Isolamento e análise de sequências de DNA repetitivo em espécies da Tribo Meliponini

Abstract

O DNA repetitivo compõe grandes frações do genoma sendo representado por elementos transponíveis, DNA satélite, minissatélites e microssatélites. Com o avanço de novas tecnologias de estudo, tais como uso de enzimas de restrição, sequenciamento, citogenética molecular, o DNA repetitivo deixou de ser considerado “Junk DNA” e passou a ter suas funções reconhecidas. Como papel na manutenção da heterocromatina, estruturação de centrômeros e telômeros, montagem do cinetócoro e segregação cromossômica. Além disso, essas sequências altamente dinâmicas estão sendo relacionadas com processos de evolução e especiação em diferentes grupos taxonômicos. As abelhas da Tribo Meliponini, apresentam diferenças na distribuição de heterocromatina, tornando-os alvos em estudos com sequências de DNA repetitivo. Esses indivíduos são conhecidos como “abelhas indígenas sem ferrão” e constituem os principais polinizadores, sendo, portanto, importantes para a agricultura e manutenção do ecossistema. No presente estudo, sequências de DNA repetitivo foram analisadas em espécies da Tribo Meliponini, com intuito de auxiliar na compreensão da evolução da heterocromatina neste grupo de abelhas. Sequências de DNA repetitivo foram obtidas por meio de digestão enzimática do DNA total e os fragmentos utilizados como sondas na técnica de Hibridização Fluorescente in situ (FISH) para a identificação de possíveis sequências deste tipo de DNA nos cromossomos. Espécies dos quatro subgêneros de Melipona com alto e baixo conteúdo heterocromático foram investigadas utilizando sequência repetitiva de Melipona mondury. Os resultados dessa análise mostraram a presença dessa sequência na heterocromatina das espécies do subgênero Melikerria, indicando que a mesma é conservada apenas nesse subgênero e que a heterocromatina surgiu de forma independente em Melipona, considerando que Melipona fasciculata, espécie de alto conteúdo de heterocromatina não apresentou nenhuma marcação com a sonda utilizada. A sequência repetitiva de Tetragonisca angustula foi empregada para análise em espécies de diferentes gêneros com diferentes relações filogenéticas. Os resultados mostraram que essa sequência foi conservada apenas entre Tetragonisca angustula e Tetragonisca fiebrigi, resultado este, possivelmente, relacionado com o curto tempo de diversificação entre essas espécies. Nesse estudo mostramos que a heterocromatina é rica de uma determinada sequência de DNA repetitivo e que esta tem alta taxa de diversificação, evoluindo de forma diferente em cada gênero bem como entre as espécies do gênero.

The repetitive DNA makes up large fractions of the genome being represented by transposable elements, satellite DNA, minisatellites and microsatellites. With the advancement of new study technologies, such as the use of restriction enzymes, sequencing, molecular cytogenetics, repetitive DNA is no longer considered "Junk DNA" and has its functions recognized. As role in the maintenance of heterochromatin, structuring of centromere and telomeres, assembly of the kinetochore and chromosome segregation. In addition, these highly dynamic sequences are being related to processes of evolution and speciation in different taxonomic groups. The Meliponini Tribe bees show differences in the distribution of heterochromatin, making them targets in studies with repetitive DNA sequences. These individuals are known as "stingless indigenous bees" and are the main pollinators and are therefore important for agriculture and ecosystem maintenance. In the present study, repetitive DNA sequences were analyzed in Meliponini Tribe species, in order to aid in understanding the evolution of heterochromatin in this group of bees. Repetitive DNA sequences were obtained by enzymatic digestion of the total DNA and the fragments used as probes in Fluorescent Hybridization in situ (FISH) technique to identify possible sequences of this type of DNA in the chromosomes. Species of the four subgenus of Melipona with high and low heterochromatic content were investigated using repetitive sequence of Melipona mondury. The results of this analysis showed the presence of this sequence in the heterochromatin of the species of the subgenus Melikerria, indicating that it is conserved only in this subgenus and that heterochromatin appeared independently in Melipona, considering that Melipona fasciculata, a species of high heterochromatin content did not present no marking with the probe used. The repetitive sequence of Tetragonisca angustula was used for analysis in species of different genera with different phylogenetic relationships. The results showed that this sequence was conserved only between Tetragonisca angustula and Tetragonisca fiebrigi, a result possibly related to the short time of diversification among these species. In this study we showed that heterochromatin is rich in a certain repetitive DNA sequence and that this has a high rate of diversification, evolving differently in each genus as well as among species of the genus.