Organização cromossômica e dinâmica evolutiva de sequências repetitivas em formigas cultivadoras de fungos (Myrmicinae: Attini: Attina)

Abstract

DNA 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.