. Second, looking at differential satDNA transcription between different tissues, sexes, and species from transcriptomes of Gryllus assimilis, G. bimaculatus, G. firmus and G. rubens, I tried to understand the possible functional roles of these sequences in gene regulation, chromatin modulation and as functional components of important structures such as telomeres, centromeres and sex chromosomes. Third, using transcriptomes from cricket species (Gryllus assimilis, G. bimaculatus and G. firmus), I searched for genes encoding proteins related to sexual determination, reproductive fitness and sex-biased genes which are responsible for the phenotypic differences between males and females. I also tried to elucidate in a comparative way the evolutionary factors acting at these loci. De novo origin of sex chromosomes by chromosomal rearrangements, as well as repetitive DNA accumulation that led to the differentiation between sex chromosomes are reported for C. americanus (X1X20) e E. surianmensis (neo-X1X2Y). These features observed in crickets represent another remarkable case of evolutionary convergence because unrelated sex chromosomes share many common properties among distant taxa. Especially astonishing accumulation of satDNAs loci was found in the highly differentiated neo-Y, including 39 satDNAs over-represented in this chromosome, which is the greatest satDNAs diversity yet reported for sex chromosomes. It has been documented that, particularly the satDNA, contributed greatly to the increase in genomic size between G. assimilis and E. surinamensis. An interesting finding was the identification of satDNA conserved among species of crickets (Gryllus assimilis, G. bimaculatus and G. firmus), but differentially transcribed. The data regarding satDNA presence in G. assimilis genome was discussed in an evolutionary context, with transcriptional data enabling comparisons between sexes and across tissues when possible. I discussed hypotheses for the conservation and transcription of satDNAs in Gryllus, which might result from their role in sexual differentiation at the chromatin level, heterochromatin formation, and centromeric function. Another finding was the identification of sex-determining genes and other genes related to reproductive fitness, such as biosynthesis of insect hormones and circadian rhythm among Gryllus species. The effectors as well as downstream targets of sex-determination pathways have been previously identified in other insects but never in Orthoptera. Using G. assimilis to study sex-biased genes I identified a set of highly expressed genes that might account for phenotypic differences between sexes. Furthermore, I estimated that proteinencoding reproductive genes evolve faster than non-reproductive genes as result of strong positive selection at those loci. It was documented that the species studied harbor exceptionally high levels of gene duplications. The findings suggest that gene duplications may play a role in sex-biased genes expression in the field cricket G. assimilis, a species likely to yield insights into the functional genomics and epigenetics of sex determination. / FAPESP: 2014/02038-8

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O gênero de plantas Rhynchospora (Cyperaceae), um dos diversos grupos com esse tipo cromossômico, apresenta espécies com cariótipos entre 2n = 4 e 2n = 58, cuja variação é atribuída à poliploidia e a eventos de quebra/fusão, levando a disploidias. Quanto à distribuição de DNAsat, o único relato até o momento revelou uma baixa proporção dessas sequências, com o único repeat identificado (Tyba) associado aos holocentrômeros. Com o intuito de entender como a estrutura centromérica difusa interfere na organização de sequências ao longo do cromossomo e na evolução do cariótipo como um todo, foram realizadas uma análise de reconstrução dos números cromossômicos ancestrais de Rhynchospora em um contexto filogenético e a caracterização de DNAsats em três espécies do gênero. O complemento cromossômico 2n = 10 foi indicado como o mais provável para o ancestral do gênero, tendo sido mantido em diferentes taxa. A maioria dos clados mostrou números estáveis e a homoplasia de cariótipos foi observada em uma frequência relativamente baixa. Os genomas de R. ciliata/R. globosa e R. tenuis apresentaram duas e uma família(s) de DNAsat, respectivamente, com um padrão de condensação típico (blocos condensados em intérfase). Uma localização preferencial nos terminais cromossômicos foi observada apenas para os DNAsat de R. globosa. Três tipos de cromatina foram revelados pela distribuição dessas sequências: (1) associadas à heterocromatina e presente na forma de cromocentros em intérfase e blocos nos cromossomos metafásicos (R. ciliata e R. globosa); (2) compactados em interfase mas parcialmente descondensados em metáfase e não diretamente associados à heterocromatina (R. ciliata e R. tenuis); ou (3) associados aos holocentrômeros (R. ciliata e R. tenuis). De forma geral em Rhynchospora, os eventos de fusão e fissão parecem atuar localmente no remodelamento dos cariótipos e as sequências satélites não mostram uma tendência única de distribuição. A estrutura centromérica difusa, portanto, não determina em larga escala a dinâmica evolutiva dos cromossomos do gênero. / Holocentric chromosomes show diffuse kinetochore activity, what would lead to fast evolution of chromosome numbers and a biased distribution of satellite repeats. The plant genus Rhynchospora (Cyperaceae) possesses holocentric chromosomes and shows a large chromosome number variation (2n = 4 to 2n = 58) attributed to polyploidy and frequent fusion/fission events, leading to dysploidy. Regarding satellite repeats (satDNA), the only investigated species showed a low proportion of these sequences, with the single family identified associated to the holocentromeres. In the present work, aiming to better understand how the diffuse centromere organisation could interfere with the distribution of satellite repeats along the chromosomes and with the karyotype evolution as a whole, we combined a reconstruction of Rhynchospora chromosome numbers in a phylogenetic framework and the characterisation of satellite repeats in three selected species. The karyotype with 2n = 10 was suggested as the ancestral state and was maintained in different lineages. Most of the clades showed stable chromosome number and recurrent karyotypes changes (leading to homoplasies) were detected in low frequency. All Rhynchospora species analysed (R. ciliata, R. globosa and R. tenuis) showed a higher diversity of satellite repeats than R. pubera, with most of the repeats showing a typical condensation profile (clustered in interphase). A preferential terminal location on chromosomes was only observed for R. globosa satDNAs. These sequences, however, might represent different chromatin types, organized in distinct ways: (1) associated to the heterochromatin and clustered in interphase and metaphase (identified in R. ciliata and R. globosa only); (2) clustered in interphase but partially decondensed in metaphase and not associated to heterochromatin domains (R. ciliata e R. tenuis); (3) associated to the holocentromeres (R. ciliata e R. tenuis). Taken together, at least for Rhynchospora, fusion/fission events may not act in a broader way in the reshuffling of karyotypes and satellite repeats distribution do not appeared to be biased towards the chromosome termini. A non-localized centromere, therefore, must not constrain, in a large scale, the chromosome evolution of the genus.