Estudo de dois grupos de elementos de cana-de-açúcar homológos à superfamília hAT de transposons

Autor(es)

Erika Maria de Jesus

• Tipo de documento: Tese de Doutorado
• Imprenta: São Paulo.
• Instituição: Universidade de São Paulo (USP). Instituto de Biociências (IBIOC/SB)
• Data de defesa: 2007-06-18

Membros da banca

Marie Anne van Sluys; Lucia Garcez Lohmann; Cristina Yumi Miyaki; Patrícia Gleydes Morgante; Katia Castanho Scortecci

• Orientador: Marie Anne van Sluys

Resumo

Os elementos de transposicão (TEs) são sequências genéticas móveis. Sua capacidade mutagênica faz deles uma importante fonte de variabilidade nos genomas. Outro importante papel dos TEs na evolução dos genomas é o de doadores de domínios protéicos na formação de novos genes. 276 clones de cDNA homólogos a TEs foram previamente identificados no banco de dados do SUCEST (projeto de sequenciamento de etiquetas expressas de cana-de-acúcar). Neste trabalho nós realizamos o sequenciamento completo de 156 destes clones e a classificação e caracterização de suas sequências comparando-as com bancos de dados. Foram identificadas 9 diferentes famílias de transposons e 11 diferentes famílias de retrotransposons. As famílias mais representadas entre os transposons foram MuDr e hAT (que engloba os elementos do tipo Ac e Tam3), para os quais foram identificados 43 e 32 clones de cDNA, respectivamente. Entre os retrotransposons, a família mais representada foi Hopscotch, apresentando 25 clones de cDNA. Após esta análise global, o foco das investigações voltou-se para os cDNAs do tipo hAT. Uma análise comparativa destes cDNAs revelou que as sequências homólogas a hAT estão distribuídas em dois grupos. O grupo I, é composto por sequências com alta conservação no nível de nucleotídeos, está presente no genoma de todas as gramíneas analisadas (híbridos e parentais da cana-de-acúcar, milho e arroz) com um baixo número de cópias, teve a sua expressão detectada em folhas, raízes e mais intensamente em calos cana. Além disso, apresenta alta similaridade de sequências com transposases domesticadas descritas na literatura. O grupo II, por sua vez, é composto por sequências mais heterogêneas, que apresentam similaridade com os transposons originais que constituem a superfamília hAT: hobo (de Drosophila melanogaster), Ac (de Zea mays) e Tam3 (de Antirrhinum majus). Sua distribuição é restrita ao genoma de Saccharum, com um número de cópias maior que o grupo I. Um ensaio de PCR-Inversa identificou terminações inversas repetidas (TIRs) para o cDNA TE221 do grupo II. A partir de iniciadores desenhados sobre estas TIRs foi possível recuperar dois elementos, de 3,5kb e 4,2kb, respectivamente, e um MITE de 250 pb, todos homólogos a hAT. Este resultado demonstrou que a estratégia utilizada para recuperar elementos do genoma da cana-de-açúcar a partir do cDNA TE221 mostrou-se eficiente. Homólogos aos grupos I e II de cana-de-acúcar foram identificados em bancos de dados de milho, arroz e arabidopsis. Estes dados sugerem que a separação dos dois grupos ocorreu antes da divergência entre as classes Monocotiledonea e Eudicotiledonea. Com base nos resultados aqui apresentados sugerimos que um transposon ancestral do tipo hAT, presente nas angiospermas anteriormente à separação de Monocotiledonea e Eudicotiledonea, teve sua transposase capturada na formação de um gene com função celular. A partir do evento da domesticação, estas transposases seguiram dois caminhos evolutivos distintos, um como gene funcional e outro como um transposon tradicional. Estas duas formas de transposase do tipo hAT podem ser encontradas no genoma da cana-de-acúcar, representadas pelos elementos dos grupos I e II, respectivamente. (AU)

• Processo FAPESP: 03/13525-2 - Caracterização da diversidade de famílias de elementos transponíveis expressos em cana-de-açúcar (Saccharum spp.)
• Beneficiário: Érika Maria de Jesus
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado Direto