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# Biologia # Biologia evolutiva

O Mundo Intricado da Compartilhação de Genes

Descubra como os organismos trocam DNA de maneiras surpreendentes.

T. Brann, F. S. de Oliveira, A. V. Protasio

― 7 min ler


Compartilhamento de Compartilhamento de Genes: Uma Troca Complexa os organismos trocam DNA. Examine as maneiras surpreendentes que
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Compartilhamento de Genes é tipo quando você pede uma xícara de açúcar emprestada do seu vizinho, mas, nesse caso, ao invés de açúcar, é DNA. Os organismos podem trocar pedacinhos do DNA deles, o que pode mudar como eles aparecem ou funcionam. Isso rola não só entre pais e filhos, mas também entre espécies diferentes, principalmente por causa de relações próximas, como as de parasitas e seus hospedeiros.

Como os Organismos Compartilham Genes?

A maioria dos seres vivos herda características dos pais. Isso se chama herança vertical. Mas às vezes, o DNA viaja de forma lateral ao invés de descer direto na árvore genealógica. Isso é conhecido como Transferência Horizontal de Genes, ou HGT pra encurtar. Com a HGT, o DNA consegue se transferir de um organismo pra outro sem precisar de laços familiares.

Enquanto isso é bem comum em organismos pequenos como bactérias, também acontece em organismos maiores, mas de um jeito mais devagar. Por exemplo, em organismos mais complexos chamados eucariotos, esse empréstimo de DNA acontece bem menos comparado a organismos mais simples como bactérias. Isso acontece porque eucariotos têm mais barreiras a atravessar, como barreiras protetoras que bactérias não têm.

O Papel dos Parasitas

Parasitas são como aqueles vizinhos que ficam tempo demais na sua churrascada. Eles geralmente vivem com seus hospedeiros por um bom tempo e podem absorver coisas deles. Esse contato próximo cria oportunidades pro compartilhamento de genes. Quando um parasita se alimenta do seu hospedeiro, não tá só beliscando o tecido-pode também estar pegando um pouco do DNA do hospedeiro.

Alguns ambientes, como os oceanos, facilitam muito a troca de DNA entre os organismos, já que todos estão nadando na mesma piscina. Por exemplo, plantas pequenas, peixes e anêmonas podem compartilhar DNA pela água.

Elementos Transponíveis: O DNA Furtivo

Dentro do DNA, existem partes chamadas elementos transponíveis (ETs), que são basicamente pedacinhos de DNA que podem pular por aí. Imagina um jogo de cadeiras musicais, mas ao invés de pessoas correndo pros bancos, esses pequenos pedaços de DNA pulam ao redor dentro de um genoma. Por causa da sua natureza, os ETs estão frequentemente envolvidos na transferência horizontal de genes. Eles podem se mover de um organismo pra outro, normalmente levando junto alguns pedacinhos extras de DNA.

Os ETs são bem abundantes; em humanos, eles podem compor mais da metade do DNA! Mesmo que possam bagunçar genes aterrissando nos lugares errados, os organismos aprenderam a lidar com esses pedacinhos inquietos. Por exemplo, eles podem criar áreas especiais onde os ETs ficam quietinhos.

Um Exemplo: A Lombriga

Conheça o Schistosoma Mansoni, uma lombriga que adora ficar nesse mundo furtivo do parasitismo. Esse carinha tem uma história rica em empréstimos de DNA. Ele começa vivendo em caramujos e depois nada pros humanos, mostrando o quanto ele é adaptável.

Essas lombrigas são conhecidas por serem cheias de ETs e têm umas maneiras interessantes de mover seu material genético. Isso faz delas as estrelas da festa do compartilhamento de genes.

O Ciclo de Vida do Schistosoma

O ciclo de vida do S. mansoni é uma verdadeira montanha-russa. Ele começa nos caramujos, onde se multiplica de forma assexuada. Depois, sai do caramujo pra encontrar um hospedeiro humano, onde pode mudar de forma e se reproduzir de forma sexuada. No caramujo, ele passa por várias fases de vida, o que dá várias chances de interagir com o DNA do seu hospedeiro.

A Busca por Conexões de DNA

Entender como S. mansoni compartilha genes é tipo tentar mapear todas as amizades em uma rede social complicada. Estudos recentes investigaram seu genoma pra ver como ele pode ter pego genes de caramujos e outras criaturas. Os cientistas começaram comparando o DNA de S. mansoni com outras espécies pra encontrar semelhanças.

Eles montaram uma coleção de ETs encontrados em S. mansoni e usaram isso pra ver se tinha parentes em outras criaturas. Eles buscaram por várias espécies, focando em caramujos e outros organismos que S. mansoni convive.

Os Resultados da Caça aos Genes

Surpreendentemente, os pesquisadores descobriram que S. mansoni tem muito em comum com os ETs presentes nos caramujos. De fato, várias cópias quase completas desses ETs foram encontradas em algumas espécies de caramujos.

Isso sugere que em algum momento, a lombriga pode ter feito um desvio genético pra pegar esses pedaços puladores de DNA dos seus hospedeiros. Então da próxima vez que você ver um caramujo, lembre-se que ele pode ter ajudado a moldar o DNA de uma lombriga!

O Mistério dos Genes Ausentes

Quando os pesquisadores investigaram mais a fundo, descobriram que muitos outros parasitas relacionados não compartilhavam esses ETs. Isso deixou eles se perguntando se os ETs vieram dos caramujos ao invés de serem passados de geração pra geração. Em outras palavras, pode ter rolado um evento direto de compartilhamento de genes entre a lombriga e seu hospedeiro caramujo em algum ponto na história deles.

Descobrindo Mais Conexões

O estudo não parou por aí. Os cientistas também examinaram uma gama mais ampla de organismos pra ver quão espalhado esse compartilhamento de genes poderia ser. Eles estavam curiosos se os ETs do S. mansoni apareciam em outros animais fora dos caramujos, e adivinha? Eles apareceram!

Os pesquisadores descobriram que muitos Metazoários-grupos completamente diferentes de organismos-carregavam alguma forma desses ETs. É como descobrir que seu vizinho, que você achava ser só um cara de gatos, também tem uma cobra de estimação!

Entendendo a Evolução Através dos Genes

Todas essas descobertas abrem a porta pra uma melhor compreensão da evolução. O movimento de genes entre espécies pode ajudar os cientistas a descobrir como os organismos se adaptaram aos seus ambientes ao longo do tempo. Isso também pode revelar relações que antes eram um pouco confusas. É como montar uma árvore genealógica onde os ramos ficam trocando folhas.

Quando você compara o DNA do S. mansoni com os vários organismos que compartilham ETs, os dados nem sempre se encaixam perfeitamente com o que sabemos sobre como as espécies evoluíram. Essa discordância levanta novas perguntas sobre como os genes se movem e se misturam entre essas criaturas.

Uma Nova Rede de Compartilhamento de Genes

Os cientistas estão agora juntando uma rede intrincada de conexões que mostram como os ETs, como Perere-3 e Sr3, estão se movendo não só entre a lombriga e os caramujos, mas também entre uma ampla gama de outros organismos.

A incrível jornada desses ETs faz com que eles pareçam os vendedores viajantes do mundo do DNA-sempre em movimento e fazendo conexões pelo caminho, criando novas relações que podem mudar o cenário da evolução.

Conclusão: A História Contínua do Compartilhamento de Genes

A história do compartilhamento de genes entre espécies é recheada de drama, reviravoltas e encontros inesperados. De lombrigas a caramujos e além, tá claro que o DNA não se limita só à árvore genealógica; ele parte pra suas próprias aventuras.

Conforme os cientistas se aprofundam mais nessa teia complicada de conexões genéticas, é provável que aprendamos ainda mais sobre como todas as coisas vivas estão interconectadas. Então, da próxima vez que você estiver em uma festa e alguém mencionar transferência de genes, você pode compartilhar uma risada sabendo que tem um mundo inteiro de negócios de DNA rolando nos bastidores!

Fonte original

Título: Horizontal transfer of a LINE-RTE retrotransposon among parasite, host, prey and environment.

Resumo: BackgroundHorizontal transfer of transposable elements is both impactful, owing to the subsequent transposition burst, and insightful, providing information on organisms evolutionary history. In eukaryotes, horizontal gene transfer (HGT) often involves transposable elements (TEs), host-parasite relationships, aquatic environments or any of them combined. The flatworm Schistosoma mansoni is a human parasite with two free-living aquatic stages (intercalated between a definitive human host and intermediate snail host) and has a sizable TE content. We aimed to identify and characterise potential instances of HGT leveraging new genomic resources available. ResultsUsing the latest chromosome-scale genome assembly and available TE sequences we identify two putatively horizontally transferred elements, named Perere-3 and Sr3, in the S. mansoni genome. We demonstrate the presence of these TEs in the genomes of Schistosoma spp. intermediate hosts, most likely explained by HGT. Perere-3 / Sr3 were also found across a wide range of additional organisms not susceptible to schistosome infection, including turtles, fish and other molluscs. ConclusionsWe propose that the patchy distribution of Perere-3/Sr3 across the phylogenetic tree is best explained by HGT. This phenomenon is likely linked to the parasitic nature of schistosomes, as several snail species sharing the elements are susceptible to infection. However, presence of Perere-3/Sr3 in species beyond this relationship may suggest wider ancestral Schistosomatidae host ranges and/or undescribed schistosomes.

Autores: T. Brann, F. S. de Oliveira, A. V. Protasio

Última atualização: 2024-12-07 00:00:00

Idioma: English

Fonte URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.11.24.625053

Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.11.24.625053.full.pdf

Licença: https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/

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