GENETICISTAS RESOLVEM DILEMA DE MAIS DE 40 ANOS DE IDADE – EXPLICAR POR QUE OS GENES DUPLICADOS PERMANECEM NO GENOMA

Os geneticistas do Trinity College Dublin fizeram um grande avanço com importantes implicações para a compreensão da evolução dos genomas em uma variedade de organismos. Eles descobriram um mecanismo procurado por mais de quatro décadas, que explica como a duplicação de genes leva a novas funções nos indivíduos.

Este é um gráfico de informação do processo de duplicação de genes, que mostra como os genes da irmã pode conferir robustez mutacional permitindo que os organismos para se adaptar a ambientes novos.  Crédito: Fares Mario, 2014

Este é um gráfico de informação do processo de duplicação de genes, que mostra como os genes irmãos podem conferir robustez mutacional permitindo organismos se adaptar a ambientes novos. Crédito: Fares Mario, 2014

A duplicação de genes é um fenômeno biológico que leva ao aparecimento súbito de novo material genético. Genes “irmão” – o produto da duplicação de genes – pode sobreviver através prazos evolutivos longos, e permitir aos organismos tolerar mutações letais de outra forma.

Os geneticistas do Trinity já identificaram e descreveram o mecanismo subjacente a este aumento da tolerância, que é conhecido como “robustez mutacional”.

Por demonstração experimentalmente, esta robustez é importante para as células de levedura para se adaptar-se às novas condições, incluindo aqueles que são estressantes para as células, eles sublinharam a provável razão para a existência da duplicação de genes.

“A seleção natural – um processo que mantém coisas essenciais na célula – também remove os genes que são redundantes no genoma”, disse Fares Dr Mario A, Professor Assistente em Genética na Trindade, e autor principal do estudo.

“O mecanismo que resolve o conflito entre genes irmãos e sua instabilidade evolutiva aparente tinha permanecido um mistério durante décadas, mas agora rachamos esta última parte do código genético”.

A duplicação de genes é um fenômeno freqüente em organismos eucarióticos (que protegem o seu material genético dentro das membranas celulares), incluindo fungos, plantas e animais. Mas a compreensão de como a duplicação leva à inovação biológica é difícil, porque a evolução não pode ser facilmente rastreada vendo como ocorre em escalas de tempo da ordem de milhões de anos.

Apesar de sua natureza aparentemente redundante, genes duplicados que originaram a 100 milhões de anos ainda podem ser encontrados nos organismos de hoje. Este fenômeno tem sugerido a existência de um mecanismo que os mantém nos genomas. Os investigadores neste estudo optaram por trabalhar com leveduras – um organismo cujo genoma inteiro tem sido repetido ao longo do tempo – para se juntar os pontos.

Eles “evoluiram” células de levedura em laboratório sob condições que permitiram a propagação de mutações rejeitadas pela seleção natural, simplesmente reduzindo o efeito que a seleção natural teve sobre essas células “mal adaptadas”. Eles descobriram que os genes duplicados toleravam as mutações-adaptativas para um grau maior do que os genes não duplicados.

A abordagem experimental simples dos geneticistas revelou que esses genes, duplicados a 100 milhões de anos, ainda eram capazes de responder a diferentes ambientes, como eles mudaram, bem como destacar o seu potencial para gerar novas adaptações que possam dar-lhes uma vantagem em novos ambientes.

“Descobrindo o mecanismo de inovação através da duplicação de genes marca um início emocionante para uma nova era de pesquisa em que a evolução pode ser realizada no laboratório e teorias até então o especulativo ser testado”, acrescentou o Dr. Fares.

“Nossa descoberta também tem implicações para explicar a importância da redundância na sociedade humana também. O papel do aumento das demissões em um mercado de trabalho formado em condições econômicas branda poderia levar, em tempos de crise, para o surgimento de novas empresas, forças de trabalho especializadas, e a otimização das capacidades individuais, por exemplo, mas isso requer uma investigação profunda”.

A pesquisa, publicada recentemente na revista online internacional, Genome Research, foi apoiado pela Science Foundation Ireland (SFI).

Fonte: Science Daily

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