O QUE É INFORMAÇÃO GENÉTICA?

A evolução em organismos ocorre por meio de mudanças nos traços hereditários, características particulares de um organismo vivo. Nos seres humanos, por exemplo, a cor dos olhos é uma característica herdada e um indivíduo pode herdar os olhos castanhos de seus pais.  Esses caracteres hereditários são controlados por genes. O conjunto completo de genes dentro de genoma de um organismo é chamado de genótipo.

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No genoma esta a informação para construir um ser vivo. Se o genoma é de um elefante, ele contém informação para construir um elefante e não outro animal. São as informações no genoma que determinam o animal que será “construído” através da diferenciação celular em diferentes tecidos, criando mais de 90 mil músculos na tromba, glândulas, pele, tecido conjuntivo que fixa os pulmões nas costelas, a formação de circuitarias neurológicas no sistema nervoso, células especializadas a imunidade do animal e assim por diante. Isso nos leva a pergunta, o que é informação genética? Quando e como ela surgiu?

O conceito de informação genética é muito amplo, mas resumidamente podemos considerar que a informação é obtida a partir de sequências gênicas, a partir do produto deles.

Para Shannon (1948), na teoria da informação, ela é a redução na “incerteza” onde a entropia é a medida de qualquer dependência estocástica que existe em uma situação particular. Na biologia molecular, informação remete para a funcionalidade inerente dos produtos dos genes: ou seja, como eles interagem com o ambiente bioquímico em que operam. Através desses processos estocásticos a complexidade biológica pode aumentar.

A complexidade biológica esta ligada a estrutura e função das partes e de organismos biológicos, que estão ligados a evolução das espécies, com ênfase em interações complexas sobre as relações fundamentais e padrões relacionais que são essenciais a manutenção e homeostase da vida (Francisco et al, 1974).

Existe uma corrente não-concorrente e informal que afirma o oposto do que é proposto pela ciência, a complexidade especificada. William Dembski que é pós-doutor em matemática no MIT, em física na Universidade de Chicago e em ciências da computação em Princeton. Possui ainda um Ph.D. em filosofia e mestrado em divindade pelo Seminário Teológico de Princeton. Dembski é um cristão ortodoxo praticante.

Para Dembski os algoritmos usados por evolucionistas não explicam a origem dessas informações biológicas. De acordo com a complexidade especificada (conceito usado por proponentes do design inteligente), processos naturais que não possuem uma orientação e inteligência não pode produzir nova informação genética nem podem explicar a origem da informação genética, porque isso implica em um aumento na complexidade especificada.

A menos que a vida tenha começado em maior quantidade do que existe agora, a evolução exige que os processos naturais tenha aumentado ao longo do tempo a quantidade total de material genético.

Este tipo de aumento na informação genética é exatamente o que vemos sempre que uma população natural cresce, como a de bactérias durante uma infecção. Este tipo de informação e aumento não está em questão. Na verdade, o design inteligente refere-se a este como um fluxo de informações, em vez de criação de novas informações.

Infelizmente para eles, estudos demonstram não só aumento de informação, mas o seu fluxo. Por exemplo, em um estudou foi demonstrado que a seleção natural força genomas a se comportarem como o Demônio de Maxwell, em ambiente fixo a complexidade do genoma é forçada a aumentar. Stephen Jay Gould (1996) argumentava que qualquer tendência reconhecível pode ser explicada pelo modelo ”Andar do bêbado”, onde ”progresso” é simplesmente devido a um limite fixo de condição. A complexidade do genoma pode ser definida de forma consistente com a teoria de informação (Adami, 2000).

Em teoria de informação, por exemplo, a seleção natural atua exatamente igual ao conceito da física chamado de Demônio de Maxwell diminuindo a entropia da informação (Adami et al2000). Existem muitas formas da informação dos genes ser criada ou alterada. Nos últimos anos, detectar a incidência de quaisquer substituições benéficas em genes contou com muitas inferências estatísticas e evidências empíricas (Nozawa & Suzuki, 2009).

Em muitos casos, por exemplo, mutações non-sense e mudanças na diversidade alélica podem ser induzidas por fatores que podem imitar efeitos seletivos, como conversão gênica, hotspots mutacionais, recombinação gênica, carona de materiais genéticos, ou mesmo deriva genética, mas a translocação, duplicação genômica, fusão, transposição e outros fenômenos genéticos explicam a criação de novo material gênico e como ele pode servir como matéria-prima para a origem de nova informação a partir de mutações (Veras, 2012).

Seleção darwiniana é um filtro, permitindo que somente medidas informativas (aquelas que aumentam a capacidade de sobrevivência um organismo) possam ser preservadas. Em outras palavras, a informação não pode ser perdida em um evento como esse, porque uma mutação corrompendo a informação é removida devido a queda da aptidão do genoma corrompido.

Uma mutação que corrompe a informação não pode aumentar o fitness, porque se o fizesse, então o população não estava no estado de equilíbrio. Consequentemente, apenas as mutações que reduzem a entropia são mantidas, enquanto mutações que aumentam que são removidas com a morte do animal (Adami et al2000)

Proponentes do design inteligente afirmam eventualmente que não são contra a evolução, que aceitam-na no nível micro-evolutivo, mas que não há evidências de macro-evolução. De acordo com essa afirmação, eles aceitam que a informação pode ser criada e fluir entre variedades da mesma espécie (nível micro-evolutivo), mas não no macro.

A pergunta é: Porque?  Porque a informação pode ser criada no nível micro e não pode transgredir o limite da espécie?

Informação é informação, independente do nível da espécie, se ela determina sequências gênicas e o produto deles, isso independe da espécie, não importa se ocorre nas variedades (subespécies) de uma espécie ou se essa informação vai gerar uma separação.
Informação não pensa, ela é expressa no produto dos genes não importando-se se esta sendo expressa em uma variedade ou em uma nova espécie.

Mais uma vez, o design inteligente está de acordo com a ciência tradicional que afirma que isso é totalmente dentro do reino da causalidade. As diferenças genéticas entre um humano e uma ameba são apenas devido a quantidade diferente de material genético (de informação) presente em cada. Por exemplo, o genoma de uma ameba Proteus contém 100 vezes mais DNA do que um genoma humano. Outras espécies de Amoebae contém quantidades muito maiores e muito menores de informação. O fluxo ocorre, as informações são criadas pelas mutações que alteram a informação e são fixadas pela seleção de fenótipo, ou seja, a seleção natural fixando informações vantajosas que conferem aptidão e punindo com a morte informações corrompidas.

A idéia de que algumas sequências de DNA não podem ser produzidas por processos naturais devido à informação que contêm não tem suporte empírico da genética moderna, portanto, é uma concepção falsa. Na verdade, o exato oposto ocorre, como vimos nos trabalhos de Adami citados acima.

A informação genética está armazenada em sequências de nucleotídeos que foram quimicamente ligados em conjunto para formar uma molécula de DNA. A genética, bioinformática, bioquímica e biologia molecular concordam de modo unanime que os processos naturais podem sofrer alterações em suas bases nitrogenadas e alterar o produto de seus genes.

A versão do programa genético associado com a melhor correspondência tenderá a aumentar em frequência ao longo do tempo, deixando para trás mais cópias de si mesmo. Como essas versões vantajosas são copiadas de uma geração para a seguinte, eles vão misturar com novas variações que podem aumentar ou diminuir nessa dinâmica. Ao mesmo tempo, o ambiente continua a mudar e as mutações continuam a ocorrer de modo que o processo de correspondência continua. Repetindo este processo mais e mais irá criar um pool de programas genéticos que acumularam variações maximizando o jogo global entre organismo e ambiente

Talvez um argumento mais forte para os proponentes do design inteligente é que nenhum processo natural poderia criar um sistema tão versátil como o “dogma” da biologia (DNA-RNA-Proteina) e não de onde veio a informação.

Nos atuais sistemas vivos o RNA nem sempre realiza o simples papel de levar a informação genética do DNA para ser decodificada em proteínas no citosol. Um punhado de genes que são fielmente copiados de DNA em RNA dobram-se em um complexo de formas tridimensionais que agem como se fossem proteínas. Curiosamente, estes ribozimas naturais tendem a ocorrer nas mais antigas vias metabólicas, aquelas compartilhadas por bactérias, seres humanos e tudo o mais vivo hoje.

Aspectos da biologia que não mudaram muito em milhares de milhões de anos de evolução provavelmente ainda estão conosco, porque eles fazem o seu trabalho muito bem durante todo este período. Em outras palavras, este tipo de RNA se comporta como uma proteína.

O DNA é uma versão quimicamente mais estável de RNA que melhor armazena informações genéticas. Isto poderia se esperar já que ele surgiu após um mundo de RNA que já fazia o trabalho catalítico de enzimas e de proteínas geneticamente codificadas.

Outro problema bastante comum na ideia de design inteligente é o aumento de informação.

Aumento de informação é uma definição muito superficial e por vezes recheadas de vieses. Isso ocorre porque qualquer exemplo que seja dado é negado pelos proponentes do design inteligente exatamente pela amplitude e falta de definição delimitada que eles dão a informação genética, e claro, porque não usam Shannon como referência.

Do ponto de vista biológico, o aumento de informação já foi observado quando há aumento da variabilidade genética em uma população (Lenski et al, 1991), aumento de material genético (Alves et al, 2001), desenvolvimento de novas habilidades reguladas geneticamente, crossing over, spling, splicing alternativo, atuação de transposons, transferência lateral de genes. Os mencanismos que alteram ou aumentam informação genética são bem conhecidos pela genética e pela bioinformática.

Caso nenhum desses argumentos sirva como demonstrativo de aumento de informação, certamente o problema esta na definição dada pelos proponentes do design e certamente não tem respaldo acadêmico.

O modo mais comum de aumentar a informação é a duplicação gênica, ou seja, quando um trecho de DNA é copiado tornando-se uma versão extra e seguindo por mutações pontuais que mudam uma ou ambas as cópias. O sequenciamento genético tem mostrado vários casos onde isso fez surgir novas proteínas. O caso mais comum é o de duas enzimas na síntese da histidina que sugerem uma duplicação genética via fusão de duas seqüências ancestrais (Veja aqui e aqui).

Um outro exemplo é o da RNASE1, um gene para uma enzima pancreática, foi duplicado e em macacos langur uma das cópias sofreu mutação para RNASE1B, que funciona melhor no intestino do macaco (Zhang et al, 2002).

Um outro estudo realizado com fungos expostos foi colocado em um meio com pouca sacarose. Após 450 gerações os genes que transportam a hexose duplicaram várias vezes, e muitas das versões duplicadas sofreram ainda mais mutações (Brown et al, 1998).

Victor Rossetti

Palavras Chave: NetNature, Rossetti, Informação genética, Hereditariedade, Genética, DNA, RNA, Proteínas, Shannon

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Referências

Adami, C. Ofria, C. Collier. C, C. Evolution of biological complexity PNAS, April 25, 2000 u vol. 97 u no. 9 u 4463–4468
Alves MJ, Coelho MM, Collares-Pereira MJ. Evolution in action through hybridization and polyploidy in an Iberian freshwater fish: a genetic review. Genetica. 2001;111:375–385.
Brown NM, et al. (1998) Novel role of phosphorylation in Fe-S cluster stability revealed by phosphomimetic mutations at Ser-138 of iron regulatory protein 1. Proc Natl Acad Sci U S A 95(26):15235-40
Francisco J.; Maturana, Humberto R.; & Uribe, R. (1974). Autopoiesis: the organization of living systems, its characterization and a model. Biosystems 5187–196. —one of the original papers on the concept of autopoiesis
Gerrish, P, J. & Lenski, R. E. The fate of competing beneficial mutations in an asexual population. Genetica March 1998, Volume 102, Issue 0, pp 127-144
Gould, S. J. (1996) Full House (Harmony Books, New York)
Nozawa, M.; Suzuki, Y. Reliabilities of identifying positive selection by the branch-site and the site-prediction methods. Proc Natl Acad Sci USA 2009, 106, 6700–6705
Shannon CE. 1948 A mathematical theory of communication. Bell Syst. Tech. J. 27, 379–423.
Veras R. Fusão de cromossomos e a evolução humana. Evolucionismo.org. 2012
Zhang, J., Zhang, Y., Rosenberg, H. F. Adaptive evolution of a duplicated pancreatic ribonuclease gene in a leaf-eating monkey. Nature Genet. 30: 416-420, 2002.

6 thoughts on “O QUE É INFORMAÇÃO GENÉTICA?

  1. “Oh, não existem artigos do designer inteligente.”

    Dai vai lá e…

    “… informação remete para a funcionalidade inerente dos produtos dos genes: ou seja, como eles interagem com o ambiente bioquímico em que operam (Bozorgmehr, 2010).”

    → Bozorgmehr ←

    É ser muito burro mesmo, está citando um inteligentista que é “refutado” por ad hominens dos evos americanos. Só podia ser o rosquetti.

    • Continua sem argumentos e xingando heim juninho. Ainda no amadorismo kkkkkkkkkkkkkk Voce continua sempre a mesma piada pseudocientífica!!!😉
      Como disse anteriormente, não discuto com cachorro morto!!! Se quer aprender algo, faça um supletivo!!! Quem sabe um dia vc tenha competência para fazer uma crítica interessante. O doctor Ebe tem pHD e ainda fala asneira. Tenho esperanças em voce.
      Bom ver voce dando as caras por aqui…bom saber que o NetNature te incomodou de novo!!! Desculpe estragar o culto ao D.I…é chato, mas é assim mesmo. rsrsrsrs

      PS: Presta atenção mané, pois Bozorgmehr esta citando Shannon (Shannon CE. 1948 A mathematical theory of communication. Bell Syst. Tech. J. 27, 379–423.) rsrsrsrsrs. Leia o começo do paragrafo. Agora se vc faz preferencia, eu troco Bozorgmehr por Shannon e a coisa piora pra voce. Mané heheheh

      • Pois é. Roger, ele reclamou porque citei Shannon a partir do artigo de Bozorgmehr, o problema é o Juninho acha que o Bozorgmehr defende design inteligente. Quem leu o artigo dele “Is gene duplication a viable explanation for the origination of biological information and complexity?” sabe muto bem do que ele ta falando.Alias, este texto foi praticamente retirado dele que em momento algum cita design inteligente. hehehe ele somente exige que ai discutir a origem de ifnromação genetica a biologia tem de ter uma abordagem holística, e ele esta certo. Mas acho que nosso amiguinho não leu o artigo ou simplesmente distorceu a seu bel prazer kkkk como de praxe no criacionismo

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