Qual a sujeira do DNA-lixo?

Definições esclarecem. Definições, porém, às vezes complicam, e em muitos casos de forma completamente desnecessária. Como partidário de uma “biologia do esclarecimento” (para buscar, como Kant, a fuga da menoridade intelectual), creio que as definições devem ser não apenas bem compreendidas mas, antes de tudo, bem construídas: e essa é uma atribuição dos pensadores que constroem o conhecimento científico. Por exemplo: no meu entender, poucos termos são mais infelizes que pseudoceloma. O que se quer dizer com isso, que os nemátodos não têm cavidade corporal? Certamente eles a possuem. Mas se a réplica é “a cavidade corporal dos nemátodos não é a mesma dos anelídeos ou dos moluscos”, por que não criar uma definição mais feliz, uma opção mais adequada? Blastoceloma é certamente uma dessas opções, pois “pseudo” (do grego ψευδος) significa mentira, falsidade. Por falar em mentira e falsidade, outro termo que me vem à mente é pseudópode: porque chamar de falsa uma estrutura real, que serve à locomoção? O termo rizópode (referindo-se à estrutura, e não ao grupo) seria bem mais adequado. Perceba que a justificativa de que os pés das amebas não são pés verdadeiros é incorreta porque nos levaria ao questionamento de “o que é um pé verdadeiro”? O “pé” aqui e em outros casos da biologia é definido por sua função. Se pé verdadeiro é a pata de um tetrápode, mudemos o nome dos Arthropoda também, pois seus apêndices locomotores (id est, seus pés…) não tem relação alguma com a pata dos tetrápodes.

Mas o termo que mais me incomoda é DNA-lixo. O que se quer dizer com isso é razoavelmente bem compreendido, e a origem do termo é bem conhecida e esclarecedora a esse respeito: foi utilizado pela primeira vez por Susumo Ohno num artigo de cinco páginas intitulado “so much junk DNA in our genome”, publicado em 1972 na revista evolution of genetic systems. Na primeira página, Ohno diz: “If we take the simplistic assumption that the number of genes contained is proportional to the genome size, we would have to conclude that 3 million or so genes are contained in our genome”. Em outras palavras, uma grande porcentagem do nosso genoma (a totalidade do DNA em uma célula) constitui-se de sequências nucleotídicas que aparentemente não codificam proteína alguma.

Organização do genoma de um ser humano. Apenas 1,5% do genoma contém informações para síntese protéica (fonte: Lehninger, 4a ed.)

Organização do genoma de um ser humano. Apenas 1,5% do genoma contém informações para síntese protéica (fonte: Lehninger, 4a ed.)

O primeiro problema com o termo “DNA-lixo”, antes que continuemos, refere-se à nossa noção de lixo. Lixo é algo ruim, produto desagradável das atividades cotidianas, do qual queremos nos livrar o mais rápido possível. O lixo fede, libera chorume, atrai organismos indesejáveis, e não podemos guardá-lo indefinidamente. Chamar o DNA não-codificante de DNA-lixo leva, consciente ou inconscientemente, à imagem de uma estrutura que podemos, ou pior, que devemos descartar, jogar fora, eliminar o mais rápido possível. Mas será esse o caso do DNA não-codificante?

Em primeiro lugar, convém entender corretamente o que Susumo Ohno quis dizer com o termo “junk DNA”, há quase quarenta anos: ele se referia ao processo redundante de duplicação de sequências codificantes, seguido de mutações que alterariam ou inviabilizariam essas cópias adicionais; atualmente, chamamos esses genes não funcionais, resquícios de antigos genes codificantes, de pseudogenes. Como Ohno diz em seu artigo: “The Earth is strewn with fossil remains of extinct species; is it a wonder that our genome too is filled with the remains of extinct genes?” Perceba que Ohno estava sendo bem específico, referindo-se a sequências nucleotídicas que outrora tiveram mas que não têm (mais) função alguma na transcrição/tradução, e dessa forma se sentiu à vontade para denominá-las DNA-lixo. Acontece que a maior parte de nosso DNA-codificante não é constituída de pseudogenes. Além disso, a porcentagem de DNA-codificante varia bastante de acordo com a espécie, e aparentemente não está relacionada à complexidade estrutural do organismo em questão.

As explicações do porque tanto DNA não-codificante em nosso genoma dividem-se em dois grupos principais, com certa área de sobreposição entre esses: as que hipotetizam que o DNA não-codificante possui função biológica (sendo portanto adaptação, ou adaptações), e as que não consideram o DNA não-codificante como funcional, sendo essas regiões portanto resultado de processos genéticos diversos. Ambas as correntes, vale lembrar, têm justificativas “darwinistas” para suas explicações.

Entre as hipóteses que não vêem função biológica para o DNA não codificante está a já um tanto velha (posto que tem quase trinta anos…) suposição do DNA egoísta, elaborada por Crick e Orgel no artigo “Selfish DNA: the ultimate parasite” (Observação: não confundir com o conceito de Gene egoísta, popularizado por Richard Dawkins, que se refere ao papel dos genes codificantes e os defende como nível fundamental para o processo seletivo). A idéia do DNA egoísta de Crick e Orgel é desconcertantemente simples: o DNA não-codificante é tão abundante exatamente porque não tem função alguma; ou seja, trata-se de um DNA parasita, que se reproduz em nossos genomas, seguindo os mesmos princípios evolutivos que levam à multiplicação dos genomas virais ou dos genomas individuais numa população mais ampla. O DNA egoísta multiplica-se em nosso genoma até alcançar o limite do assintomático, ou seja, até alcançar aquele limite acima do qual o organismo teria prejuízos notáveis (pois duplicar um DNA extenso é um processo energeticamente dispendioso). Assim, o DNA não-codificante é comum no genoma não porque tenha alguma função particular, mas sim porque sua presença não tem efeitos notáveis. No meu entender, é uma hipótese válida, mas não posso deixar de externar uma dúvida: porque os genomas das bactérias são tão bem comportados, com tão pouco DNA não-codificante? Porque o fenômeno do DNA egoísta, se totalmente sem função biológica, é comum apenas em eucariontes?

As hipóteses que trabalham com funções para o DNA não-codificante são várias. Na verdade, boa parte dos cientistas, nesses últimos trinta ou quarenta anos, não ficou muito confortável com a idéia de que o DNA não-codificante, ou pelo menos parte dele, não tenha função alguma. Em primeiro lugar, deve-se ressaltar que quando se fala em DNA não-codificante, estamos falando de regiões do DNA que não codificam proteínas. Em seres humanos, por exemplo, uma boa parte desse DNA não-codificante é transcrita em RNAs! Temos aqui, portanto, uma grande quantidade de RNAs que não são traduzidos… Quais as possíveis funções desse enorme transcriptoma? Muitos desses RNAs têm importantes funções na regulação das regiões codificantes, no processo de splicing (metabolismo pós-transcricional), na manutenção da estrutura cromossômica, no processo de edição, entre outras. Além disso, as regiões não-codificantes intragênicas, os introns, também são contabilizadas como DNA não-codificante, e todos sabemos da importância dos introns no processo de splicing.

Perceba que as hipóteses que atribuem função ao DNA não-codificante e as que não lhe atribuem função não são mutuamente excludentes: certas partes do DNA não-codificante podem ser funcionais, ao passo que outras partes podem não ser.

Creio, para encerrar, que não há mais razão para usarmos o nome DNA-lixo (a não ser que estejamos nos referindo especificamente aos pseudogenes). Acho que é adequado todos passarmos a usar a designação DNA não-codificante, para evitar os equívocos que o termo “lixo” pode trazer.

8 comentários sobre “Qual a sujeira do DNA-lixo?

  1. Gerardo,
    penso que o DNA não-codificante é como uma página de um livro que ainda não foi escrita, sendo necessário para a evolução, uma espécie de mecanismo para adquirir novas características sem abrir mão de toda a estrutura genética
    que faz com a espécie seja como ela é.
    Se eu estiver errado, o que eu acho que estou gostaria que o senhor me responde-se se isso faz sentido ou não e por que?

    • Diego,
      sobre a questão do dna não-codificante há ainda muita suposição… estou longe de ter autoridade para corrigir você, mas vejo apenas um problema no seu raciocínio: adaptações tem que ter utilidade presente, imediata, e não ganhos ou funções para um futuro longínquo. exemplificando: acho que 98,5% (é claro que estou brincando, não sei o número real…) dos professores dizem que o sexo surgiu evolutivamente porque aumentava a variação genética da população, quando essa é na verdade uma vantagem futura (enquanto os biólogos evolutivos ainda estão quebrando a cuca pra tentar entender como o sexo surgiu – veja por exemplo a hipótese da rainha vermelha).
      abraço.

  2. Gerardo,
    Tu conheces alguma teoria comprobatória para ascensão do conhecimento Humano no dna não-codificante ?
    Que possa ser a parcela de evolução do homem que falta ?

  3. Sr Gerardo:
    Quando usamos alguns termos para representar descobertas científicas eles possuem um caráter generalista, sem a necessidade de aprofundamento da semântica. O termo lixo empregado no caso do DNA em questão é muito apropriado. Lembre-se que lixo é algo que já foi usado e que foi descartado, porém não representa algo inútil ou ruim. Dentro de uma lata de lixo encontramos muita coisa que pode ser útil e que no mundo moderno vem se tornando essencial. Nesse caso o lixo passou a ser chamado de reciclado. Portanto, o termo lixo para o tipo de DNA que se discute aqui pode ser apropriado sim.

    • Olá Elias,
      o problema com a associação do termo lixo a algo que não é mais usado é que, apesar de numa lata de lixo encontrarmos muitas coisas outrora úteis e que foram descartadas, não encontramos apenas isso: há restos de comida, sujeira doméstica, coisas mofadas etc…
      Mas, para o bem de sua argumentação, mesmo que a palavra lixo signifique “aquilo que já foi usado e que foi descartado”, deixando de lado outros componentes do lixo, ainda assim há um problema: apenas uma parte do DNA não-codificante se enquadra nessa descrição; para a outra parte, não há ainda nenhuma teoria acerca de sua origem, e do que ele faz lá.
      Por isso creio que o termo “DNA não-codificante” é mais claro e mais preciso.
      Abraço.

  4. Sr.Geraldo!
    Sabe-se que os genes ocupam apenas cerca de 1,5% do DNA e que menos de 10% dos genes codificam proteínas que atuam na construção e na definição das formas do corpo. O restantae, possivelmente, constitui DNA não -codificante, como explicar as diferenças fenotí´picas entre as diversas espécies animais? O que contem as regiões não-codificantes do DNA para expressar deferentes fenótipos?

    • Há duas possibilidades: ou as diferenças fenotípicas que dependem dos genes (pois há as que não dependem) podem ser todas devidas à pequena quantidade de DNA codificante, ou a região não-codificante pode alterar o fenótipo (o que restaria a saber como). Parece que há indícios para a segunda possibilidade.

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