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Cientistas analisam retrotransposons no arroz

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Uma equipe de pesquisadores da Universidade da Geórgia (UGA), EUA, descobriu que a função de um gene, na seleção natural, é a de gerir a evolução do LTR retrotransposon (LTR vem da expressão em inglês "long terminal repeat" ou “longa extremidade repetida”), um tipo de elemento transponível. O LTR é a repetição de uma sequência de nucleotídeos reconhecíveis.

A equipe foi liderada pela PhD em genética e assistente de pesquisa da UGA, Regina Baucom. Ela desenvolveu seus estudos no laboratório do professor Jeff Bennetzen, onde descobriu que essa classe de DNA móvel compõe mais da metade do genoma da maioria dos vegetais. Outra descoberta, realizada no laboratório, foi a forma de determinar as taxas de amplificação e de eliminação dessa classe de elementos repetitivos. O professor Jeff Bennetzen e os pesquisadores do departamento de biologia vegetal da UGA, James Estill e Jim Leebens-Mack, foram os outros autores responsáveis pela publicação do artigo.

Os transposons são seqüências de DNA, que têm a capacidade de movimentar-se para diferentes posições dentro do genoma de uma célula. Este processo é conhecido como transposição e pode ter como conseqüência mutações e alteração da quantidade de DNA genômico. Em vista disso, acredita-se que a transposição esteja envolvida com a evolução dos organismos. 

Esses elementos são classificados de acordo com seu mecanismo de transposição. Os retrotransposons, ou elementos genéticos móveis, estão na classe I. Eles caracterizam-se pelo fato de se movimentarem no genoma, passando pelo processo de transcrição (síntese de RNA a partir de DNA). Posteriormente, submete-se ao processo inverso, voltando a ser DNA. A enzima que catalisa esse mecanismo é a transcriptase reversa.     Os transposons constituem uma parte significativa do tamanho do genoma e são utilizados pelos pesquisadores para alterar o DNA dentro de um organismo vivo. Apesar das vantagens evolutivas que esses elementos podem proporcionar aos seres vivos, eles, na maioria dos casos, são maléficos, tendo sido considerados uma forma parasitária de DNA. Sua similaridade com os vírus levou os cientistas a acreditarem em uma ancestralidade comum.  

Algumas doenças causadas por retrovírus, em animais, como encelofalopatia espongiforme bovina (mal da vaca louca) e patologias humanas, como hepatites A e B e distrofia muscular de Duchenne, têm sido associadas a esses elementos transponíveis. Os transposons também são utilizados, pelos cientistas, para causarem mutações nos vegetais. 

O objetivo da pesquisa foi o de determinar a influência que a seleção natural tem sobre a evolução dos LTR transposons, pois os pesquisadores acreditam que os genes envolvidos em sua replicação sofrem os mesmos processos da evolução de qualquer espécie.

Os pesquisadores utilizaram o genoma do arroz (Oryza sativa) para avaliar a pressão de seleção sobre os retrotransposons, através da análise de mais de mil sequências de transposons LTR, inseridos em 14 famílias de plantas. O que variou nas famílias foi a data de inserção dos elementos transponíveis no genoma das plantas e o número de cópias inseridas.    Os resultados mostraram que os LTR transposons são pouco significativos em relação à evolução e que há uma forte seleção de purificação nos genes envolvidos em sua replicação. Além disso, os resultados não têm relação com a planta portadora do retrotransposon. Com esse tipo de seleção, é possível entender como tais elementos trabalham. No entanto, foram raros os casos de seleção positiva e de adaptação ao genoma da planta hospedeira.

O conhecimento da forma de funcionamento desses elementos e a pressão evolutiva entre o genoma do hospedeiro e o retrotransposon podem ajudar pesquisadores a entenderem doenças, em seres humanos e em animais, causadas por retrovírus, como a Aids e a Encefalopatia Espongiforme Bovina. É possível, também, explicar como esses elementos, depois de um longo período de inatividade, aumentam um genoma sem causar maiores prejuízos. 

11/12/2008
Arlei Maturano - Equipe Biotec AHG
 

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