2015-06-28

Subject: Guerra dos sexos trava-se nos genes

Guerra dos sexos trava-se nos genes

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@ Nature/Science Photo Library

Novos dados de sequenciação de DNA reforçam a noção de que os cromossomas X e Y, que determinam o sexo biológico em mamíferos, estão envolvidos numa batalha evolutiva pela supremacia.

David Page, biólogo que dirige o Instituto Whitehead de Cambridge, Massachusetts, explorou os cromossomas Y transportados pelos machos de várias espécies, mapeando misteriosas e repetitivas sequências de DNA com um detalhe sem precedentes. Estas sequências podem sinalizar um confronto de longa data entre os cromossomas.

Page apresentou os resultados na semana passada num encontro da Sociedade para o Estudo da Reprodução em San Juan, Puerto Rico. Os objectos do seu estudo incluíram humanos e outros primatas, ratos de laboratório e um touro chamado Dominó.

“Esta ideia de conflito entre cromossomas já não é nova”, diz Tony Gamble, biólogo evolutivo na Universidade do Minnesota em Minneapolis. Mas os dados da sequenciação do cromossoma Y do touro sugerem que o fenómeno é mais generalizado do que antes se pensava, acrescenta ele.

O cromossoma Y mamífero há muito que é considerado uma espécie de baldio genómico, vulgarmente encolhendo ao longo do curso da evolução e em larga medida desprovido de informação pertinente. O trabalho de Page ajudou a alterar percepções do cromossoma Y ao revelar que contém espantosos padrões de sequências repetitivas que surgem dúzias a centenas de vezes.

Mas a estrutura dessas sequências e medidas precisas de com que frequência se repetem tem sido difícil de determinar. Tecnologias standard de sequenciação frequentemente não conseguem distinguir entre longas sequências de código genético que difiram numa única base de DNA.

Page evitou este problema usando o que ele chama sequenciação com super-resolução (uma técnica melhor conhecida por sequenciação e mapeamento interactivo de haplotipo único ou SHIMS em inglês), que consegue detectar essas variações diminutas entre segmentos longos de DNA.

A equipa sequenciou muitas sequências longas e contínuas do cromossoma Y e escrutinou cuidadosamente as zonas que pareciam sobrepor-se. Descobriram que as estruturas repetitivas compõem cerca de 24% do DNA acessível do cromossoma Y humano e 44% do do touro.

No cromossoma Y do rato, que é muito maior do que o humano, as estruturas repetitivas são quase 90% do DNA acessível. Os padrões intricados, que contêm frequentemente palindromas (uma sequência que se lê da mesma forma da frente para trás e vice-versa), transportam três famílias de genes codificantes de proteínas mas o que fazem esses genes ou como lá chegaram permanece um mistério.

Nos mamíferos, os cromossomas X e Y emergiram recentemente a partir de um par normal de cromossomas antes de se diferenciarem um do outro. Partilham muitas das estruturas que vieram da sua fonte ancestral mas estas regiões repetitivas parecem ter vindo de outro local.

Os genes repetidos no cromossoma Y do rato não se assemelham a nada que exista no cromossoma Y humano mas têm análogos no cromossoma X de rato. No rato, humanos e touro, os genes repetidos no Y e no X expressam-se nas células germinais masculinas que produzem espermatozóides.

Tudo junto, Page defende que isto é evidência de que os genes estão envolvidos no motor meiótico, um processo algo misterioso que subverte as regras habituais da hereditariedade. Nele, uma dada versão de um gene, ou neste caso um cromossoma inteiro, consegue aumentar a frequência com que é transmitido à geração seguinte.

De que forma tudo isto funciona não é claro. O espermatozóide pode transportar um cromossoma X ou um Y e os genes expressos nos testículos, onde as células são produzidas, podem influenciar qual o espermatozóide terá maior probabilidade de fertilizar com sucesso um óvulo.

Estudos anteriores dão crédito a esta ideia. Uma equipa liderada pelo geneticista Paul Burgoyne, do Instituto Nacional de Investigação Médica MRC em Mill Hill, Reino Unido, descobriu que ratos com uma delecção parcial do cromossoma Y produzem descendência com rácio de sexos desviado para o feminino. Os investigadores alteraram seguidamente o rácio sexual em ambas as direcções modificando a expressão destes genes multicópias.

Claro, os ratos (tanto na natureza, como no laboratório) vulgarmente mantêm os rácios sexuais equilibrados, pois se tal não acontecesse a sobrevivência da espécie estava em risco. Assim, à medida que estes genes que promovem o Y fazem cópias de si próprios, mecanismos subsequentes evoluíram para suprimir os seus impulsos egoístas. Os resultados de Page fornecem uma forma de explorar a história evolutiva, pois os dados do genoma do touro sugerem que o X e o Y de rato podem não ser excepções.

Com mais dados de sequenciação de alta resolução, os investigadores podem encontrar mais provas das batalhas genómicas dos sexos e possivelmente revelar outras surpresas: “Temos esta rica tapeçaria do que os cromossomas sexuais são capazes”, diz Gamble.

 

 

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