Pesquisadores demonstram mecanismo-chave da evolução

Equipe afirma ter demonstrado como um gene desenvolve duas funções concorrentes e acabam se "separando" por meio da duplicação de genes.

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12 Janeiro 2011 | 15h32

Pesquisadores da Universidade de Illinois, nos EUA, afirmam ser os primeiros a mostrar em escala molecular como um gene desenvolve duas funções concorrentes que acabam se separando por meio da duplicação de genes, prosseguindo então separadamente. O estudo valida a hipótese lançada há décadas sobre um mecanismo-chave da evolução, confirmando também a ascendência de um família de “proteínas anticongelantes” que ajuda peixes a sobreviver em águas geladas da Antártica.

“Sempre fiquei me perguntando de onde essas proteínas anticongelantes vieram”, diz a professora de biologia animal Christina Cheng, que estuda as adaptações genéticas nas zonas mais geladas do planeta há pelo menos três décadas. “A célula geralmente não cria novas proteínas a partir do zero”.

Os cientistas já sabiam desde 2001 que a sequência de genes que codificam uma família de proteínas anticongelantes (conhecida como AFPIII) era muito semelhante à parte de uma sequência de um gene que codifica uma enzima celular em seres humanos. Porque os peixes na Antártica também produzem esta enzima, pensava-se que os genes tinham evoluído de alguma forma de uma cópia duplicada de genes síntese de ácido siálico (SAS). Contudo, nenhum estudo havia mostrado como isso aconteceu.

Então, a equipe começou a comparar as sequências de genes AFP III e SAS. Existem dois genes SAS em peixes: o SAS-A e o SAS-B. Os pesquisadores confirmaram que o AFP III contem sequências que se assemelham mais a regiões do SAS-B. Eles também descobriram uma sequência no SAS-B que, quando traduzida em uma nova proteína, pode com algumas modificações direcionar a célula a secretar a proteína. Esta mudança de sinalização também ocorre nos genes AFP III. Diferente das enzimas SAS, que permanecem dentro da célula, as proteínas AFP III são secretadas no sangue e em fluídos extracelulares, onde podem mais facilmente interromper o crescimento de cristais de gelo.

“Isso basicamente mostra como algo que ‘vive’ dentro da célula pode adquirir esta nova funcionalidade, e é deslocado para fora pela corrente sanguínea para fazer outra coisa”, explica Christina. Uma análise posterior revelou que as proteínas SAS funcionam como enzimas, mas que também possuem modesta capacidade para fazer ligações de gelo. Esta descoberta reforça a hipótese de décadas atrás, que afirmava que quando um único gene começa a desenvolver mais de uma função a duplicação pode resultar em uma evolução divergente do gene original.

O achado também dá suporte ao mecanismo proposto de “escape do conflito adaptativo”. De acordo com esta ideia, se um gene tem mais de uma função, mutações e outras alterações genéticas através da seleção natural que realçam uma função podem prejudicar outra função.

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