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Tipo: Tese
Título: Construção de sondas cromossomo-específicas a partir da microdissecção de um cromossomo
Chromosome specific probe construction from a single microdissected chromosome
Autor(es): Soares, Fernanda Aparecida Ferrari
Abstract: Sondas cromossomo-específicas referem-se a um conjunto de sequências de DNA marcadas com fluorescência, específicas de um par cromossômico, visualizadas através da hibridização em preparações citogenéticas. Tais sondas possibilitam a visualização altamente sensível e exclusiva de cromossomos individuais, ampliando a resolução diferencial de cariótipos. Elas podem ser empregadas em análises de organização do genoma, genômica comparativa, estudos evolutivos e filogenéticos, auxiliar na identificação de pares de homólogos, comparação cariotípica e obtenção de mapas físicos com marcas que auxiliem em programas de melhoramento genético. Técnicas de microdissecção de cromossomos, juntamente com métodos de isolamento e amplificação do DNA microdissectado, representam ferramentas úteis para serem aplicadas na construção dessas sondas cromossomo-específicas. Um fator considerado limitante no uso da microdissecção é a necessidade de coletar em torno de 20 cópias de um determinado cromossomo. Isso implica na necessidade de reconhecimento prévio do alvo e a certeza na identificação. A utilização de um único cromossomo resolve essa questão e possibilita a construção de sondas sem necessidade de identificação prévia, além de reduzir os esforços relativos à microdissecção. Considerando o potencial informativo dessas sondas e o desafio de construí-las a partir de um único cromossomo, o presente trabalho foi realizado com objetivo de padronizar metodologias para construção de sondas cromossomo-específicas a partir de um cromossomo isolado por microdissecção. Para tanto, foram realizadas adaptações das técnicas para obtenção de cromossomos mitóticos e meióticos adequados para caracterização cariotípica e aplicação das técnicas de microdissecção e hibridização in situ fluorescente. Foram utilizadas metáfases provenientes de cultura de linfócitos humanos para padronização de (i) métodos de microdissecção; (ii) enzimas adequadas e condições de amplificação de um cromossomo por DOP-PCR; (iii) enzimas para a marcação fluorescente das sondas por random primer e (iv) condições de estringência para a hibridização in situ fluorescente (FISH). Após essas padronizações iniciais, as metodologias foram empregadas em milho (Zea mays) e pimentão (Capsicum annuum) para primeiros testes envolvendo espécies vegetais. Foram obtidas sondas cromossomo-específicas para o par 2 do cariótipo humano, para o par cromossômico 1 de milho e para pimentão (provavelmente o par 7 ou 8). Esses resultados demonstraram que, apesar da construção de sondas cromossomo-específicas ser uma metodologia extensa e desafiadora, a padronização de cada etapa possibilitou a marcação de um par específico a partir da coleta de um único cromossomo para humano, milho e pimentão. A microdissecção, a transferência do material para o microtubo e a comparação de diferentes parâmetros na amplificação por DOP-PCR foram consideradas como as etapas mais críticas do processo. A qualidade das preparações cromossômicas foi um fator crucial para aplicação das metodologias de microdissecção e FISH. Esse trabalho revela estratégias baseadas na microdissecção de um único cromossomo que possibilitaram a produção de sondas cromossomo-específicas para diferentes organismos, como humano, milho e pimentão. As etapas padronizadas poderão direcionar os procedimentos de construção de sondas cromossomo-específicas para todos os cromossomos dos cariótipos das espécies utilizadas nesse trabalho, bem como poderão ser aplicadas em outras plantas.
Chromosome-specific probes are DNA sequences, fluorescently labelled specifically for a chromosome pair. Such probes can be applied for analysis in evolutionary and phylogenetic studies, for karyotype comparison and to obtain physical maps that help in plant breeding programs. Techniques of chromosome microdissection, along with methods of isolation and amplification of microdissected DNA, represent useful tools to be employed in the construction of chromosome-specific probes. A considered limiting factor in the use of microdissection is the necessity to collect around 20 copies of a particular chromosome. This implies the need of prior recognition of the target and the conviction in identification. The use of a single chromosome solves this issue and allows the construction of probes without prior identification, besides reducing the efforts on microdissection. Considering the potential of these informative probes, this study aimed to compare and standardize methods of classical and molecular cytogenetics to build probes. Therefore, technical adjustments were made to obtain mitotic and meiotic chromosomes suitable for karyotype characterization and application in microdissection techniques and in situ hybridization. Metaphases from human lymphocytes were used to standardization of (i) microdissection methods; (ii) chromosomes amplification; (iii) DNA fluorescent labelling and (iv) stringency conditions for fluorescence in situ hybridization (FISH). After the initial protocol standardization, the methodologies were used in maize (Zea mays) and sweat peppers (Capsicum annuum). A chromosome-specific probe for pair 2 of human chromosomes, a probe to chromosome 1 of corn and a probe for sweat pepper (probably the pair 7 or 8) were obtained. Although chromosome-specific probes construction involves many steps, the standardization of each process stages allowed, in our conditions, to obtain a specific probe from a single chromosome for humans, corn and sweat pepper. The microdissection and the comparison of different DOP-PCR parameters were considered as the most critical steps of the process. Human and plant chromosomes showing preserved morphology and structure provided a suitable template DNA for probes construction. The quality of chromosome preparation was a key factor for the microdissection and application of FISH methodologies. This work reveals strategies based on microdissection of a single chromosome that made possible the production of chromosome-specific probes for different organisms, such as human, corn and pepper. Standardized steps may guide the procedures of chromosome-specific probes construction for all chromosomes of karyotypes of the species used in this work, and it may be applied to other plant.
Palavras-chave: Citogenética
Cromossomos
Micromanipulação
CNPq: Genética Vegetal
Editor: Universidade Federal de Viçosa
Citação: SOARES, Fernanda Aparecida Ferrari. Construção de sondas cromossomo-específicas a partir da microdissecção de um cromossomo. 2016. 37 f. Tese (Doutorado em Genética e Melhoramento) - Universidade Federal de Viçosa, Viçosa. 2016.
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: http://www.locus.ufv.br/handle/123456789/9494
Data do documento: 24-Mai-2016
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