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Como os genes saltadores se infiltram na próxima geração de bebês

2021

Como todos aprendemos na aula de saúde, quando um filhote de animal é criado, o material genético de dois pais biológicos se combina para criar um novo ser - um com alguns genes de cada um dos pais. O que você talvez não saiba é que um terceiro elemento genético está envolvido nesse processo, um caronista cuja existência e autopropagação podem ser essenciais à vida como a conhecemos.

Transposon, ou elemento transponível, é o nome científico para esses caronas escondidos em nosso genoma. Essas seqüências de DNA são capazes de se movimentar dentro do genoma e se replicar, às vezes com consequências negativas para seus hospedeiros. Mutações relacionadas ao transposon têm sido responsabilizadas por hemofilia e alguns tipos de câncer. Mas a pesquisa na última década revelou que nossa relação com esses elementos, que compõem uma grande porcentagem do genoma humano, é muito mais complexa do que se pensava anteriormente. As mutações causadas pela presença e movimentos dos transposons também moldaram a evolução ao longo dos milênios. Até agora, entretanto, ninguém havia olhado para a questão de como os transposons conseguem incitar essa mudança, pegando carona na próxima geração após a concepção.

Pela primeira vez, novas pesquisas mostraram os tipos de células que os transposons almejam para "saltar" para o futuro com embriões que se desenvolverão em novos seres. Entender esse processo nos permitirá entender mais sobre a função e os relacionamentos dos transposons. Para explorar essa questão, Zhao Zhang e sua equipe da Carnegie Institution for Science se basearam na mosca da fruta, que era muito estudada.

Em teoria, se os transposons pudessem correr sem controle no corpo, eles resultariam em tantos erros genéticos que simplesmente morreríamos. Mas em algum lugar ao longo do caminho, os animais desenvolveram uma estratégia defensiva: um conjunto de moléculas de RNA que limitam a capacidade dos transposons de se transcreverem. Embora os transposons às vezes consigam passar por essas defesas, conhecidas como piRNA, o genoma é razoavelmente estável, com os transposons permanecendo em posição e não transpondo com frequência.

Isso dificulta o rastreamento quando eles transpõem, especificamente para as células que criam a próxima geração - uma pergunta que nunca havia sido feita antes, de qualquer forma, diz Zhang.

"Para nosso estudo, o que estamos tentando fazer é chegar à resolução unicelular", diz ele - ou seja, acompanhar como os transposons se movem através das células em uma base individual, em vez de encontrar sua presença em um pedaço de tecido que tem muitos tipos diferentes de células. células nele. Para fazer isso, eles desligaram um tipo específico de piRNA e observaram como os genes saltadores se moviam como o óvulo desenvolvido a partir de duas células germinativas (uma de cada mãe).

Eles descobriram que alguns genes saltadores - conhecidos como retrotransposons - simplesmente "amamentam" células que produzem suprimentos genéticos como proteínas e RNA para o óvulo em desenvolvimento. Eles marcam junto com alguns desses suprimentos no ovo, onde se transpõem para dentro do DNA do ovo centenas ou milhares de vezes.

Esta pesquisa oferece novos insights sobre o estranho mundo dos transposons e como eles se tornaram uma parte tão duradoura de nossa evolução. "Isso revela a complexa vida dos transposons, diz o biólogo molecular da Universidade Cornell Cedric Feschotte, que não esteve envolvido neste estudo. Há mais trabalho a fazer, é claro, mas a nova pesquisa revela uma estratégia elegante que esses hitchhikers genéticos usam para seguir na estrada.

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