Fundamentos da Biologia Celular - Alberts et al - 2017 - 4 Edicao-327

Prévia do material em texto

300 Fundamentos da Biologia Celular
Os genes podem ser trocados entre 
os organismos pela transferência 
horizontal de genes
Até agora consideramos as alterações genéticas que ocorrem no genoma de um 
organismo individual. Entretanto, genes e outras porções dos genomas também 
podem ser trocados entre indivíduos de espécies diferentes. Esse mecanismo de 
transferência horizontal de genes é raro entre eucariotos, porém comum entre 
bactérias, as quais podem trocar DNA pelo processo de conjugação (Figura 9-14 
e Animação 9.1).
A E. coli, por exemplo, adquiriu pelo menos um quinto do seu genoma a par-
tir de outras espécies bacterianas nos últimos 100 milhões de anos. Essas trocas 
genéticas são hoje responsáveis pela origem de cepas novas e potencialmente 
perigosas de bactérias resistentes aos fármacos. Os genes que conferem resistên-
cia a antibióticos são facilmente transferidos de espécies para espécies, propor-
cionando à bactéria que os recebe uma enorme vantagem seletiva de resistência 
a compostos antimicrobianos que constituem a linha de ataque da medicina mo-
derna contra infecções bacterianas. Como resultado, muitos antibióticos não são 
mais eficazes contra as infecções bacterianas comuns para as quais eles eram 
originalmente utilizados; a maioria das cepas de Neisseria gonorrhoeae, a bacté-
ria que causa a gonorreia, é resistente à ampicilina, que já não é mais a escolha 
de primeira linha para o tratamento dessa doença.
RECONSTRUINDO A ÁRVORE GENEALÓGICA 
DA VIDA
Vimos como os genomas podem mudar ao longo da evolução. As sequências de 
nucleotídeos presentes hoje nos genomas geram um registro dessas mudanças 
que conferiram sucesso biológico. Comparando genomas de uma variedade de 
organismos vivos, podemos começar a decifrar nossa história evolutiva, vendo 
como nossos ancestrais desviaram-se para novas direções que nos levaram até 
onde estamos hoje.
A revelação mais surpreendente de tal comparação de genomas foi a de que 
os genes homólogos – genes que são similares em sequência de nucleotídeos 
devido à sua ancestralidade comum – podem ser reconhecidos mesmo a gran-
des distâncias evolutivas. Homólogos inequívocos de muitos genes humanos são 
fáceis de detectar em organismos como vermes, moscas-da-fruta, leveduras e 
mesmo bactérias. Apesar de se acreditar que a linhagem que deu origem à evo-
lução dos vertebrados divergiu daquela que deu origem a vermes e insetos há 
mais de 600 milhões de anos, quando comparamos os genomas do nematódeo 
Caenorhabditis elegans, da mosca-da-fruta Drosophila melanogaster e do Homo sa-
piens, constatamos que em torno de 50% dos genes de cada uma dessas espécies 
possuem um homólogo em uma ou nas outras duas espécies. Em outras palavras, 
versões claramente reconhecíveis de pelo menos a metade de todos os genes hu-
manos já estavam presentes no ancestral comum de vermes, moscas e humanos.
Rastreando tais relacionamentos entre os genes, podemos começar a definir 
as relações evolutivas entre as diferentes espécies, colocando cada bactéria, ani-
mal, planta ou fungo em uma única e grande árvore genealógica da vida. Nesta 
seção, discutimos como essas relações são determinadas e o que elas podem nos 
dizer a respeito da nossa herança genética.
As alterações genéticas que resultam em 
vantagens seletivas têm maior probabilidade 
de serem preservadas
Normalmente se acredita que a evolução seja progressiva, mas uma grande 
parte do processo, em nível molecular, é aleatória. Considere o destino de uma 
1 μm
Figura 9-14 Células bacterianas podem 
trocar DNA por meio de conjugação. 
A conjugação inicia-se quando a célula do-
adora (parte superior) se adere a uma célula 
recipiente (parte inferior) por um fino apêndi-
ce, chamado de pilo sexual. O DNA da célula 
doadora é transferido, ao longo do pilo 
sexual, para a célula recipiente. Nesta foto-
micrografia eletrônica, o pilo foi marcado por 
vírus que se aderem especificamente a ele, 
para tornar a estrutura mais visível. A conju-
gação é uma das várias maneiras pelas quais 
bactérias realizam a transferência horizontal 
de genes. (Cortesia de Charles C. Brinton Jr. 
e Judith Carnahan.)
QUESTÃO 9-2
Por que você supõe que a trans-
ferência horizontal de genes seja 
mais prevalente em organismos 
unicelulares do que em organismos 
multicelulares?
Alberts_09.indd 300Alberts_09.indd 300 16/01/2017 10:17:1616/01/2017 10:17:16