Biologia Celular e Estrutural
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Item Análises citogenéticas em vespas do gênero Polybia (Myrapetra) Lepeletier, 1836 (Vespidae)(Universidade Federal de Viçosa, 2019-02-15) Marchioro, Priscila; Campos, Lucio Antônio de Oliveira; http://lattes.cnpq.br/2955403196985499Polybia, com 58 espécies, é o gênero de vespa social mais numeroso da tribo Epiponini, e tem uma ampla distribuição na América do Sul. As espécies de Polybia são muito semelhantes entre si, e a coloração do corpo é muito variável, dificultando a identificação das espécies do gênero e causando problemas taxonômicos. A maioria dos estudos citogenéticos neste gênero se baseiam na descrição cariotípica de oito espécies. Assim, neste estudo descrevemos o cariótipo de Polybia fastidiosuscula com a presença de um cromossomo B relatado pela primeira vez na família Vespidae; apresentamos as diferenças e semelhanças de colônias de Polybia (gr. occidentalis), mostrando que a citogenética pode ser usada como ferramenta auxiliar na diferenciação das espécies do grupo ajudando na resolução dos problemas taxonômicos. Sugerimos que os indivíduos analisados neste estudo e classificados como P. (gr. occidentalis) pertencem a duas espécies distintas. Investigamos também a composição da cromatina dessas espécies através da coloração com fluorocromos DAPI/CMA 3 e o mapeamento de sete microssatélites e do rDNA 18S, verificando que P. fastidiosuscula tem uma composição cromossômica muito diferente das espécies de P. (gr. occidentalis) tanto na distribuição dos microssatélites como das regiões ricas em AT e GC. Sugerimos a origem intraespecífica do cromossomo B de P. fastidiosuscula baseado no compartilhamento da composição heterocromática e do microssatélite TAT (10) com os cromossomos do complemento A. Por fim mostramos que TTAGG (6) e TCAGG (6) não são sequências teloméricas de Polybia, assim a sequência telomérica deste grupo ainda precisa ser investigada.Item Análises morfológicas de sensilas antenais de abelhas do gênero Tetragonisca (Hymenoptera: Meliponini)(Universidade Federal de Viçosa, 2018-12-14) Month Juris, Eydyeliana; Salomão, Tânia Maria FernandesAs antenas são apêndices móveis encontradas na cabeça dos insetos, constituídas por um escapo, pedicelo e flagelo, as quais funcionam como órgãos dos sentidos, receptores olfativos primários e também com função tátil. Em sua composição possuem estruturas chamadas sensilas, com várias modalidades sensoriais como: olfato, gustação, mecanorrecepção, termorrecepção e higrorrecepção, que desempenham um papel na percepção de estímulos ambientais e na comunicação. As abelhas sem ferrão possuem comportamento complexo, que depende da comunicação entre os indivíduos da colônia e do ambiente. A morfologia externa das sensilas antenais tem sido caracterizada em várias espécies de abelhas eusociais, incluído espécies da tribo Meliponini, porém há pouca informação sobre as sensilas em abelhas do gênero Tetragonisca. Com o objetivo de entender a morfologia das sensilas antenais no gênero Tetragonisca, foram conduzidas diferentes abordagens de análises morfométricas, mediante a utilização de imagens obtidas com microscopia eletrônica de varredura nas espécies T. fiebrigi, T. angustula e T. weyrauchi. Foram caracterizadas as sensilas antenais entre as castas e sexos de T. fiebrigi, sendo identificados onze tipos de sensilas antenais, classificadas como: sensilas tricoides (subtipos I ao VI), placoides, basicônicas, celocônicas, ampuláceas e campaniformes. Com diferenças na distribuição das sensilas entre as classes e castas. As análises morfométricas dos caracteres do comprimento e abundância permitiu verificar que existe diferenciação das sensilas antenais de acordo as funções que desempenham os indivíduos na colônia permitindo a separação entre as classes, castas e a subcasta soldado. Os resultados obtidos para as três espécies analisadas mostram a presença de onze tipos de sensilas entre as espécies, sensilas tricoides (seis subtipos), placoide, basicônica, celocônica, ampulácea e campaniformes, com distribuição conservada ao longo dos flagelômeros. As variações na morfometria das sensilas em T. angustula e T. fiebrigi são menores do que entre essas e T. weyrauchi, não permitindo a separação completa de T. angustula e T. fiebrigi em todas as análises, sugerindo que as duas espécies compartilham caracteres semelhantes nas sensilas, provavelmente por serem espécies recentemente divergentes.Item Diversidade citogenética em Apidae (Hymenoptera) com foco na evolução cromossômica da tribo Meliponini(Universidade Federal de Viçosa, 2021-02-03) Cunha, Marina Souza da; Campos, Lucio Antônio de Oliveira; http://lattes.cnpq.br/0222235511376911A família Apidae engloba cerca de 20.000 espécies descritas no mundo. Destas, em torno de 200 espécies já foram cariotipadas e sabe-se o tamanho de genoma de apenas 70. A maioria destes estudos são focados na tribo Meliponini, conhecidas como abelhas sem ferrão. Nessa tribo, o número cromossômico varia de n=8 até n=17 na região neotropical, sendo possível reconhecer três grupos: n=9, n=15 e n=17. Os objetivos desta tese foram: (i) fazer uma revisão dos estudos citogenéticos publicados com abelhas e construir um domínio online para que os dados fiquem disponíveis permanentemente; (ii) isolar sequências altamente repetitivas em duas espécies do gênero Melipona para entender os padrões de crescimento e acumulação de heterocromatina neste gênero; (iii) entender como o número cromossômico e o tamanho do genoma influenciaram a evolução cariotípica das abelhas sem ferrão; (iv) identificar os rearranjos cromossômicos que ocorreram durante a evolução cariotípica da tribo Meliponini através da citogenética molecular. Como resultados, (i) o site www.bees.ufop.br foi criado, possibilitando fácil acesso a pesquisadores interessados em grupos específicos, bem como na identificação de padrões gerais para toda a família Apidae, mostrando os avanços da citogenética de abelhas no último século. (ii) O isolamento das sequências altamente repetitivas em espécies do gênero Melipona, através da técnica de c 0 t-1, indicaram a independência do crescimento da heterocromatina nos subgêneros Michmelia e Melikerria e, ainda, possibilitou a inferência da origem dos cromossomos B por hibridização interespecífica em Melipona quinquefasciata. Um possível cenário para o crescimento da heterocromatina neste gênero foi hipotetizado. (iii) Através da coleta de representantes dos três grupos de Meliponini neotropical foi possível abranger a variação de número diploide de n=8 até n=17, e uma variação do tamanho de genoma de 1C=0,31 pg até 1C=0,92 pg. Esses dados foram combinados à filogenia existente da tribo e foram usados para inferir a importância das fusões Robertsonianas que levaram à diminuição do número cromossômico durante a evolução do clado Meliponini neotropical. (iv) Os marcadores microssatélites confirmaram a importância das fusões Robertsonianas na evolução do clado Meliponini neotropical a partir de um possível ancestral n=15 na separação do grupo 1 e n=17 na separação dos grupos 2 e 3. Conclui-se, também, que o aumento do número de regiões 18S rDNA e a diminuição donúmero cromossômico se deu de maneira independente entre os gêneros, e que o microssatélite (TTAGG) 6 constitui a sequência telomérica das abelhas sem ferrão. Palavras-chave: Abelhas. C 0 t-1. Caracterização da cromatina. FISH. Sequências repetitivas. Tamanho de genoma nuclear.Item Evolução da c-heterocromatina baseada no estudo de sequências de DNA repetitivo em abelhas do gênero Melipona e Trigona (Apidae: Meliponini)(Universidade Federal de Viçosa, 2022-10-27) Pereira, Jaqueline Amorim; Lopes, Denilce MenesesA heterocromatina constitutiva (c-heterocromatina) está relacionada à estabilidade dos cromossomos, formação de centrômeros e telômeros. Sua composição é basicamente de sequência de DNA repetitivo, como DNA satélite (DNAsat) e elementos transponíveis (TE). Essas sequências estão sujeitas a rápidas modificações, as quais podem influenciar na evolução da c-heterocromatina e do genoma das espécies. Em Meliponini, abelhas sem ferrão, normalmente as espécies apresentam um dos braços cromossômicos com grandes blocos de c-heterocromatina, como ocorre no gênero Trigona. Entretanto, o gênero Melipona é uma exceção a esse padrão, com espécies em que a c-heterocromatina ocupa quase toda a extensão dos cromossomos (alto conteúdo de c-heterocromatina) e espécies com pouca quantidade de c-heterocromatina (baixo conteúdo de c-heterocromatina), sendo nesse caso restrita à região centromérica e pericentromérica dos cromossomos. Devido a essas características cromossômicas, as espécies dos gêneros Melipona e Trigona são um modelo pertinente para estudar a evolução da c-heterocromatina, a partir da abordagem de sua composição molecular. Desse modo, no capítulo I, caracterizamos as sequências de DNA repetitivo dos cromossomos de duas espécies de Melipona, Melipona (Michmelia) scutellaris, com alto conteúdo de c- heterocromatina e Melipona (Melipona) quadrifasciata, baixo conteúdo de c- heterocromatina, por meio do sequenciamento genômico, métodos de bioinformática e citogenética. Nossos dados revelaram que a composição da c-heterocromatina é diferente entre as duas espécies analisadas e à amplificação dessa região nos cromossomos de M. scutellaris é decorrente da intensa amplificação de famílias especificas de DNA repetitivo. No capítulo II estendemos as análises anteriores para representantes de diferentes subgêneros de Melipona: Melipona (Michmelia) mondury, Melipona (Melikerria) interrupta, Melipona (Melikerria) fasciculata, Melipona (Eomelipona) bicolor, com alto e baixo conteúdo de c- heterocromatina. A composição da c-heterocromatina mostrou diferente entre os quatro subgêneros e isso foi decorrente de mudanças quantitativas na biblioteca de DNAsat das espécies. Os subgêneros com baixa proporção de c-heterocromatina (Eomelipona e Melipona) apresentaram baixa abundância de DNAsat, enquanto o oposto é observado em espécies com alto conteúdo (Michmelia e Melikerria). Notamos, que a amplificação da c-heterocromatina ocorreu de forma independente em Michmelia e Melikerria, e esse processo foi decorrente de duas famílias de DNAsat que forma amplificadas de forma diferente em cada subgênero. No capítulo III usamos diferentes técnicas, enzimas de restrição, sequenciamento de genoma, análises de bioinformática e hibridização fluorescente in situ, com intuito de identificar as sequências que estão contribuindo para evolução da c-heterocromatina em Trigona. Identificamos uma família de DNAsat altamente abundante do genoma de Trigona hyalinata como um dos principais constituintes da c-heterocromatina dessa espécie, bem como de espécies pertencentes ao clado B. Essa família não foi observada em nenhuma espécie analisada do clado A. Desse modo, a c-heterocromatina em Trigona está evoluindo de forma diferente entre clado A e B, e isso é decorrente da modificação da biblioteca de DNAsat ao longo do tempo. Palavras-Chave: Genoma. DNA repetitivo. RepeatExplorer. Citogenética.Item Isolamento e análise de sequências de DNA repetitivo em espécies da Tribo Meliponini(Universidade Federal de Viçosa, 2018-07-26) Pereira, Jaqueline Amorim; Salomão, Tânia Maria Fernandes; http://lattes.cnpq.br/8734246707406547O 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.Item Organização cromossômica e dinâmica evolutiva de sequências repetitivas em formigas cultivadoras de fungos (Myrmicinae: Attini: Attina)(Universidade Federal de Viçosa, 2022-05-16) Teixeira, Gisele Amaro; Lopes, Denilce Meneses; http://lattes.cnpq.br/6007973511741555DNA repetitivo compõe uma porção substancial do genoma eucariótico e é importante para sua estabilidade, evolução, regulação e arquitetura. Formigas cultivadoras de fungos (subtribo Attina, clados Paleoattina e Neoattina) mostram altas taxas de rearranjos estruturais em seus genomas, com contrações e expansões gênicas, que foram necessárias para o estabelecimento de seu estilo de vida baseado em sociedades agrícolas. Processos que levaram a diversificação genômica em Attina também podem ter atuado sobre sequências repetitivas, destacando a importância do estudo do DNA repetitivo nesse grupo. Consistente com essa hipótese, dados citogenéticos em Attina mostram que sequências repetitivas heterocromáticas são ricas em GC, o que é um traço incomum em Formicidae. Assim, essa tese focou no estudo do DNA repetitivo em Attina a partir de uma abordagem citogenética molecular. Considerando que a maior parte dos estudos disponíveis envolvendo sequências repetitivas para Attina bem como para Formicidae, estão disponíveis para genes rDNA, no capítulo I dados sobre mapeamento de genes rDNA em formigas foram compilados e resultados inéditos de 13 espécies neotropicais são apresentados. Os dados mostraram que um único sítio de rDNA intracromossômico é a característica mais frequente e provavelmente ancestral em formigas, e que a localização cromossômica de clusters rDNA influencia na restrição/dispersão desses genes no cariótipo. No capítulo II, caracterizamos as espécies de Neoattina Cyphomyrmex transversus, Sericomyrmex maravalhas e Mycetomoellerius relictus, através de citogenética clássica, molecular e bandamentos. Cyphomyrmex transversus e S. maravalhas mostram cariótipos inéditos em seus respectivos gêneros. As três espécies apresentam heterocromatina rica em GC, o que reforça a hipótese de origem comum dessa heterocromatina em Attina. Dados obtidos associados a estudos prévios sugerem que um único sítio de rDNA intracromossômico é plesiomórfico em Attina e que inversões parecem ser importantes para mudar a posição desses genes no cariótipo. No capítulo III, foi produzido uma sonda C 0 t-DNA (sequências altamente e moderadamente repetitivas) de M. relictus que foi hibridizada nos cariótipos de espécies de Paleoattina e Neoattina. Os resultados indicam pelo menos cinco eventos evolutivos que levaram à diferenciação da heterocromatina rica em GC em Attina desde seu provável surgimento no ancestral da subtribo. Adicionalmente, mapeamos as sequências repetitivas (GA) 15 e (TTAGG) 6 em espécies dos dois clados que mostraram resultados mais homogêneos localizadas na eucromatina e telômeros, respectivamente. No capítulo IV, o cariótipo da formiga cortadeira Atta cephalotes foi caracterizado por citogenética clássica, bandamentos cromossômicos e mapeamento físico de diferentes sequências repetitivas (teloméricas, microssatélites e genes rDNA 18S). Atta cephalotes mostrou um cariótipo conservado em relação as demais espécies de Atta, e os possíveis fatores que influenciam essa conservação cromossômica no gênero são discutidos. Os primeiros insights sobre a diversidade e organização cromossômica de vários DNAs repetitivos são apresentados em formigas cortadeiras, úteis para estudos futuros comparativos. Os marcadores citogenéticos utilizados nesta tese em diferentes espécies de Attina indicam padrões distintos de diversificação para o DNA repetitivo localizado na heterocromatina, enquanto o DNA repetitivo da eucromatina e telômeros parece ser mais conservado na subtribo. Palavras-Chave: Formigas. Heterocromatina. Microssatélites. DNA. Telômero.