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Estudo testa a introdução de genes alelos sob a ação da seleção natural

As duas linhagens do nematódeo C. elegans utilizadas no estudo. Foto: Ivo Chelo, IGC

As duas linhagens do nematódeo C. elegans utilizadas no estudo. Foto: Ivo Chelo, IGC

Versões novas de genes, chamadas de alelos, podem surgir por mutação em uma população e, mesmo que dotem os indivíduos portadores de cópias de si de maior aptidão à sobrevivência e à reprodução, é altamente provável que sejam extintos da população.

A teoria que explica estas probabilidades é de autoria do cientista J.B.S. Haldane e foi escrita há quase 90 anos. Apesar de não terem sido feitos experimentos que testassem explicitamente as ideias de Haldane, sua teoria se tornou a base para os estudos de adaptação a novos ambientes e conservação de espécies, dentre outros.

Uma equipe de pesquisadores liderada por Henrique Teotónio e Isabel Gordo, ambos do Instituto Gulbenkian de Ciência, Portugal, finalmente testou as hipóteses de Haldane no campo experimental realizando testes de competição entre nematódeos (animais alongados e cilíndricos, como a lombriga), e comprovaram a teoria para a introdução de um novo alelo benéfico em uma população. Entretanto, os pesquisadores descobriram que esta teoria não consegue prever o destino final do alelo. O estudo foi publicado no periódico Nature Communications.

As hipóteses de Haldane puderam ser experimentalmente examinadas pois os cientistas estabeleceram as condições ideais com o verme Caenorhabditis elegans. Estes organismos se reproduzem assexuadamente, o que garante que a identidade genética é mantida, além do que se reproduzem em uma escala de tempo muito pequena, possibilitando a observação de diversas gerações. Aproveitando-se disso, Ivo Chelo e Judit Nédli usaram duas linhagens (cada qual com um alelo de um gene) de C. elegans para criar testes de competição a fim de concluir quais indivíduos sobreviviam e se reproduziam melhor.

Chelo e seus colegas começaram por avaliar a teoria de Haldane no estágio da introdução de um novo alelo na população. Introduziram 2 ou 5 indivíduos de uma linhagem em uma população de 1.000 indivíduos da outra linhagem, e testaram a disseminação desses indivíduos na população. Descobriram que, quando o alelo genético dos invasores os tornavam mais aptos, a introdução de mais indivíduos na população diminuía sua probabilidade de extinção. Também confirmaram que a probabilidade de extinção é mais alta para alelos deletérios (prejudiciais) do que para alelos benéficos. Todavia, quanto menor a população, maior a possibilidade de que indivíduos menos aptos pudessem ser mantidos nele por algumas gerações. Estes fatos comprovaram a teoria de Haldane para os primeiros estágios da invasão.

A partir de então, a equipe se concentrou na probabilidade de fixação do alelo benéfico na população, ou seja, a probabilidade de que todos os indivíduos da população passem a portar o novo alelo. Para tanto, repetiram o experimento de competição entre as duas linhagens de C. elegans, porém, desta vez, introduziram um número maior de invasores para imitar uma situação na qual uma população onde o gene benéfico já está estabelecido entra em contato com outra. Observou-se que o valor adaptativo do alelo – benéfico ou deletério – dependia da sua frequência na população. Se a frequência fosse mais alta do que 5% (quando mais de 5 em cada 100 indivíduos da população portam o gene), o alelo era percebido como deletério e passava a ser eliminado pela seleção natural. Se a frequência fosse menor do que 5%, o alelo era benéfico.

O resultado dessa dinâmica é que a diversidade genética pode ser mantida indefinidamente, sem que um alelo ou outro seja fixado na população, informa o portal MedicalXpress.

Ivo Chelo explica que o valor que um alelo traz aos indivíduos não é fixo. As populações são dinâmicas e complexas quanto às interações entre indivíduos e destes com o meio ambiente. “Os estágios iniciais, quando os novos alelos aparecem, não podem nos dizer quais serão os efeitos dos alelos algumas gerações depois, quando a população já houver mudado”, diz ele.

Henrique Tenório completa que mais estudos empíricos e esforços teóricos são necessários no sentido de se prever precisamente o destino de um novo alelo no longo prazo.

Fonte: MedicalXpress

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This entry was posted on 13 de Setembro de 2013 by in Biologia and tagged , , , , , .

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