2008-11-02

Subject: Genes humanos têm múltiplas funções

 

Genes humanos têm múltiplas funções

 

   

DNAApesar de as pessoas terem frequentemente dificuldades a dominar mais que uma disciplina, os nossos genes não têm esses problemas.

Estudos mundiais da expressão génica em 15 tecidos e linhagens celulares diferentes revelaram que 94% dos genes humanos geram mais do que produto.

Os estudos, publicados online ontem nas revistas Nature e Nature Genetics, usaram sequenciação de alta velocidade para gerar o retracto mais detalhado até à data de como os genes se expressam em diferentes tecidos.

Apenas cerca de 6% dos genes humanos são formados por um segmento linear único de DNA. A maioria dos genes são compostos por secções de DNA que se encontram em várias localizações ao longo de um filamento. Os dados codificados nestes fragmentos são unidos num RNA mensageiro (mRNA) funcional que pode depois ser usado como modelo para construir proteínas.

Mas os investigadores descobriram que o mesmo gene pode ser reunido de diferentes maneiras, por exemplo, deixando de fora um segmento ou incluindo um pedaço da sequência de DNA interveniente.

Este processo, designado por maturação alternativa, pode produzir moléculas de mRNA e, consequentemente, proteínas, com funções dramaticamente diferentes, apesar de serem formadas a partir do mesmo gene. O fenómeno oferece algum consolo aos desapontados com o relativamente baixo número de genes encontrados no genoma humano: com cerca de 20 mil genes, os humanos têm mais ou menos o mesmo número que o elegante mas decididamente menos complexo nemátodo Caenorhabditis elegans.

"Estávamos à espera que algo tão sofisticado, complexo e inteligente como nós próprios tivesse pelo menos 100 mil genes", diz Jacek Majewski, geneticista na Universidade McGill de Montreal, Canadá. "Sequenciamos o genoma e percebemos que tínhamos o mesmo número que o C. elegans.

Felizmente, a maturação alternativa pensa-se que só ocorra em perto de um décimo dos genes de C. elegans, restaurando a dignidade da complexidade do genoma humano. Compreender esta flexibilidade deve ajudar a revelar como os genes maturados de forma incorrecta podem desencadear doenças.

 

Apesar do intenso interesse na maturação alternativa, o fenómeno tem sido difícil de estudar e as técnicas laboratoriais habituais falham muitas vezes na detecção de formas maturadas raras. Anteriormente os investigadores estimavam que 74% de todos os genes humanos são maturados alternativamente mas reconheciam que esta estimativa devia aumentar com o progresso das técnicas de estudo.

Agora, dois grupos, um liderado pelo biólogo informático Christopher Burge, do Instituto de Tecnologia do Massachusetts em Cambridge, e outro liderado pelo biólogo molecular Benjamin Blencowe, da Universidade de Toronto no Canadá, estudaram a maturação alternativa usando dados de sequenciação de alta velocidade gerados pela Illumina, uma companhia de biotecnologia sediada em San Diego, Califórnia.

A técnica funciona usando uma enzima para converter o mRNA novamente em DNA, que pode depois ser sequenciado. Blencowe estudou as formas maturadas encontradas em seis tecidos diferentes, incluindo cérebro, fígado, músculo e pulmão. Burge usou estas amostras para além de outras, nomeadamente linhagens de cancro da mama. Com base em mais de 400 milhões de sequências, a equipa de Burge estima que 92 a 94% de todos os genes humanos possam originar mais que uma molécula de RNA.

Especialistas no campo concordam que o trabalho é importante mas não estão particularmente surpreendidos pelos números. "O que é novo é a tecnologia, que vai ter um enorme efeito na forma como estudamos a maturação", diz Douglas Black, biólogo molecular na Universidade da Califórnia, Los Angeles.

A análise dos novos catálogos de maturação pode revelar padrões acerca da forma como o processo é regulado mas são necessários mais estudos para determinar se todas estas formas alternativas têm função. "A questão é 'São todas estas formas biologicamente relevantes?'", comenta Marie-Laure Yaspo, geneticista do Instituto Max Planck de Genética Molecular de Berlim, Alemanha. Algumas destas variantes raras de maturação podem não ser mais que ruído de fundo gerado por erros ocasionais, salienta ela.

Mas as técnicas convencionais para apagar genes inteiros não são eficazes para discernir a função de uma variante em relação a outra. "O que realmente precisa de ser feito é desenvolver métodos de alto rendimento de analisar a função destas variações de maturação", diz Blencowe. "Esse é o grande desafio." 

 

 

Saber mais:

Christopher Burge

Expressão génica é tão importante como o tipo genético

 

 

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