Beatriz Verdugo/UANews/Divulgação
Beatriz Verdugo/UANews/Divulgação

Cientistas descobrem como organismos lidam com erros no código genético

Mudanças acabam influenciando capacidade de adaptação a novas condições ambientais

estadão.com.br

26 Janeiro 2011 | 19h07

SÃO PAULO - Charles Darwin baseou sua teoria revolucionária da seleção natural na compreensão de que a variação genética entre os organismos é a chave para a evolução. Alguns indivíduos são mais bem adaptados a um determinado ambiente do que outros, tornando-os mais prováveis a sobreviver e transmitir seus genes às gerações futuras. Mas saber exatamente como a natureza cria essa variação ainda representa um quebra-cabeça para os biólogos evolucionários.

Joanna Masel, professora adjunta do departamento de ecologia e biologia evolutiva da Universidade do Arizona, nos EUA, e o colega de pós-doutorado Etienne Rajon descobriram maneiras como organismos lidam com os erros que ocorrem quando o código genético de suas células é interpretado e que influenciam grandemente em sua capacidade de adaptação a novas condições ambientais - em outras palavras, em sua capacidade de evoluir. O estudo é relatado em artigo da revista científica Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

Na natureza, ao que parece, muitas características que permitem a seus portadores conquistar novos hábitats começam como erros: os erros cometidos por células que resultam em proteínas alteradas com propriedades ou funções totalmente novas, mesmo quando não há nada de errado com o gene. Algum tempo depois, um desses erros pode entrar no gene e se tornar mais permanente.

"Se os mecanismos de interpretação da informação genética fossem completamente impecáveis, os organismos permaneceriam os mesmos o tempo todo e incapazes de se adaptar a novas situações ou mudanças no ambiente", disse Joanna, que também é membro do Instituto BIO5 da universidade.

Os seres vivos enfrentam duas opções para lidar com os perigos acarretados pelos erros, escreveram os autores. Um deles é evitar cometer falhas em primeiro lugar, ao ter, por exemplo, um mecanismo de revisão para identificar e corrigir as alterações que surgirem. Os pesquisadores chamam isso de solução global, uma vez que não é específica para um determinado erro, mas cuida de todo o processo.

O outro caminho é permitir que os erros aconteçam, mas desenvolver uma força sobre seus efeitos. Joanna e Rajon chamam essa estratégia de solução local, pois, na ausência de um mecanismo global de revisão, isso requer um organismo resistente a todos os erros que aparecerem. "Descobrimos que populações muito pequenas desenvolvem soluções globais, enquanto as grandes optam pelas locais", afirmou Joanna.

Usando dados conhecidos sobre leveduras, um organismo popular em pesquisa biológica básica, os autores formularam um modelo matemático e usaram simulações de computador sobre alteração genética nas populações.

Evitar ou corrigir erros tem um custo, eles apontaram. Se não fosse assim, os organismos teriam desenvolvido uma precisão antierro na tradução de informações genéticas de proteínas. Em vez disso, há um conflito entre o custo de manter proteínas livres de erros e o risco de permitir falhas potencialmente destruidoras.

Em publicações anteriores, o grupo introduziu a ideia de variação dentro de uma população que produzia "monstros esperançosos e sem esperança" - organismos com alterações genéticas cujas consequências podem ser tanto inofensivos (na maioria) ou mortais, mas raramente no meio termo.

No presente trabalho, Joanna e Rajon relatam que a variação natural vem em dois sabores: a regular - geralmente ruim, uma vez que as probabilidades de uma mutação genética podem levar a algo útil - e a críptica - menos provável de ser mortal e mais propensa a ser inofensiva.

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