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Dinâmica evolutiva de genes ribossomais e histonas em cinco espécies da família Lutjanidae 

 

Gideão W.W.F. Costa1, Marcelo de B. Cioffi2, Luiz A. C. Bertollo 2, 3, Wagner F. Molina1*    1 Departamento de Biologia Celular e Genética, Centro de Biociências, Universidade Federal do Rio Grande do  Norte, Natal, RN, Brasil   2  Departamento de Genética e Evolução, Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, SP, Brasil  3 Professor Sênior na Universidade Federal de São Carlos      Resumo   

Lutjanidae  é  uma  família  de  peixes  carnívoros,  principalmente  marinhos,  distribuída  no  Atlântico,  Índico  e  Pacífico.  Para  o  litoral  brasileiro  são  descritas  12  espécies  sendo  nove  pertencente  ao  gênero  Lutjanus,  uma  ao  gêneros  Ocyurus,  uma  a  Rhomboplites  e  uma  ao  gênero Etelis. As relações filogenéticas das espécies do Atlântico Ocidental paulatinamente  vem  sendo  melhor  estabelecidas.  Apesar  da  sua  importância  econômica  e  ecológica,  os  aspectos citogenéticos dos Lutjanidae ainda são incipientes. Aqui são apresentados dados de  mapeamento  cromossômico  dos  genes  ribossomais  18S  e  5S  e  da  histona  H3,  através  da  hibridização fluorescente in situ (FISH), em espécies de Lutjaninae, sendo quatro espécies de 

Lutjanus  (L.  synagris,  L.  analis,  L.  jocu  e  L.  alexandrei)  e  em  Ocyurus  chrysurus.  Nestas 

espécies, os sítios DNAr 18S e 5S em geral são simples, sendo encontrados sítios múltiplos de  DNAr 18S apenas em L. jocu e L. alexandrei. Em três espécies analisadas, os genes DNAhis H3  apresentam‐se em um único locus, ou dois em L. jocu. Em Ocyurus chrysurus, uma notável  dispersão destas sequências em 22 pares cromossômicos. A elevada quantidade de sítios H3  DNAhis  sugere  uma  possível  associação  com  outras  sequências  repetitivas  no  genoma.  De  fato,  clusters  H3/DNAr  18S  e  H3/DNAr  5S,  revelam  regiões  cromossômicas  complexas,  portadoras de sequências repetitivas multifuncionais. As implicações da expansão genômica  de sequências das histonas H3 e sua funcionalidade são ainda desconhecidas e sugerem que  estes genes possam ser envolvidos em processos evolutivos estocásticos.    Palavras chave: família multigênica, DNAhis, DNA ribossomal, pargos, conservação evolutiva     

Introdução   

A  família  Lutjanidae  é  formada  por  predadores  de  médio  a  grande  porte,  que  desempenham um papel importante no ecossistema marinho (España, 2003). Suas espécies  estão distribuídas pelos oceanos Atlântico, Índico e Pacífico (Nelson, 2006), principalmente  associadas a ambientes recifais, constituindo um importante recurso para a pesca artesanal  (Resende  et  al.,  2003).  Devido  ao  seu  valor  econômico  e  importância  alimentar,  algumas  espécies  da  família  Lutjanidae  vêm  sofrendo  sobrepesca,  e  projetos  relacionados  a  aquicultura marinha de algumas espécies vêm sendo desenvolvidos, tanto para aumentar a  oferta, como na produção de alevinos para restaurar estoques pesqueiros (Lorenzen et al.,  2010; Saillant et al., 2013). 

Composta  por  17  gêneros  e  mais  de  120  espécies  é  dividida  em  quatro  subfamílias,  sendo Lutjaninae a mais diversa, formada pelos gêneros monotípicos Hoplopagrus, Ocyurus  e Rhomboplites, os gêneros Macolor e Pinjalo com duas espécies cada, e Lutjanus,  o mais  diverso,  com  64  espécies  (Nelson,  2006;  Gold  et  al.,  2011).  Contudo,  análises  filogenéticas  mais recentes baseadas em dados moleculares revelam uma sinonimização de Ocyurus com  o gênero Lutjanus (Gold et al., 2011). No Brasil, são relatados quatro gêneros das subfamílias  Etelinae  e  Lutjaninae,  oito  espécies  do  gênero  Lutjanus,  além  de  Ocyurus,  Rhomboplites  e 

Etelis (Floeter et al., 2003; Moura & Lindeman, 2007).  

 Além  dos  aspectos  taxonômicos,  filogenéticos  e  evolutivos,  as  investigações  cromossômicas  em  peixes  apresentam  importância  prática  para  a  aquicultura  e  melhoramento  genético,  principalmente  no  incremento  do  crescimento  (Beardmore  et  al.,  2001; Jankun et al., 2007), produção de espécimes ginogenéticos (Devlin & Nagahama, 2002;  Piferrer et al., 2003; Chen et al., 2009), monossexos (Chen et al., 2009) e identificação física  de loci de características quantitativas (QTLs) (Ning et al., 2007).  

Neste aspecto, uma série de ferramentas genômicas e citogenéticas, tais como análise  de  sequências,  microarrays  e  mapas  genéticos  vêm  sendo  utilizados  em  muitos  peixes  cultivados,  voltados  à  identificação  de  genes  envolvidos  na  resistência,  crescimento  e  reprodução  (Oleksiak,  2010).  Adicionalmente,  o  mapeamento  físico  dos  genes  ribossomais  nos  cromossomos  tem  fornecido  informações  complementares  em  mapas  de  ligação  genética (Martins et al., 2004; Freeman et al., 2007; Ghigliotti et al., 2012). 

Apesar de suas múltiplas utilizações, os dados cromossômicos em Lutjanidae são ainda  incipientes,  praticamente  restringindo‐se  à  organização  convencional  do  cariótipo,  com  2n=48  cromossomos,  distribuição  da  heterocromatina  e  sítios  ribossomais,  evidenciando  características  Perciformes‐basais  cariotípico,  impede  maiores  considerações  sobre  suas  relações  filogenéticas  e  a  dinâmica  microestrutural  dos  cromossomos  (Rocha  &  Molina,  2008).  

Em  grupos  com  padrões  cariotípicos  estruturalmente  homogêneos,  como  os  apresentados  pelas  espécies  de  Lutjanidae,  o  escrutínio  da  composição  das  porções  heterocromáticas  do  genoma,  pelo  mapeamento  da  composição  de  genes  e  sequências  repetitivas  associadas  a  estas  regiões,  pode  ser  esclarecedor  na  compreensão  da  sua  evolução cariotípica (Costa et al., 2013; Costa et al., 2014). 

Entre  as  sequências  repetitivas  que  têm  sido  mapeadas  cromossomos  de  peixes  marinhos estão os genes ribossomais 18S e 5S e as histonas H1, H2B‐H2A e H3 (Motta Neto 

et al., 2011a; Motta Neto et al., 2011b; Lima‐Filho et al., 2012; Calado et al., 2014). Ambas as  

famílias  multigênicas  são  vitais  para  os  eucariotos  (Jordan  et  al.,  2002;  Roehrdanz  et  al.,  2010).  

Funcionalmente, o DNAhis (H1, H2A, H2B, H3 e H4) codifica uma família de pequenas  proteínas  básicas  altamente  conservadas,  que  desempenham  um  papel  fundamental  na  organização  estrutural  da  cromatina,  essenciais  no  empacotamento  do  DNA  no  núcleo  da  célula,  bem  como  na  regulação  da  expressão  gênica  (Sellos  et  al.,  1990;  Csink  &  Henikoff,  1998; Chioda et al., 2002). Em alguns casos tem sido identificada uma expansão explosiva de  sequências DNAhis H3 sugerindo que possam ter sua evolução eventualmente modulada por  eventos estocásticos de dispersão no cariótipo (Costa et al., 2014). 

Têm  se  acumulado  evidências  em  peixes  e  em  alguns  outros  organismos  que  as  famílias  multigênicas  das  histonas  e  dos  genes  ribossomais  podem  apresentar  arranjos  genômicos  integrados  (Andrews  et  al.,  1987;  Roehrdanz  et  al.,  2010),  cujo  papel  evolutivo  pode estar interligado e precisa ser melhor investigado nos peixes.  

No presente estudo estão sendo apresentados dados sobre a dinâmica evolutiva das  sequências  de  DNA  ribossomal  5S  e  18S  e  das  histonas  H3,  através  do  mapeamento  cromossômico,  nos  cromossomos  de  Lutjanus  analis,  L.  alexandrei,  L.  synagris,  L.  jocu  e 

 

Material e Métodos   

Espécimes, preparações cromossômicas e bandamentos     

Espécimes  juvens  de  sexo  indeterminado  das  espécies  Lutjanus  analis  (10  exemplares),  Lutjanus  synagris  (8  exemplares),  Lutjanus  jocu  (6  exemplares),  coletados  no  estuário  do  Rio  Potengi,  em  Natal  (5°45'37.08"S;  35°12'19.61"O)  e  Lutjanus  alexandrei  (10  exemplares)  e  Ocyurus  chrysurus  (5  exemplares),  coletados  na  Praia  de  Carnaubinha  (5°12'49.53"S; 35°26'2.58"O) no Estado do Rio Grande do Norte, Nordeste do Brasil, foram  utilizados  para  as  análises  citogenéticas.  Os  espécimes  foram  previamente  submetidos  à  estimulação  mitótica  in  vivo,  pela  aplicação  intramuscular  de  antígenos  compostos  atenuados, por um período de 24hs (Molina, 2001; Molina et al., 2010). Após este período  os animais foram anestesiados com óleo de cravo (Eugenol) e sacrificados para remoção do  tecido  renal.  Cromossomos  metafásicos  foram  obtidos  a  partir  de  suspensões  celulares,  através  da  interrupção  in  vitro  do  ciclo  mitótico,  conforme  a  metodologia  de  Gold  et  al.  (1990). Um volume de 80µl da suspensão celular foi gotejado em uma lâmina coberta com  uma película de água destilada aquecida à 60°C. Os cromossomos foram corados com uma  solução de Giemsa 5%, diluída em tampão fosfato (pH 6.8), por 8 minutos.     Sondas da hibridização cromossômica    Sondas de DNAr 5S e 18S foram obtidas por PCR a partir do DNA nuclear de Ocyurus  chrysurus, utilizando os primers A 5’‐TAC GCC CGA TCT CGT CCG ATC‐3’ e B 5’‐CAG GCT GGT  ATG GCC GTA AGC‐3’ (Pendás et al., 1994), e NS1 5’‐GTA GTC ATA TGC TTG TCT C‐3’ e NS8 5’‐ TCC  GCA  GGT  TCA  CCT  ACG  GA‐3’  (White  et  al.,  1990),  respectivamente.  A  primeira  sonda  continha uma cópia de DNAr 5S de 200pb e a segunda de DNAr 18S de 1400pb. A sonda de  DNAr  5S  foi  marcada  com  biotina‐14‐dATP  e  a  sonda  de  DNAr  18S  com  digoxigenina‐11‐ dUTP,  ambas  por  nick  translation,  seguindo  as  recomendações  do  fabricante  (Roche,  Mannheim, Alemanha). 

A amplificação de sonda do gene da histona H3, foi obtida a partir do DNA genômico  de O. chrysurus, utilizando os primers H3F 5’‐ATG GCT CGT ACC AAG CAG ACV GC‐3’ e H3R 

5’‐ATA TCC TTR GGC ATR ATR GTG AC‐3’, ambos desenhados a partir dos genes de histonas  do molusco Mytilus edulis (Albig et al., 2003) e amplificado de acordo com (Giribert & Distel,  2003). A sonda de histona H3 foi marcada utilizando nick translation, com digoxigenina‐11‐ dUTP, seguindo a recomendações do fabricante (Roche, Mannheim, Alemanha).    Hibridização in situ fluorescente    A hibridização in situ por fluorescência (FISH), foi realizada seguindo o procedimento  descrito por (Pinkel et al., 1986). Os cromossomos metafásicos foram tratados com RNAse  (20µg/ml em 2×SSC) por 1 hora a 37°C e com pepsina (0,005% em HCl 10mM) a 37°C por 10  minutos, fixados com formaldeído a 1% por 10 minutos e em seguida desidratados em um  série  alcoólica  (70%/85%/100%)  por  5  minutos  cada.  As  lâminas  com  os  cromossomos  metafásicos foram incubadas em 70% formamida/2×SSC a 72°C, por 5 minutos. A solução de  hibridização,  consistindo  de  50%  de  formamida,  2×SSC,  10%  de  sulfato  de  dextrano  e  a  sonda desnaturada (5ng/µl), com um volume final de 30µl, foi depositada sobre a lâmina e a  hibridização  realizada  por  16h  à  37°C.  As  lavagens  pós‐hibridização  foram  efetuadas  com  15%  formamida/0,2×SSC  a  42°C,  por  20  minutos,  seguidas  de  lavagens  em  0,1×SSC  a  60°C  por  15  minutos  e  em  Tween  20  0,5%/4×SSC  por  5  minutos  à  temperatura  ambiente.  Os  sinais  de  hibridização  das  sondas  foram  detectados  usando  anti‐digoxigenina  rodamina  conjugada (Vector) para as sondas DNAr 18S e DNAhis H3 e avidina‐FITC conjugado (Vector)  para  a  sonda  DNAr  5S.  Os  cromossomos  foram  contracorados  com  Vectashield/DAPI  (1,5  µg/ml) (Vector). 

 

Analises cariotípicas e idiogramas  

 

O tipo cromossômico foi definido de acordo com a posição do centrômero  (Levan et 

al.,  1964)  e  os  cromossomos  ordenados  em  ordem  decrescente  de  tamanho.  Idiogramas  a 

partir da cuidadosa mensuração dos pares portadores das sequências ribossomais (DNAr 18S  e 5S) e histonas (H3) foram desenhados com o uso do software Photoshop CS5. 

 

Resultados   

Os  padrões  cariotípicos  das  cinco  espécies  de  Lutjanidae  analisadas  foram  concordantes com aqueles previamente definidos por Rocha & Molina (2008).  

O  mapeamento  de  sequências  DNAr  18S  identificou  sítios  simples  em  três  espécies.  Estes sítios ocupavam as posições terminais dos braços curtos do par 5, em L. analis, do par  23, em L. synagris, e do par 2, em O. chrysurus. Em L. jocu e L. alexandrei sítios múltiplos de  DNAr  18S  foram  identificados  nos  pares  2  e  5  (Figuras  1  e  2).  Em  ambas  as  espécies  estes  sítios  ocupam  a  porção  terminal  do  braço  curto  do  par  2,  mas  diferem  quanto  ao  posicionamento no par 5 (em regiões terminais do braço curto em L. alexandrei e no longo  em L. jocu). Sequências de DNA ribossomal 5S se apresentaram em um único locus nas cinco  espécies  de  Lutjanidae.  Foram  mapeadas  na  posição  terminal  dos  braços  curtos  do  par  14  em  L.  analis,  L.  alexandrei  e  L.  jocu  e  em  mesma  posição  no  par  21,  em  L.  synagris  e  O. 

chrysurus (Figuras 1 e 2). 

Sinais  de  hibridização  do  DNAhis  H3  foram  mapeados  em  um  único  par  em  L.  analis  (braço  curto  do  par  17),  em  L.  synagris  (braço  curto  do  par  24)  e  em  L.  alexandrei  (braço  curto do par 1). Estas regiões gênicas apresentaram disposição multilocus em L. jocu (braço  curto do par 3 e porção terminal do braço longo do par 13). Em O. chrysurus os sítios DNAhis  H3 foram localizados na posição terminal de 22 pares cromossômicos, exceto os pares 11 e  24 (Figuras 1 e 2) e colocalizados com sítios de DNAr 18S e 5S. 

  Figura  1.  Dual  color  FISH  em  cromossomos  mitóticos  metafásicos  hibridizados  com  sondas  DNAr 18S (vermelho), DNAr 5S (verde; coluna da esquerda), e hisDNA H3 (vermelho, coluna  à direita). Cromossomos foram contracorados com DAPI (azul). Barra = 5µm. 

    Figura  2.  Distribuição das famílias multigênicas 18S, 5S e DNAhis H3 ou sítios Ag‐RONs em  relação aos agrupamentos filogenéticos e relógio molecular da divergências dos clados A, B e  C (modificado de Gold et al. (2011)), que incluem as espécies analisadas de Lutjanidae. Os  dados para as espécies com asteriscos foram obtidos de Rocha & Molina (2008); Nirchio et  al. (2008).    Discussão   

Mapeamento  de  genes  ribossomais  5S  e  18S  e  diversificações  populacionais  através  da  barreira do Amazonas  

 

A localização das famílias multigênicas 5S e 18S em cromossomos distintos é comum  entre  os  vertebrados,  indicando  a  evolução  independente  destes  loci  (De  Lucchini  et  al.,  1993; Suzuki et al., 1996; Martins & Wasko, 2004). De fato, nas espécies de Lutjanidae, até o  momento esta é a condição mais comum, tanto pela frequência diferencial destas famílias  de  genes  como  pela  posição  independente  em  cromossomos  diversos.  Esta  condição  é 

propícia para o uso de tais sítios como efetivos marcadores citotaxonômicos em Lutjanidae  (Rocha & Molina, 2008).   São pouco frequentes em peixes os arranjos colineares ou equilocais dos loci DNAr 5S  e 45S (Pendás et al., 1994; Fujiwara et al., 1998; Calado et al., 2014), embora já tenha sido  descrito para O. chrysurus no litoral da Venezuela (Nirchio et al., 2009). Por outro lado, são  comuns níveis variados na distribuição cromossômica tanto de sítios 45S DNAr (Mantovani  et al., 2005; Gornung, 2013), quanto de DNAr 5S (Affonso & Galetti Jr., 2005; Lima‐Filho et  al., 2012; Lima‐Filho et al., 2014).  

Os  dados  de  mapeamento  cromossômico  dos  genes  ribossomais  18S  nas  cinco  espécies analisadas, somados ao posicionamento em populações do Caribe de Rhomboplites 

aurorubens, O. chrysurus, L. analis, L. griseus e L. synagris apoiam que a presença de um ou 

dois  sítios,  localizados  em  cromossomos  distintos  é  a  condição  mais  frequente  e,  aparentemente, mais basal para esses genes (Nirchio et al., 2008; Nirchio et al., 2009). Ao  contrário  de  L.  jocu  que  apresenta  sítios  Ag‐RONs  múltiplos  (Rocha  &  Molina,  2008)  concordantes  com  sítios  DNAr  18S,  em  L.  alexandrei  foi  identificada  um  sítio  DNAr  18S  no  par 1, não identificado pela técnica da Ag‐RONs, sugerindo algum tipo de regulação gênica  destas sequências.  

Conhecidas  em  diversos  organismos  eucariontes  as  sequências  de  DNAr  5S  são  altamente  conservadas,  mesmo  entre  os  táxons  filogeneticamente  não  relacionados.  Na  maioria dos eucariotos essas sequências são normalmente detectados em áreas distintas do  genoma,  organizadas  em  um  ou  mais  repetições  em  tandem,  cujas  diferenças  observadas  entre  espécies  estão  relacionadas  com  as  regiões  espaçadoras  não  transcritas  (NTS)  podendo  ser  extremamente  variáveis,  devido  às  inserções/deleções,  minissatélites  e  pseudogenes (Nelson & Honda, 1985; Leah et al., 1990; Alves‐Costa et al., 2008).  

Em  Lutjanidae,  as  sequências  de  DNAr  5S  podem  ser  marcadores  citotaxonômicos  importantes,  considerando  as  marcações  diferenciais  presentes  nas  espécies  L.  analis,  L. 

alexandrei  e  L.  jacu  (par  14)  e  em  L.  synagris  e  O.  chrysurus  (par  21).  Análises  de 

mapeamento  de  sequências  DNAr  5S  em  O.  chrysurus,  da  Ilha  Cubagua,  na  Venezuela,  revelaram uma co‐localização com o DNAr 18S (Nirchio et al., 2009), bem como, a presença  de  dois  cariomorfos  em  L.  synagris,  na  Isla  Margarita,  Venezuela  (Nirchio  et  al.,  2008),  sugerindo a presença de cromossomos sexuais diferenciados nos machos da espécie. Estas 

diferenciações  citogenéticas,  podem  ser  atribuídas  ao  efeito  da  barreira  do  Amazonas  (≈10m.a)  proporcionando  condições  alopátricas  capazes  de  culminar  com  diferenciações  cariotípicas  discerníveis,  como  identificado  em  espécies  das  famílias  Haemulidae  (Motta  Neto et al., 2012) e Grammatidae (Molina et al., 2012).  

As  variações  no  NTS  observadas  entres  as  espécies  têm  sido  úteis  em  estudos  evolutivos e podem caracterizar marcadores espécie‐específicos da população (Suzuki et al.,  1994;  Pendás  et  al.,  1995).  Contudo,  apesar  das  sequências  de  DNAr  5S  serem  utilizadas  como  marcadores  filogenético  e/ou  populacionais,  em  interpretações  filogenéticas  é  necessário alguma cautela, uma vez que o DNAr 5S pode mostrar uma organização complexa  com sequências parálogas no genoma (Martins & Galetti Jr., 2001). 

 

Mapeamento de DNAhis H3 em Lutjanidae  

 

Em  geral,  os  genes  das  histonas  são  bastante  conservados  entre  diferentes  espécies,  mas com heterogeneidade quanto ao padrão da organização no genoma (Sellos et al., 1990;  Cabrero  et  al.,  2009;  Eirín‐López  et  al.,  2009).  Embora  a  distribuição  destes  genes  nos  cromossomos  dos  peixes  seja  ainda  pouco  conhecida,  em  salmonídeos  ocorre  um  único  locus para o DNAhis principal, localizado em região pericentromérica (Connor et al., 1984).  Da  mesma  forma,  um  locus  simples  de  DNAhis  H1  mostra‐se  presente  na  região  pericentromérica  de  algumas  espécies  de  peixes  dulcícolas  e  marinhos  (Hashimoto  et  al.,  2011; Lima‐Filho et al., 2012). 

De fato, o número de clusters de histonas H3 em L. analis, L. synagris e L. alexandrei  corrobora  com  a  condição  evolutiva  conservada,  representada  pela  presença  de  um  único  locus  no  genoma.  Esta  condição  reforça  o  conservadorismo  cromossômico  que  tem  sido  identificado  nesta  família  de  Perciformes  (Rocha  &  Molina,  2008).  Por  outro  lado,  as  espécies  L.  jocu  e  O.  chrysurus  apresentam  variações  conspícuas  no  número  múltiplo  de  clusters da histona H3, contrastando com o conservadorismo evolutivo de um único locus.  Assim,  enquanto  sítios  H3  estão  distribuídos  em  dois  sítios  terminais  em  L.  jocu,  estas  sequências  em  O.  chrysurus  se  mostram  dispersas  em  quase  todos  os  cromossomos  desta  espécie  (exceto  nos  pares  11  e  24).  Tal  nível  de  dispersão  é  compatível  com  ação  de 

elementos de transposição, como identificado na espécie Rachycentron canadum (Costa et  al., 2014).   A dinâmica de sequências H3 e sítios ribossomais 5S em O. chrysurus e L. jocu indicam  uma circunstância inversa à encontrada em vários outros grupos de organismos (Cabrero et  al., 2009), onde o DNAr 5S se mostra mais dinâmico quanto à distribuição no cariótipo que o  gene H3 que se apresenta bastante conservado. Tal situação foi igualmente observada em  estudos com R. canadum  (Cabrero et al., 2009; Costa et al., 2014). A ampla distribuição de  genes histonas H3 no cariótipo de O. chrysurus, associadas às regiões heterocromáticas dos  cromossomos, exceto nas regiões pericentroméricas do par 11 e 24, indicam que nem todas  essas sequências se encontrem ativas. 

A  distribuição  variada  dos  genes  H3  em  L.  jocu  (2  loci)  e  em  O.  chrysurus  (22  loci)  sugere  que  membros  da  família  das  histonas  tenham  evoluído  em  uma  série  de  etapas  sujeitas tanto a mecanismos de duplicação/seleção definidos como nascimento‐e‐morte (L. 

jocu),  similar  ao  observado  para  histonas  H2B‐H2A  em  R.  canadum,  onde  a  presença  de 

múltiplos loci são compatíveis com a ocorrência de mecanismos de duplicação no genoma,  mecanismos  estes  que  podem  possibilitar  a  diversificação  e  diferenciação  de  novos  genes,  inativação (pseudogenização) ou sua eliminação (González‐Romero et al., 2008; Eirín‐López  et al., 2009; Costa et al., 2014), bem como evolução em concerto.   Neste caso não podemos descartar o envolvimento de elementos transponíveis (ETs)  no processo de dispersão, como observado em Rachycentron canadum (Cabrero et al., 2009;  Costa et al., 2014), onde há uma íntima relação entre os retrotransposons Rex 1 e Rex 3 e  sítios DNAhis H3 amplamente distribuídos no cariótipo (Costa et al., 2013, 2014).    Co‐localização de DNAr e DNAhis   

Sítios  ribossomais  com  características  heterocromáticas  têm  sido  identificados  em  muitas espécies de Lutjanidae e Haemulidae (e.g. Rocha & Molina (2008); Motta Neto et al.  (2011a);  Motta  Neto  et  al.  (2011b)).  Contudo,  em  peixes  de  forma  geral,  ainda  pouco  se  conhece sobre a colocalização destes sítios com outros genes entre eles genes das histonas  (Costa  et  al.,  2014).  Nas  espécie  analisadas,  sequências  DNAhis  H3  se  mostraram,  em  loci 

simples em L. analis, L. synagris e L. alexandrei e em dois sítios em L. jocu, cujo do nível de  resolução alcançado, demonstra condição não sintênica com os genes ribossomais 18S e 5S.  

Todavia, em O. chrysurus, que exibe uma enorme expansão de sequências H3, ocorre  tanto  colocalização  com  os  sítios  DNAr  18S  em  posição  pericentromérica  no  par  2,  como  com o sítio único de DNAr 5S em posição pericentromérica  no par 21, ambos associados a  regiões heterocromáticas destes cromossomos (Rocha & Molina, 2008). 

Em peixes, intercalações regulares de genes de histonas e DNAr, precisamente genes  H1  e  DNAr  5S,  já  foram  identificadas  (Hashimoto  et  al.,  2011),  bem  como  a  colocalização  simultânea de histonas H2B‐H2A e H3 com sequências 18S e 5S (Costa et al., 2014). Outros  grupos de eucariotos, como artrópodes, têm apresentado casos de associação de sequências  de histonas e o DNAr 5S em uma mesma unidade em tandem ou em sítios proximamente  localizados no cromossomo (Barzotti et al., 2000; Cabral‐De‐Mello et al., 2011; Oliveira et al.,  2011; Costa et al., 2014).   Em insetos, que apresentam um maior volume de dados sobre as histonas, acredita‐se  que  a  associação  do  quinteto  de  histona  com  genes  de  RNAr  possa  representar  o  maior  grupo de genes repetidos associados (Roehrdanz et al., 2010). Tais configurações poderiam  proporcionar  um  controle  transcricional  comum  destes  genes  (Andrews  et  al.,  1987).  Entretanto,  a  importância  evolutiva  e  a  extensão  da  ligação  entre  famílias  de  genes  ribossômicos e histonas ainda é pouco conhecida.  

A  presença  do  arranjo  DNAhis/DNAr  em  O.  chrysurus  ainda  é  uma  questão  aberta.  Outros  estudos  poderão  esclarecer  se  as  sequências  H3/DNAr  18S  e  H3/DNAr  5S  nesta  espécie  são  transcricionalmente  ativas,  proporcionando  vantagens  seletivas  de  regulação  gênica  e  das  condições  sinérgicas  de  dispersão.  Ou  ainda,  se  a  dispersão  de  sequências  repetitivas H3, podem ter sido mediada em larga escala por elementos transponíveis. 

 

Distribuição de genes ribossomais e relações filogenéticas em Lutjanidae 

 

Dados  citogenéticos  se  mostram  preponderantemente  mais  informativos  dentro  de  um  contexto  filogenético.  Neste  sentido,  a  distribuição  de  sítios  18S  e  5S  em  Lutjanidae  mostra alguns padrões comuns a clados formados pelas espécies analisadas.  

A  presença  de  sítios  ribossomais  em  grande  par  cromossomo  acrocêntrico  tem  sido  considerada  uma  característica  plesiomórfica  entre  os  Perciformes  (Galetti  et  al.,  2000;  Affonso et al., 2001; Affonso & Galetti Jr., 2005), sendo típica de Serranidae (Molina et al.,  2002),  Pomacanthidae,  Chaetodontidae  (Affonso  et  al.,  2001),  e  Cichlidae  (Feldberg  &  Bertollo, 1985). Tal condição tem sido também observada em Lutjanidae (presente estudo,  Rocha & Molina, 2008; Nirchio et al. (2008); Nirchio et al. (2009)).  

Uma hipótese filogenética detalhada foi proposta por Gold et al. (2011) para espécies  de  Lutjaninae  do  Atlântico,  incluindo  calibração  molecular  do  tempo  de  divergência  entre  clados  com  as  espécies  aqui  analisadas.  A  sobreposição  dos  dados  citogenéticos  e  moleculares  oferece  um  boa  oportunidade  de  identificação  de  padrões  comuns  e  diversificação temporal para as espécies.  

Assim, dentro de um grupamento resumido das espécies analisadas  foram nominados  três clados (A, B, e C) (modificado de Gold et al. (2011)), onde o clado A agrupa os clados B e  C tendo sua divergência estimada por aqueles autores em 20 m.a.  

O  clado  B  com  uma  estimativa  de  divergência  de  7  m.a.  foi  aqui  representado  pelas  espécies  L.  synagris,  L.  analis,  O  chrysurus  e  em  condição  mais  basal  por  Rhomboplites 

aurorubens, todas com dados de mapeamento de sequências 18S e 5S. Este clado tem sido o 

mais  controverso  do  ponto  de  vista  filogenético.  Diversos  dados  moleculares  apontam  a  sinonimização do gênero Ocyurus com Lutjanus (Sarver et al., 1996), bem como a inclusão de 

O. chrysurus neste clado (Gold et al., 2011).  

As  características  morfológicas  em  Ocyurus,  que  permitem  diferenciar  do  gênero 

Lutjanus,  seriam  adaptações  para  explorar  melhor  o  seu  nicho  (Domeier  &  Clarke,  1992;