Raramente nosso ambiente mudou tão rapidamente. Além das mudanças climáticas, estamos nos expondo a poluentes do ar, microplásticos e níveis sem precedentes de gordura, sal e açúcar em nossos alimentos.
A mudança ambiental é uma das coisas que podem produzir grandes e sérias mutações em nosso DNA, que podem levar rapidamente a doenças, como o câncer causado pela radiação. Mas nosso DNA também contém muitas pequenas mutações ocultas. Embora eles inicialmente não tenham efeito sobre nós graças a uma caixa de truques genéticos que nossos corpos usam para nos proteger, essas variações “enigmáticas” podem se acumular ao longo de muitas gerações e depois serem trazidas à vida por grandes mudanças ambientais.
Pesquisas recentes mostraram quão importantes são essas variações enigmáticas para a evolução. Há uma chance de que eles possam ser por trás do risco crescente de problemas como diabetes, câncer e doenças cardíacas, e pode até produzir novas doenças. Mas essas mutações também podem ser presentes ocultos de nossos ancestrais, que nos permitem adaptar-nos mais rapidamente aos problemas que enfrentamos, das condições médicas à mudança climática.
Mudanças no DNA combinadas com o processo de seleção natural são o que permitem que as espécies evoluam. Algumas variações genéticas proporcionam uma vantagem seletiva e os indivíduos que as têm são mais propensos a sobreviver e transmitir seus genes, espalhando-os gradualmente por toda a espécie. Quaisquer alterações que sejam uma desvantagem reduzem as chances de sobrevivência ou reprodução para um indivíduo e são menos passíveis de serem passadas para as gerações futuras.
Buffer contra mudança
A variação genética críptica nos dá uma terceira alternativa. Algumas mudanças no DNA têm pouco ou nenhum efeito, não dando vantagem ou desvantagem, mas aumentando lentamente ao longo das gerações. Essas variações se escondem de várias maneiras. Por exemplo, organismos simples são capazes de reduzir o impacto de mudanças no ambiente em suas funções biológicas usando um processo conhecido como canalização. Isso significa que pequenas alterações no DNA não causam diferenças visíveis.
Às vezes, os genes são duplicados em diferentes partes do DNA, de modo que há redundância no sistema. Quaisquer mudanças em um gene podem então ser escondidas pelos outros.
Em formas de vida complexas, muitas novas variações também não são vistas porque temos duas versões da maioria dos nossos genes (um da mãe e um do pai), e uma das versões é dominante sobre o outro. As variações genéticas crípticas são recessivas (não dominantes) nessa relação e, portanto, sob condições normais, não aparecem.
Existem também algumas pequenas alterações que não causa nenhuma mudança real à bioquímica do organismo. Eles talvez trocam um componente em uma proteína por algo muito semelhante.
Todas essas coisas funcionam como um amortecedor contra as mudanças físicas, permitindo uma acumulação de variação no DNA que só se torna visível quando há uma mudança significativa no ambiente. Muitos pesquisadores no campo da genética evolucionária acreditam que essa variação genética enigmática pode responder ao problema de como as espécies foram capazes de se adaptar rapidamente a novos desafios no passado. o tentilhões das ilhas Galápagos ajudou Darwin a desenvolver sua teoria da evolução, e a rápida criação dos diferentes tipos de tentilhões que ele viu é muito provavelmente um exemplo de variação enigmática no trabalho.
Experiência iluminante: verde fluorescente E. coli bactérias. KPWangkanont / Shutterstock
Observar esta mudança nos animais ou na natureza é impossível, dadas as escalas de tempo multi-geracionais envolvidas. Mas pesquisadores da Universidade de Zurique usado recentemente E. coli bactérias para provar a importância desta variação na evolução e adaptação a novos ambientes.
Em seus experimentos, eles criaram um ambiente artificial em que as bactérias que poderiam produzir fluorescência verde tinham uma vantagem sobre as que produziam amarelo. Os pesquisadores mostraram que as colônias bacterianas contendo níveis mais altos de variação críptica foram capazes de mudar mais rapidamente para o verde fluorescente.
Esta foi uma mudança pequena e insignificante para as bactérias, mas uma prova muito clara do conceito de que variações crípticas podem ajudar uma espécie a se adaptar mais rapidamente à mudança ambiental. Isso pode ser muito importante para entender a importância da variação críptica em sistemas mais críticos que afetam a resistência e a suscetibilidade a doenças.
Pesquisadores da Universidade de Würzburg demonstraram que o nível de variação genética críptica em Neisseria meningitidis, uma bactéria que pode causar meningite, contribui para o quanto a doença resultante é prejudicial. Este nível mais alto de variação é apenas um fator quando as bactérias entram na corrente sanguínea, mas não tem impacto em seu ambiente normal da garganta humana.
Uma melhor compreensão de como essas bactérias mudam quando estão no sangue pode nos ajudar a combater doenças como a meningite. Teremos uma melhor compreensão de como os sintomas ocorrem e, crucialmente, poderemos enfrentar qualquer resistência a antibióticos escondido no DNA das bactérias.
Potencial oculto
Nosso próprio DNA também abriga altos níveis de variação críptica. O potencial para variantes genéticas enigmáticas ocultas em nosso DNA, tornando-se repentinamente não tão enigmáticas graças a mudanças no ambiente, é uma preocupação séria.
Embora ainda não entendamos os efeitos exatos da variação enigmática, várias alterações em nosso DNA, herdadas silenciosamente de nossos ancestrais, já foram associadas a um aumento do risco de doenças como asma or Câncer. Para as pessoas com essas mudanças, é mais provável que a exposição aos gases de escape dos carros tenha efeito.
No entanto, também pode haver soluções, bem como problemas ocultos no DNA. À medida que o mundo aquece como resultado da mudança climática, a variação genética enigmática poderia nos dar a outras espécies uma linha de vida tão necessária? A capacidade aumentada de evoluir rapidamente e adaptar-se, pode ser tudo o que fica entre uma espécie que sobrevive ao aquecimento global e a extinção.
Sobre o autor
Michael J Porter, Professor de Genética Molecular, University of Central Lancashire
Este artigo foi republicado a partir de A Conversação sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.
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