Evolución cromosómica en Simiiformes: homologías, reorganizaciones y heterocromatina

Author

García Haro, Francisca

Director

García, M. (Montserrat)

Ponsà i Fontanals, Montserrat

Date of defense

2001-01-11

ISBN

8469980416

Legal Deposit

B.17.133-2002



Department/Institute

Universitat Autònoma de Barcelona. Departament de Biologia Cel·lular i de Fisiologia

Abstract

En este trabajo se han analizado las siguientes características cariotípicas de diferentes especies de primates Simiiformes: <br/><br/>1) HOMOLOGIAS Y REORGANIZACIONES CROMOSÓMICAS. Mediante la comparación de su patrón de bandas G, se han determinado las homologías cromosómicas de dos especies del género Cebus (C. apella y C. capucinus) y de diferentes especies del género Ateles (A. belzebuth hybridus, A. b. marginatus, A. paniscus paniscus y A. p. chameck). Esta comparación ha permitido determinar las reorganizaciones cromosómicas que explicarían las homologías detectadas: 3 inversiones pericéntricas en el caso de las especies del género Cebus y 4 inversiones pericéntricas, una paracéntrica y una fusión en el caso de Ateles. La aplicación de la técnica de ZOO-FISH y bandas G secuenciales utilizando las sondas de todos los cromosomas humanos completos, ha permitido determinar las homologías entre la especie humana (HSA), Cebus apella (CAP) y Ateles belzebuth hybridus (ABH). La comparación de los cromosomas o segmentos cromosómicos homólogos de las especies comparadas, ha permitido determinar las reorganizaciones cromosómicas que explicarían las homologías detectadas, y las bandas implicadas en dichas reorganizaciones. Las reorganizaciones cromosómicas detectadas han sido: a) 11 fisiones, 10 fusiones, 12 inversiones pericéntricas, 9 activaciones/inactivaciones centroméricas y 3 inversiones paracéntricas al comparar HSA y CAP; b) 19 fusiones, 11 fisiones, 18 activaciones /inactivaciones centroméricas y 6 inversiones pericéntricas al comparar HSA y ABH; y c) 17 fusiones, 11 activaciones/inactivaciones centroméricas, 5 inversiones pericéntricas, 3 fisiones y 3 inversiones paracéntricas al comparar CAP y ABH. Se ha analizado la relación existente entre las bandas implicadas en reorganizaciones cromosómicas evolutivas de la especie humana y de CAP con la localización de lugares frágiles y bandas sensibles al efecto de las radiaciones ionizantes en ambos cariotipos. Aplicando el test de la Ji cuadrado, se ha podido concluir que las coincidencias observadas no son estadísticamente significativas. Se ha determinado también el cariotipo ancestral de los Platyrrhini, así como las homologías de estos cromosomas ancestrales con los del cariotipo humano.<br/><br/>2) ANÁLISIS CUALITATIVO DE LA HETEROCROMATINA CONSTITUTIVA. Se ha realizado el análisis cualitativo de la heterocromatina constitutiva de 15 especies de primates Simiiformes: Homo sapiens, Pan troglodytes, Gorilla gorilla, Hylobates syndactylus, Macaca fascicularis, M. tibetana, Papio leucophaeus, P. sphinx, Cercopithecus aethiops, C. sabaeus, C. albogularis, Cebus apella, Ateles belzebuth hybridus, Aotus azarae y A. nancymai. Las técnicas utilizadas para realizar este análisis han sido: a) digestión in situ con los enzimas de restricción AluI, HaeIII, RsaI y Sau3A y b) tinción con el par DA/DAPI en cromosomas sin bandeo previo, en cromosomas con bandeo C previo, y en cromosomas con bandeo G/C previo. La homogeneidad en la heterocromatina intersticial y terminal (HIT), y la heterogeneidad en la heterocromatina de localización centromérica (HC) observadas en la mayor parte de las especies analizadas, parece indicar un origen evolutivo relativamente reciente de la HIT e independiente del de la HC, que tendría un origen más antiguo.


In this work, the following cytogenetic chraracteristics from different Simiiiformes species have been analyzed:<br/><br/>1) CHROMOSOMAL HOMOLOGIES AND REORGANIZATIONS. G-banding comparison has been used to determine homologies between two species of Cebus genus (C. apella and C. capucinus), and from different Ateles subspecies (A. belzebuth hybridus, A. b. marginatus, A. paniscus paniscus y A. p. chameck). This study has allowed to establish chromosomal reorganizations that could explain the homologies detected: 3 pericentric inversions in Cebus species, and one paracentric and 4 pericentric inversions, and a fusion in the Ateles subspecies. ZOO-FISH and sequential G-banding technique using whole human chromosome probes, have been used to determine chromosomal homologies between humans (HSA), Cebus apella (CAP) and Ateles belzebuth hybridus (ABH). G-banding comparison of homologous chromosomes from those species has allowed to characterize the chromosomal reorganization that could explain the homologies detected, as well as the bands involved in these reorganizations. The chromosomal reorganizations detected are: a) 11 fissions, 10 fusions, 12 pericentric inversions, 9 centromeric activations/inactivations and 3 paracentric inversions when HSA and CAP were compared; b) 19 fusions, 11 fissions, 18 centromeric activations/inactivations and 6 pericentric inversions when HSA and ABH are compared and c) 17 fusions, 11 centromeric activations/inactivations, 5 pericentrics inversions, 3 fissions and 3 paracentric inversions when CAP and ABH are compared. Relationship between bands involved in evolutive chromosomal reorganizations of HSA and CAP and localization of Fragile Sites and bands sensitive to the ionized radiations in both karyotypes, have been analyzed. Using the Chi square test, results show that coincidences observed are not statistically significant. In this work, the ancestral karyotype of Platyrrhini group is proposed, as well as the homologies between its chromosomes and those of the human karyotype. <br/><br/>2) QUALITATIVE ANALYSIS OF CONSTITUTIVE HETEROCHROMATIN. Constitutive heterochromatin from 15 Simiiformes primate species has been analyzed: Homo sapiens, Pan troglodytes, Gorilla gorilla, Hylobates syndactylus, Macaca fascicularis, M. tibetana, Papio leucophaeus, P. sphinx, Cercopithecus aethiops, C. sabaeus, C. albogularis, Cebus apella, Ateles belzebuth hybridus, Aotus azarae y A. nancymai. Techniques used are: a) in situ digestion with the restiction enzymes AluI, HaeIII, RsaI and Sau3A and b) fluorescent staining with DA/DAPI on unbanded, C-banded and G/C banded chromosomes. The homogeneity in the interstitial and terminal heterochromatin (ITH), and the heterogeneity in centromeric heterochromatin (CH) observed in nearly all the species analyzed seem to indicate that ITH has a more recent evolutive origin than CH.

Keywords

Primates; Cromosomas; Evolución

Subjects

576 - Cellular and subcellular biology. Cytology; 59 - Zoology

Knowledge Area

Ciències Experimentals

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