domingo, 16 de junho de 2013

Evolução adaptativa e duplicação: a origem de novos genes e proteínas

Os genes de uma ribonuclease pancreática foram sequenciados em várias espécies de primatas (incluindo no Homo Sapiens). Foi elaborada uma árvore filogenética usando sequências de várias espécies que corresponde à árvore da espécie, pelo que se pode dizer que estes são ortólogos. No entanto noutros primatas de uma subamília diferente (da espécie Pygathrix nemaeus), comedores de folhas, este gene encontra-se duplicado e o duplicado funciona melhor para valores de pH mais baixos.
O gene original e o duplicado desta ribonuclease pancreática, que se encontra duplicada nos macacos da espécie Pygathrix nemaeus têm a designação de RNASE1 e RNASE1B respectivamente.
O duplicado sofreu selecção para um aumento da carga negativa da enzima através de substituições radicais (que mudam a carga do aminoácido relativamente ao anterior). Os cientistas detectaram isso a partir do alinhamento de sequências e da contagem e comparação das substituições de nucleótidos não-sinónimas e em locais não-codificantes com o número de substituições não sinónimas. O número de substituições não-sinónimas era significativamente superior ao número de sinónimas e em regiões não-codificantes. Também o número de substituições radicais é significativamente superior ao número de substituições que não alteram a carga dos aminoácidos relativamente aos anteriores. E foi isto que sugeriu, então a selecção para a carga negativa dos aminoácidos.
Deve-se notar que nem sempre os duplicados originam genes úteis. Também podem dar origem a pseudogenes (que bem não fazem, mas mal também não). Mas neste caso a duplicação só veio trazer benefícios: esta ribonuclease é óptima para degradar RNA bacteriano. No entanto a enzima não reteve a sua função original (degradação de RNA de cadeia dupla), o que sugere um relaxamento da selecção purificadora e demonstra especialização funcional (devido á evolução adaptativa). 

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