Elementos de transposição como fonte de novidades genéticas em nível transcricional: uma abordagem computacional e molecular

Abstract

Elementos de transposição (TEs) são entidades genéticas que podem ter profundos impactos, estrutural, funcional, intra e interespecíficos na evolução dos genomas. A contribuição dos TEs para formação de novas seqüências codificadoras de proteínas é de particular interesse porque sua inserção em exons pode alterar a seqüência protéica influenciando diretamente o fenótipo. Além disso, o estudo das condições que provocam a ativação de TEs, e os mecanismos que os regulam, justifica o interesse de se identificar TEs expressos em tecidos ou condições específicas. Este estudo foca tais questões usando um modelo vegetal: C. arabica, única espécie híbrida e poliplóide do seu gênero, derivada de uma hibridização recente e natural entre C. canephora e C. eugenioides. As análises foram realizadas por meio de uma variedade de abordagens: 1) análises computacionais usando uma combinação de RepeatMasker, tBLASTx e diversas bibliotecas de TEs referência estocadas no Repbase; 2) análises de expressão baseadas em macroarranjos de DNA; e 3) avaliação do número de cópias e distribuição cromossomal de TEs ativos por Hibridização in situ fluorescente (FISH). Foram identificados 180 unigenes com fragmentos de TEs nas três espécies de café. Em uma primeira análise, com base em unigenes selecionados, foi possível sugerir 26 putativas proteínas com inserção de cassetes de TEs, demonstrando uma provável contribuição para a variabilidade do repertório protéico hospedeiro. Por outro lado, 327 ESTs similares a TEs expressos foram identificadas com uma possível abundância diferencial para duas famílias de Ty3/Gypsy (dea1 e Retrosat) identificadas em apenas duas bibliotecas de C. canephora (sementes e pericarpo). Análises de expressão mostraram que muitos dos mRNAs quiméricos e TEs ativos apresentam baixa expressão...

Transposable elements (TEs) are genetic entities that can have profound structural, intra, interspecific impacts in evolution of the genomes. The contribution of the TEs in the protein coding region is of particular interest because insertions of TE into exons can alter the protein sequence influencing directly the phenotype. Moreover, the analysis of the conditions that cause the TE activation and the mechanisms that regulate them justify the interest of identifying expressed TEs in tissues or specific conditions. This study focus such subjects using the plant model: C. arabica, unique hybrid species and polyploidy of their genus, derived of a recent and natural hybridization between C. canephora and C. eugenioides. The analyses were performed by a variety of approaches: 1) computational analyses using a combination of RepeatMasker, tBLASTx e several libraries of reference TEs stored in Repbase; 2) expression analysis based in macroarrays; and 3) evaluation of copy number e chromosomal distribution of expressed TEs by Fluorescent in situ hybridization (FISH). 180 unigenes containing TE fragments were identified in the three Coffea species. Based in selected unigenes, it was possible to identify 26 putative proteins harboring TE-cassettes, demonstrating a probable contribution for the host protein repertory variability. In addition, 327 ESTs similar to expressed TEs were identified with a probable differential abundance for two families of Ty3/Gypsy (dea1 and Retrosat) identified only in two cDNA libraries from C. canephora (seeds and pericarp). Our expression analyses showed that most of the chimerical mRNAs and expressed TEs has low or null expression. On the other hand, several transcripts had their expression reestablished in cell culture treated with Cycloheximide, a drug that permit the accumulation of transcripts previously silenced by reverting a mechanisms... (Complete abstract click electronic access below)