Explorando a Abundância e Distribuição de Sequências Repetitivas em Genomas de Insetos

O que é uma Sequência Repetida?

As sequências repetidas desempenham um papel crucial na complexidade e funcionalidade dos genomas, e podem ser amplamente categorizadas em dois tipos: sequências repetidas dispersas e sequências repetidas em tandem. As repetições dispersas, como os transposões, estão intercaladas ao longo do genoma, enquanto as repetições em tandem, como as sequências de DNA satélite, ocorrem de forma contígua. Este estudo investiga a análise de sequências repetidas nos genomas de aproximadamente 600 espécies de insetos, lançando luz sobre a sua diversidade e distribuição.

A Paisagem das Sequências Repetidas nos Genomas de Insetos

A prevalência de sequências repetidas nos genomas de insetos é bastante notável, variando de 1,6% a impressionantes 81,5%. Os transposões de DNA surgem como o tipo mais abundante de sequências repetidas, particularmente proeminentes em os Coleópteros ordem, enquanto que Lepidópteros as espécies apresentam uma proporção relativamente mais baixa de transposões de DNA.

A paisagem de elementos repetitivos dos insetos. (Sproul et al., 2023)

Transposões em Linha - Um Quase Segundo

Os transposões do tipo linha, embora sejam as segundas sequências de repetição mais abundantes, apresentam uma variação substancial entre as ordens de insetos. Eles são relativamente menos comuns em Himenóptera, representando apenas 1,8% ± 1,7% do genoma.

Retrotransposões do tipo LTR

Em contraste, os retrotransposões do tipo LTR são menos comuns entre os insetos, mas são notavelmente abundantes em Drosófila espécies. É essencial reconhecer que a identificação de transposões LTR pode ser desafiadora devido à sua estrutura maior e mais intrincada, o que pode resultar numa subestimação da sua prevalência em outros insetos.

Sumários estatísticos da dinâmica de elementos repetitivos em insetos, impactos tecnológicos. (Sproul et al., 2023)

O Tamanho do Genoma Importa

Intrigantemente, o estudo revela uma correlação entre o tamanho do genoma e a presença de sequências repetidas em insetos. Genomas maiores tendem a abrigar uma maior abundância dessas sequências.

Impacto dos Métodos de Sequenciação

A investigação avalia ainda o efeito dos métodos de sequenciação na identificação de sequências repetitivas em genomas. Leitura longa a sequenciação supera a sequenciação de leituras curtas ao identificar 36,1% mais sequências repetitivas. Esta diferença é mais pronunciada para LTRs, com um aumento impressionante de 162% para comprimentos de leitura longos, seguido por um aumento de 47% na identificação de transposões de DNA.

Genes com Sequências Repetitivas

Ao comparar genes que contêm sequências repetitivas (BUSCOs associados a RE), o estudo encontra uma associação positiva entre a presença de transposões LINE e o número de tais genes. Por exemplo, em insetos como Coleópteros e Hemípteros, estes genes podem constituir até 25% de todos os genes, enquanto Himenópteros e Diptera as espécies apresentam uma percentagem muito mais baixa, variando entre 1% a 2%.

Representação de insetos em bases de dados de elementos repetitivos e efeitos na deteção de ER. (Sproul et al., 2023)

Impacto das Bases de Dados de Referência

A identificação de sequências repetitivas depende fortemente de bases de dados de referência, como o RepBase e o Dfam. Notavelmente, este estudo revela que a divergência das espécies de insetos em relação a Drosophila melanogaster está associada a uma capacidade reduzida de identificar e classificar sequências repetitivas. Por exemplo, Drosófila as espécies exibem apenas 13,1% de repetições não classificadas, enquanto outras classes de insetos podem apresentar até 40,5%. É importante notar que essas repetições não classificadas são geralmente mais curtas em comprimento.

Viés de Base de Dados

A predominância de sequências repetitivas das famílias de mosquitos e moscas-das-frutas na base de dados RepBase sublinha o impacto significativo do viés da base de dados de referência na anotação e identificação dos genomas de insetos.

Conclusão

Este estudo fornece uma visão abrangente da abundância e distribuição de sequências repetidas em o genomas de várias espécies de insetos. As descobertas enfatizam o papel do tamanho do genoma, métodos de sequenciação e bases de dados de referência na formação da nossa compreensão das sequências repetitivas. Além disso, a manutenção de genomas maiores com uma maior abundância de sequências repetitivas pode conferir vantagens adaptativas a certas espécies de insetos, como observado na traça da pedra (inseto de água), onde os clados com genomas maiores tendem a apresentar maior polimorfismo e a ocupar nichos ecológicos mais amplos.

Referência:

1. Sproul, John, et al. "Mais de 600 genomas de insetos revelam a dinâmica de elementos repetitivos e destacam os desafios de anotação de repetições em escala de biodiversidade." Pesquisa Genómica (2023): gr-277387.