DID A COPYING MISTAKE MAKE HUMANS SO SMART? (Comentado)

Mistakes made during cell division long ago may have lead to the sophistication of the modern human brain.

DNA mutations may be responsible for the rise of modern humans.

A copyediting error appears to be responsible for critical features of the human brain that distinguish us from our closest primate kin, new research finds.

When tested out in mice, researchers found this “error” caused the rodents’ brain cells to move into place faster and enabled more connections between brain cells.

When any cell divides, it first copies its entire genome. During this process, it can make errors. The cell usually fixes errors in the DNA. But when they aren’t fixed, they become permanent changes called mutations, which are sometimes hurtful and sometimes helpful, though usually innocuous.

One type of error is duplication, when the DNA-copying machinery accidentally copies a section of the genome twice. The second copy can be changed in future copies — gaining mutations or losing parts.

The researchers scanned the human genome for these duplications, and found that many of them seem to play a role in the developing brain. (10 Fun Facts About the Brain)

“There are approximately 30 genes that were selectively duplicated in humans,” study researcher Franck Polleux, of The Scripps Research Institute in La Jolla, Calif., said in a statement. “These are some of our most recent genomic innovations.”

An extra copy of a gene gives evolution something to work with: Like modeling clay, this gene isn’t essential like the original copy, so changes can be made to it without damaging the resulting organism.

The researchers studied one specific gene, called SRGAP2, which they think has been duplicated at least twice during the course of human evolution, first about 3.5 million years ago and then again about 2.5 million years ago.

The second, more recent, duplication seems to be incomplete, with only part of the gene being duplicated. The researchers think this partially duplicated gene is able to interfere with the actions of the original, ancestral copy of SRGAP2. When the researchers added  the partially duplicated gene copy to the mouse genome (mice don’t normally have it) it seemed to speed the migration of brain cells during development, which makes brain organization more efficient.

These cells that expressed the incomplete duplication of SRGAP2 also had more “spines” — knoblike extensions on the cell surface that connect with other brain cells, which make them look more like human brain cells.

Interestingly, the incomplete copy of the gene seems to have showed up just as the extinct hominin Australopithecus made room for the genus Homo, which led to modern humans. That’s also when the brains of our ancestors began to expand and when dramatic changes in cognitive abilities are likely to have emerged.

“We may have been looking at the wrong types of mutations to explain human and great ape differences,” study researcher Evan Eichler, of the University of Washington, said in a statement. “These episodic and large duplication events could have allowed for radical — potentially Earth-shattering — changes in brain development and brain function.”

Fonte: Discovery news

.

Resenha do autor

Quando uma célula se divide, ela primeiro copia seu genoma. Durante este processo, ela pode cometer erros que via de regra, são corrigidos por um conjunto enzimático de reparação. Eventualmente alguns erros podem escapar desse sistema de manutenção e se tornam mudanças permanentes no genoma. Essas são as mutações que por vezes levam os indivíduos a morte, mas em exceções podem ser por vezes útil.

Um desses erros de edição de DNA parece ser responsável por características críticas do sistema nervoso central humano. E é uma das características que nos distinguem dos demais primatas antropóides.

Quando testado em camundongos, os pesquisadores descobriram este “erro” nas células cerebrais dos roedores faz com que eles se movam de um lugar a outro mais rápido e permitiu que mais conexões entre células cerebrais fossem estabelecida.

A ciência já identificou vários desses erros genômicos ou cromossômicos (LA PULCE D’ACQUA È L’ANIMALE CON IL PIÙ VASTO PATRIMONIO GENETICO). Um tipo de erro é a duplicação, quando a máquina de duplicação de DNA cópia acidentalmente uma seção do genoma duas vezes.

De fato, parece que isso aconteceu no sistema nervoso central humano e uma segunda cópia pode ter alterado em futuras cópias, ganhando ou perdendo mutações partes.
Os pesquisadores scanearam o genoma humano para identificar essas duplicações e descobriram que muitos deles parecem desempenhar um papel no desenvolvimento do cérebro.

Essa não é a primeira vez que se identificam genes que tenham grande responsabilidade sobre a formação do sistema nervoso. É sabido que os genes ASPM, FOXP2, MCPH1, CENPJ tiveram papel importante na formação do sistema nervoso central humano. Com destaque o gene FOXP2 que esta estritamente relacionado a capacidade de falar e compreender a linguagem (áreas de Broca e Wernick). Esse gene é rastreado pelos geneticistas e comparando suas diversas versões em grupos de aves e repteis já que são fundamentais para o processo de vocalização e comunicação. (para saber mais veja A VISÃO REDUCIONISTA DA EVOLUÇÃO HUMANA. FALANDO SOBRE A FALA).

No presente caso foram identificados 30 genes que haviam sido duplicados seletivamente em humanos fazendo parte de uma das mais recentes inovações da genômica da espécie humana.

Cada cópia extra de um gene oferece um nicho para os mecanismos evolutivos trabalharem. Este gene não é essencial como a cópia original, assim, as mudanças que ele pode sofrer não poderiam danificar o organismo que as detém. Embora em alguns casos a interferência possa ocorrer.

Os pesquisadores deste estudo acabaram estudando um gene específico, chamado SRGAP2, que parece ter sido repetido pelo menos duas vezes durante o curso da evolução humana. Primeiramente a cerca de 3,5 milhões de anos atrás e novamente cerca de 2,5 milhões de anos atrás.

Outra duplicação parece ter ocorrido mais recentemente embora apenas uma parte do gene tenha sido repetida. Os pesquisadores acreditam que este gene parcialmente duplicado é capaz de interferir com as ações da cópia original, ancestral de SRGAP2. Quando os pesquisadores adicionaram uma cópia parcial do gene no genoma do camundongo isso acelerou a migração das células cerebrais durante o desenvolvimento, o que torna a organização cerebral mais eficiente e confere uma vantagem.

Estas células que expressam a duplicação incompleta do SRGAP2 tiveram mais extensões na superfície da célula que se conectam, o que as faz parecer mais com células do cérebro humano.

Uma cópia incompleta como a deste gene em hominídeos extintos como os Australopithecus pode ter aberto espaço para o florescimento do gênero Homo. De fato isso pode ser sustentado já que a datação das primeiras cópias ofereceu a data de 2,5 milhões de anos e confere com a datação dos fósseis que mostram o surgimento do gênero Homo no mesmo período.

 É também quando os cérebros de nossos ancestrais começaram a expandir-se e quando as mudanças dramáticas em habilidades cognitivas são susceptíveis de ter surgido.
Seria interessante a partir de agora realizar experimentos de acompanhamento, ou seja, acompanhar a dinâmica desse fragmento parcial de gene nas gerações de ratos seguintes. Cruzando com aqueles ratos que não tem esse fragmento e acompanhar como essa característica pode se espalhar em uma determinada população de ratos seguindo as Leis de Mendel.

.

Scritto da Rossetti

Palavra chave: NetNature, Rossetti, DNA, Gene, Sistema nervoso central, Homo, Australopithecus, ASPM, FOXP2, MCPH1, CENPJ.

One thought on “DID A COPYING MISTAKE MAKE HUMANS SO SMART? (Comentado)

  1. Caro Rossetti, se imaginarmos que o PhD Dr. Hartman esteja certo que o virus ou bactéria seja o “agente” do funcionamento da célula, inclusive sua divisão e “replicação”, se até o próprio “homem inteligente” erra, o que se dirá de um simples virus?

    arioba.

Deixe uma resposta

Preencha os seus dados abaixo ou clique em um ícone para log in:

Logotipo do WordPress.com

Você está comentando utilizando sua conta WordPress.com. Sair / Alterar )

Imagem do Twitter

Você está comentando utilizando sua conta Twitter. Sair / Alterar )

Foto do Facebook

Você está comentando utilizando sua conta Facebook. Sair / Alterar )

Foto do Google+

Você está comentando utilizando sua conta Google+. Sair / Alterar )

Conectando a %s