O jogo da evolução

Este mês, foi publicada uma reportagem bem legal na revista "Scientific American Brasil" com o título "O jogo da evolução" onde são discutidos dois assuntos que eu acho interessantes: evolução e controle da expressão gênica. Resolvi escrever uma pequena "resenha" e discutir alguns pontos do artigo aqui:


Como surgiu a imensa diversidade de espécies existentes é uma pergunta que há muito tempo os cientistas tentam responder. Com a identificação do DNA como o material genético e dos genes como as unidades que codificam as proteínas (embora esta definição não seja a mais adequada atualmente), a expectativa era que fossem encontradas diferenças genéticas correspondentes a diversidade anatômica observada entre as espécies. No entanto, o que se tem observado é que as espécies são geneticamente mais semelhantes em relação à vários aspectos (número, tipos e seqüência dos genes) do que se imaginava. Os cientistas resolveram, então, estudar os genes relacionados ao desenvolvimento, uma vez que as diferenças anatômicas entre as espécies devem resultar de diferenças nestes processos. Mais uma vez se surpreenderam ao observarem que tais genes são mais conservados ainda! Chegou-se a um aparente paradoxo: como as espécies podem ser tão distintas anatomicamente e ao mesmo tempo tão semelhantes geneticamente?


A resposta parece estar nos mecanismos de controle da expressão gênica. Embora os organismos possuam conjuntos de genes semelhantes, o que os tornaria diferentes é o contexto em que tais genes são expressos: quando, onde e em que intensidade são expressos. Em eucariotos, os mecanismos de controle da expressão gênica vão muito além de diferentes tipos promotores e fatores de transcrição. Cada gene contém pelo menos uma seqüência atenuadora (ou enhancer) que consiste em uma seqüência regulatória que pode estar praticamente em qualquer lugar abaixo, acima ou dentro (em um íntron) do gene. Os vários enhancers de uma mesmo gene irão controlar sua atividade em diferentes tecidos e momentos do ciclo de vida do animal. Consequentemente, a transcrição de um gene pode ser finamente regulada o que possibilita a sua expressão em diferentes contextos, ampliando a sua funcionalidade.


De fato, sabe-se que ao mesmo tempo que os genomas eucarióticos são bem maiores que os de procariotos, a maior parte deles é constituída por seqüências não codificantes. Então, como explicar o maior complexidade dos organismos eucarióticos? Os grandes genomas estão justamente relacionados com o surgimento de mecanismos de controle da expressão gênica mais complexos, os quais são responsáveis pela maior complexidade destes organismo. E pensar que boa parte do genoma eucariótico ainda é chamada por muitos de "DNA lixo"...Nada existe sem um motivo, principalmente, se tratando de DNA: para que gastar energia mantendo e replicando milhões de pares de bases "inúteis"? O argumento que seria para diminuir a probabilidade de ocorrência de mutações em seqüências gênicas nunca me convenceu!


Tais genes, expressos em diferentes contextos onde exercem funções distintas, são chamados de pleiotrópicos. Uma mutação em um gene deste tipo dificilmente seria tolerada, pois afetaria muitos processos. A principal implicação evolutiva do controle da expressão gênica por seqüências atenuadoras é que mutações nestas seqüências podem alterar pontualmente uma característica sem que o gene responsável seja alterado, ou seja, pode-se alterar a expressão de um gene específico somente em um tecido ou em um momento do desenvolvimento sem que as demais funções do mesmo sejam alteradas. Isto é bem discutido no artigo em questão através de vários exemplos interessantes. Para entendermos as diferenças entre as as formas de vida, devemos olhar para além dos genes e proteínas: para como estes genes e proteínas são rigidamente regulados, um campo ainda pouco conhecido. Além das seqüências atenuadoras, há inúmeros mecanismos de regulação da expressão gênica, entre eles a regulação por microRNAs. Eu particularmente pouco sei sobre isso, mas acho bem interessante...

Como acabei me desviando em alguns pontos, e sendo bem sucinta em outros, caso alguém queira ler a reportagem na íntegra (que descreve alguns casos bem legais mais detalhadamente), ela também está disponível online, neste link:

http://www2.uol.com.br/sciam/reportagens/o_jogo_da_evolucao.html