Estudos citogenômicos em aves com foco na diferenciação do sistema cromossômico sexual ZZ/ZW

dc.contributor.advisor1Cioffi, Marcelo de Bello
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/0242034365085727por
dc.contributor.advisor1orcidhttps://orcid.org/0000-0003-4340-1464por
dc.contributor.authorSouza, Guilherme Mota
dc.contributor.authorlatteshttp://lattes.cnpq.br/9260593229045950por
dc.contributor.authororcidhttps://orcid.org/0000-0001-9962-4259por
dc.date.accessioned2025-01-29T17:42:26Z
dc.date.available2025-01-29T17:42:26Z
dc.date.issued2025-01-25
dc.description.abstractOne of the peculiarities of birds is the presence of a stable system of ZZ/ZW sex chromosomes, which originated in an ancestor approximately 70 million years ago. The group is also known for exhibiting karyotypes that present a relatively high level of conservation in relation to the diploid number (2n), generally close to 80 chromosomes, characterized by 10 pairs of macrochromosomes and 30 pairs of microchromosomes. The W chromosome of birds is characterized by frequently presenting an accumulation of repetitive sequences, such as satellite DNA, microsatellites and transposable elements, resulting from the processes of recombination suppression, which cause their morphological differentiation and the accumulation of these elements over time. Satellite DNAs (satDNAs), in turn, have been isolated and analyzed in several lineages, increasingly evidencing their contribution to the evolution of the karyotype and sex chromosomes, with the set of all satDNAs of a species being called Satelitoma. In this context, this work aimed to combine cytogenetic, genomic and bioinformatics analyses in the study of the evolution and differentiation of sex chromosomes in birds. For this purpose, we selected two study models (named A and B). In model A, we selected two species of the Turdidae family (named Turdus leucomelas and Turdus rufiventris), both with conserved 2n, 80 and 78, respectively. The isolation of the T. leucomelas satellitome was then performed, followed by fluorescence in situ hybridization (FISH) experiments in both species with the aim of identifying the conservation and divergence between the species, as well as their role in the differentiation of sex chromosomes. Additionally, we performed C-banding and comparative genomic hybridization (CGH) studies, in which we identified an atypical configuration of the ZZ/ZW sexual system in T. leucomelas, evidencing an alternative pathway for the evolution of the W chromosome. In model B, we selected two representatives of the Cariamidae family (Cariama cristata and Chunga burmeisteri), which present unusual karyotypes, with 108 and 106 chromosomes, respectively, with the Z chromosome being the largest component of both karyotypes. We compared FISH mapping of the satellites in C. cristata and corresponding in silico analyses. In addition, we compared the two isolated Satellitomes and analyzed the proportion of repetitive elements present in the Z chromosome, aiming to understand how these elements, combined with chromosomal rearrangements, may be associated with their growth in size. The findings provided a deeper understanding of the evolution of sex chromosomes in birds, demonstrating that the evolution of the Z and W chromosomes is considerably more complex than previously thought, encompassing chromosomal rearrangements and genomic alterations that diverge from the ancestral pattern.eng
dc.description.resumoUma das particularidades das Aves é a presença de um sistema estável de cromossomos sexuais ZZ/ZW, que teve origem em um ancestral aproximadamente 70 milhões de anos atrás. O grupo é igualmente conhecido por exibir cariótipos que apresentam um nível de conservação relativamente elevado em relação ao número diploide (2n), geralmente próximo de 80 cromossomos, sendo caracterizado por 10 pares de macrocromossomos e 30 pares de microcromossomos. O cromossomo W das aves é caracterizado por frequentemente apresentar um acúmulo de sequências repetitivas, tais como DNA satélite, microssatélites e elementos transponíveis, resultantes dos processos de supressão da recombinação, que provocam sua diferenciação morfológica e o acúmulo desses elementos ao longo do tempo. Os DNAs satélites (satDNAs), por sua vez, têm sido isolados e analisados em várias linhagens, evidenciando, cada vez mais, sua contribuição para a evolução do cariótipo em geral e para os cromossomos sexuais, sendo o conjunto de todos os satDNAs de uma espécie denominado Satelitoma. Neste âmbito, este trabalho teve por objetivo combinar análises citogenéticas, genômicas e bioinformáticas no estudo da evolução e diferenciação dos cromossomos sexuais em Aves. Para tal, selecionamos dois modelos de estudo (denominados A e B). No modelo A, selecionamos duas espécies da família Turdidae (Turdus leucomelas e Turdus rufiventris), ambas com 2n preservados, que apresentam números de cromossomos de 80 e 78, respectivamente. Realizou-se, então, o isolamento do satelitoma de T. leucomelas, seguido por experimentos de hibridização fluorescente in situ (FISH) nas duas espécies com o objetivo de identificar a conservação e a divergência entre as espécies, bem como seu papel na diferenciação dos cromossomos sexuais. Adicionalmente, realizamos Bandamento C e estudos de hibridização genômica comparativa (CGH), nos quais identificamos uma configuração atípica do sistema sexual ZZ/ZW em T. leucomelas, evidenciando uma via alternativa para a evolução do cromossomo W. No modelo B, selecionamos dois representantes da família Cariamidade (Cariama cristata e Chunga burmeisteri), os quais apresentam cariótipos incomuns, com 108 e 106 cromossomos, respectivamente, sendo o cromossomo Z o maior componente dos cariótipos. Realizamos comparações entre experimentos de FISH dos satélites em C. cristata e análises in silico correspondentes. Além disso, realizamos a comparação entre os dois Satelitomas isolados e analisamos a proporção de elementos repetitivos presentes no cromossomo Z, com o objetivo de compreender de que maneira esses elementos, combinados com os rearranjos cromossômicos, podem estar associados ao seu crescimento em tamanho. Os achados proporcionaram uma compreensão mais aprofundada sobre a evolução dos cromossomos sexuais em aves, demonstrando que a evolução dos cromossomos Z e W é consideravelmente mais complexa do que se pensava anteriormente, englobando rearranjos cromossômicos e alterações genômicas que se divergem do padrão ancestral.por
dc.description.sponsorshipFundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)por
dc.description.sponsorshipId2022/14584-3por
dc.identifier.citationSOUZA, Guilherme Mota. Estudos citogenômicos em aves com foco na diferenciação do sistema cromossômico sexual ZZ/ZW. 2025. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Biotecnologia) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2025. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/21317.*
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/21317
dc.language.isoengpor
dc.publisherUniversidade Federal de São Carlospor
dc.publisher.addressCâmpus São Carlospor
dc.publisher.courseBiotecnologia - Biotecpor
dc.publisher.initialsUFSCarpor
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/*
dc.subjectCitogenômicapor
dc.subjectCytogenomicseng
dc.subjectCromossomos sexuaispor
dc.subjectSex chromosomeseng
dc.subjectSatellitomapor
dc.subjectSatellitomeeng
dc.subjectFISHpor
dc.subject.cnpqCIENCIAS BIOLOGICAS::GENETICApor
dc.titleEstudos citogenômicos em aves com foco na diferenciação do sistema cromossômico sexual ZZ/ZWpor
dc.title.alternativeCytogenomic studies in birds focusing on the differentiation of the ZZ/ZW sex chromosome systemeng
dc.typeTCCpor

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