Evoluce telomerického motivu u členovců (Arthropoda)

Abstract

In contrast to other eukaryotes, the telomeres of Arthropoda, the most diversified phylum, are composed of a specific motif (TTAGG)n. The presence of this sequence is conserved within the phylum, yet alternative sequences derived from the ancestral have evolved. Diversity of short motifs has been found especially in the orders Coleoptera, Hymenoptera and Hemiptera. In addition, TRAS and SART retroelements transpose between telomeric sequences in many representatives of different orders. In arthropods, there are still numerous groups whose telomeres do not contain the (TTAGG)n motif, but alternatives have not been proposed yet. One of them is the order Araneae (spiders), as well as some orders of insects.An interesting exception is the order Diptera, where a telomerase-independent telomere elongation mechanism has evolved. The genera Anopheles and Chironomus have telomeres composed of long repeats (up to 350 bp). Drosophila melanogaster relies on a mechanism based on transposition of the telomere-specific retroelements HeT-A, TART and TAHRE. The diversity of telomeric repeats in Diptera can be considerable even in closely related species, which may complicate the identification of novel telomeric sequences in unstudied species. Key words Drosophila, insects, retroelements, telomere, (TTAGG)n

Na rozdíl od ostatních eukaryot, jsou telomery členovců (Arthropoda), nejpočetnějšího kmene, složeny ze specifického motivu (TTAGG)n. Tento motiv je v rámci kmene stabilní, přesto docházelo k jeho evoluci a vznikaly alternativní sekvence odvozené od ancestrálního motivu. Diverzita takových motivů byla zjištěna zejména u řádů brouci (Coleoptera), blanokřídlí (Hymenoptera) a polokřídlí (Hemiptera). U mnoha zástupců různých řádů navíc mezi telomerické sekvence transponují TRAS a SART retroelementy. U členovců jsou stále i početné skupiny, jejichž telomery neobsahují TTAGG motiv, avšak jejich stavba nebyla zatím objasněna. Jednou z nich je řád pavouci (Araneae), dále se jedná o některé řády hmyzu. Zajímavou výjimku představuje řád dvoukřídlí (Diptera), kde se vyvinul na telomeráze nezávislý mechanismus prodlužování telomer. Rody Anopheles a Chironomus mají telomery složené z dlouhých repetic (až 350 bp). Drosophila melanogaster spoléhá na mechanismus založený na transpozici retroelementů HeT-A, TART a TAHRE, které jsou specifické pro telomery. Diverzita těchto repetic může být značná i u blízce příbuzných druhů, což může být komplikací pro jejich identifikaci u dosud nestudovaných druhů. Klíčová slova Drosophila, hmyz, retroelementy, telomera, (TTAGG)n