Impacto de la organización centromérica y la heterocromatina en la evolución cromosómica de Sapajus cay (Platyrrhini: Cebidae) y Macaca fascicularis (Catarrhini: Cercopithecidae)

FERRERAS, ESTEBAN O.; MANZUR, TERESITA; CARDOZO, A; BOLZAN, A; NIEVES, MARIELA

La Plata

Congreso; Reunion Argentina de Biología Evolutiva; 2023

SABE

En eucariotas, la cromatina forma múltiples dominios yuxtapuestos a lo largo del cromosoma. Un elemento altamente conservado y estructuralmente distintivo de los genomas eucariotas es el dominio heterocromatina, con un rol crítico en proteger y mantener su estabilidad. Otro dominio es el centrómero, cuya arquitectura es extremadamente diversa entre los organismos. Si bien su posición cromosómica se creía conservada, ahora se sabe que puede mutar y se lo considera relevante en la arquitectura genómica al promover la evolución cromosómica. Su organización es compleja, incluyendo distintos tipos de ADN repetitivo que conforman la heterocromatina constitutiva, mayoritariamente con acumulación de ADN satélites y relacionada con la función centromérica. En general, las repeticiones centroméricas son especie-específicas e indican secuencias compartidas entre centrómeros. En primates, el motivo repetido se denomina ADN alfa-satélite. Existen también los llamados neocentrómeros o centrómeros evolutivamente nuevos, originados en un cromosoma sin ADN alfa-satélite con posterior adquisición de secuencias repetidas, estabilizando el genoma y fijándose en las poblaciones. Su descubrimiento renovó el interés por estudiar los centrómeros y su evolución. En este trabajo estudiamos a dos especies de primates, Sapajus cay (2N=54; Cebidae, Platyrrhini) y Macaca fascicularis (2N=42; Cercopithecidae, Catarrhini) que presentan gran similitud genética con el ser humano y proporciones de heterocromatina disímiles. Se analizó la estructura centromérica en el cariotipo de ambas especies, su relación con la presencia de heterocromatina extracentromérica y con la estabilidad cariotipica en términos de evolución cromosómica. A partir de cultivos de linfocitos de sangre periférica de un macho y una hembra de cada especie se realizó la caracterización cariotípica completa. Se realizó Hibridación in situ Fluorescente con sondas de regiones centroméricas desarrolladas específicamente para cada especie y con sonda centromérica total humana, y se compararon los patrones observados en cada una. En el caso de M. fascicularis observamos 42 señales centroméricas en la hembra y 41 en el macho (ausencia de señal en el cromosoma Y), todas de igual intensidad y tamaño. En S. cay observamos 54 señales distribuidas en tres categorías según su intensidad y tamaño: débil (pares 1-7 y cromosoma X), intermedia (pares 11-20) y fuerte (pares 8-10, 21-26 y cromosoma Y). En S.cay, los pares con bloques de heterocromatina extracentromérica presentaron señales centroméricas intermedias (los acrocéntricos) y señales débiles a intermedias (los submetacéntricos) similares en tamaño a las observadas en Macaca. No hubo hibridación positiva con la sonda humana ni hibridación recíproca entre las especies. Dada la importancia de la información que alberga el genoma celular, un resultado del proceso evolutivo y fundamental para los organismos es preservar su integridad. En este sentido, la complejidad y diversidad en la organización espacial y dinámica de la cromatina determinan el grado de estabilidad de un genoma. A su vez, se ha propuesto que los neocentrómeros, que se han descripto en varias especies en Primates, serían centrómeros inmaduros o estados intermedios en la evolución cromosómica. Nuestros resultados permiten proponer que la organización centromérica en las dos especies estudiadas es específica y diferente a la descripta para la humana, a pesar de ser todos primates. Asimismo, la organización centromérica en Sapajus podría representar un estado aún inmaduro de la evolución cromósomica, mientras que en Macaca evidenciaría un estado maduro de la misma, concordante con los estudios genómicos y fliogenéticos en Primates. Sin embargo, en términos de integridad de la arquitectura genómica, nuestros resultados apoyan la propuesta de estudios previos sobre una mayor estabilidad del genoma de Sapajus versus el de Macaca, relacionada con la presencia de grandes cantidades de heterocromatina extracentromérica y la diversidad en el patrón centromérico, tanto en tamaño como en intensidad de señal.