Um novo estudo descobriu que a ‘matéria escura’ genética pode estar impulsionando o surgimento de novas espécies.
Esses trechos longos e repetitivos do genoma são chamados de satélites DNAIsso pode impedir que animais incompatíveis se acasalem embaralhando os cromossomos em seus filhos híbridos, de acordo com o estudo. E se os animais de diferentes populações forem incapazes de acasalar, eles irão divergir com o tempo, o que leva ao cruzamento.
apenas 1% Dos 3 bilhões de letras, ou nucleotídeos, do genoma humano formam proteínas que determinam características como cor dos olhos e altura. Outros trechos de DNA podem dizer ao corpo quantas cópias de uma proteína produzir, ativar ou desativar genes em diferentes tecidos, entre outras funções. No entanto, cerca de 10% do genoma humano é composto de trechos longos e repetitivos de DNA de satélite, que, por muitos anos, os cientistas não pensaram que fizessem muita coisa, disse o co-autor do estudo Madhav Jaganathan, que atualmente é professor Associado na ETH Zurich. Instituto de Bioquímica da Suíça.
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“A replicação de DNA de satélite era muito abundante nas espécies e amplamente observada em eucariotosou formas de vida com núcleos celulares, disse Jaganathan ao Live Science por e-mail. Apesar disso, foi amplamente rejeitado como sem importância no DNA. ”
No entanto, em um Estudo 2018Jaganathan, então no Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT), e seu ex-orientador de pós-doutorado, o biólogo Yukiko Yamashita, também no MIT, descobriram que parte desse DNA serve a um propósito crucial: regula o DNA dentro do núcleo da célula. Esse estudo descobriu que algumas proteínas pegam moléculas de DNA e as organizam em densos feixes de cromossomos chamados cromossomos. Eles descobriram que o DNA satélite diz a essas proteínas como montar e organizar os cromossomos.
No último estudo publicado em 24 de julho na revista Molecular Biology and Evolution, Jagannathan e Yamashita descobriram outro papel para o DNA de satélite: a liderança de espécies. A equipe estava analisando a fertilidade em espécies de mosca-das-frutas Barriga negra de drosófila. Quando os pesquisadores deletaram o gene que codifica uma proteína chamada prod, que se liga ao DNA satélite para formar cromossomos, os cromossomos das moscas se espalham para fora do núcleo. Sem a capacidade de organizar os cromossomos adequadamente, as moscas morreram.
Isso foi legal, disse Jaganathan, porque a proteína omitida é única D. melanogaster. Isso significa que essas sequências de DNA satélite de evolução rápida também devem conter proteínas de evolução rápida que se ligam a elas.
Para testar essa ideia, Jaganathan nasceu D. melanogaster Machos de uma espécie diferente, Drosophila Simulans. Como esperado, os híbridos não viveram muito. Quando os pesquisadores observaram as células das moscas, eles viram núcleos distorcidos com DNA espalhado por todas as células, assim como fizeram quando excluíram a proteína prod em experimentos anteriores.
Então, por que isso significa que o DNA do satélite pode conduzir uma espécie? A equipe suspeita que, se o DNA do satélite evoluiu rapidamente e as duas criaturas criaram proteínas diferentes ligadas ao DNA do satélite, elas não produziriam descendentes saudáveis. Como as proteínas associadas ao cromocentro e os fragmentos de DNA de satélite evoluem de maneira diferente em grupos ou espécies separados, esse conflito pode surgir rapidamente.
Para testar essa hipótese, eles transformaram os genes de ligação ao DNA do satélite que resultaram em incompatibilidade em ambos os pais. Quando eles reescreveram os genomas das moscas para serem compatíveis, eles produziram organismos híbridos saudáveis.
Jagannathan suspeita que essas diferenças no DNA do satélite podem ser um grande fator na evolução de novas espécies. Ele espera que mais pesquisas possam testar seu modelo de incompatibilidade de híbridos com outras espécies. Em última análise, essa pesquisa pode levar a uma maneira de os cientistas salvarem híbridos “atingidos”, ou híbridos que não vivem muito depois do nascimento. Isso pode abrir caminho para o uso de cruzamentos como forma de salvar espécies ameaçadas de extinção, como North White Reno, onde vivem apenas duas mulheres.
Em última análise, a nova pesquisa confirmou o palpite de Jaganathan de que o DNA do satélite serve a um propósito.
“Achei que não havia como a evolução ser um desperdício”, disse Jaganathan.
Originalmente publicado na Live Science.
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