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Molecular evolution of ribosomal intergenic spacers in Odontophrynus americanus 2n and 4n (Amphibia: Anura)

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Abstract:

Ribosomal intergenic spacers (IGSs) of Odontophrynus americanus 2n and 4n were cloned, restriction mapped, and partially sequenced. Three distinct regions, namely α, β, and δ, were identified in the IGSs. The α and β regions flanked the 28S and 18S rRNA genes, respectively, conserving an identical restriction pattern at each ploidy level. The δ region, located between α and β, was highly variable in size and restriction pattern, enclosing different BamHI subrepeats (B-SR), 87- to 530-bp-long. Sequence analysis showed that B-SRs were composed mainly of different arrangements of similar blocks of sequences. Another family of repetitive sequences was found in the δ region, clustered inside large BamHI fragments. These subrepeats are 189-bp-long and, although very similar in diploid and tetraploid IGSs, show a pattern of concerted evolution. A hypothetical functional role for the 189-bp repeats is discussed in view of their predicted secondary structure and presence of potential E2 binding sites inside diploid subrepeats. Although the same structural elements were present both in diploid and tetraploid IGSs, the higher level of repeatability of tetraploid IGSs suggests that common ancestor sequences have undergone several rounds of amplification after O. americanus polyploidy.Key words: Odontophrynus americanus, amphibian polyploidy, ribosomal DNA, intergenic spacer, IGS subrepeats.

Les espaceurs ribosomiques intergéniques (IGS) de l' Odontophyrynus americanus 2n et 4n ont été clonés, analysés à l'aide d'enzymes de restriction et partiellement séquencés. Trois régions distinctes, soit α, β et δ, ont été identifiées au sein des IGS. Les régions α et β bordent les gènes d'ARNr 28S et 18S, respectivement, et la même carte de restriction est obtenue aux deux niveaux de ploïdie. La région δ, située entre les régions α et β, était très variable quant à sa taille et aux sites de restriction. Cette région comprend différentes sous-unités répétées BamHI (B-SR) mesurant entre 87 et 530 pb. Le séquençage des B-SR a montré que ces éléments étaient composés principalement de différents agencements de blocs de séquence semblables. Une autre famille de séquences répétées a été identifiée dans la région δ et s'est avérée groupée au sein de grands fragments BamHI. Ces sous-unités répétées mesurent 189 pb et, bien que très semblables aux deux niveaux de ploïdie, montraient des signes d'une évolution concertée. Un rôle hypothétique pour ces répétitions de 189 pb est discuté en fonction de leur structure secondaire prédite et de la présence de sites de liaison E2 potentiels au sein des sous-unités répétées chez les diploïdes. Bien que les mêmes composantes structurales soient présentes chez les IGS diploïdes et tétraploïdes, la plus grande répétition des IGS tétraploïde suggère qu'une séquence ancestrale commune aurait subi plusieurs rondes d'amplification après la polyploïdisation chez l'Odontophyrynus americanus.Mots clés: Odontophyrynus americanus, polyploïdie chez les batraciens, ADN ribosomique, espaceur intergénique, sous-unités répétées IGS.[Traduit par la Rédaction]

Keywords: IGS subrepeats; Odontophrynus americanus; amphibian polyploidy; intergenic spacer; ribosomal DNA

Document Type: Research Article

Publication date: February 1, 2002

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