Elementos Transponíveis: Uma visão geral

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UNIVERSIDADE ESTADUAL DE SANTA CRUZ 
PRÓ - REITORIA DE PESQUISA E PÓS- GRADUAÇÃO 
DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS BIOLÓGICAS 
PÓS - GRADUAÇÃO EM GENÉTICA E BIOLOGIA MOLECULAR 
 
Elementos Transponíveis: Uma visão Geral 
(Seminário de Tema Livre) 
 
Discente: Dayse Drielly Souza Santana 
Orientador: Abelmon da Silva Gesteira 
Co-orientadores: Fernanda Amato Gaiotto; 
Walter dos Santos Soares Filho. 
 Os elementos transponíveis (ETs), também chamados de DNAs saltitantes, 
foram descobertos em 1940 por Barbara MacClintock. Ela observou em seu 
experimento a alteração do padrão de coloração dos grãos de milho após cruzamentos, e 
concluiu que existiam “elementos controladores” que possuíam a habilidade de se 
mover de um lugar para outro do cromossomo, alterando a atividade de alguns genes. 
Essa descoberta provocou um enorme impacto na comunidade cientifica, pois Barbara 
MacClintock propôs que o DNA não seria algo estático, quebrando um dogma da 
biologia na época. Mas, somente em 1970 com a descoberta que existiam elementos 
capazes de remover-se e inserir-se em outros locais no genoma de bactérias e moscas 
das frutas causando alterações, identificou-se os elementos transponíveis como os 
maiores constituintes dos genomas (Biémont. e Vieira, ., 2006). Devido a sua 
descoberta, Barbara McClintock ganhou o Prêmio Nobel de Fisiologia ou Medicina em 
1983. Os elementos transponíveis foram definidos como sequências de DNA que se 
movem de um local para outro no genoma, e frequentemente se duplicam no processo 
(Wessler, 2006). Eles podem ser classificados de duas formas (Capy, et al.. 1998). A 
primeira classificação é quanto a autonomia ou não para realização da transposição. 
Nesta, eles são chamados de autônomo ou não-autônomos, sendo que os primeiros 
possuem os genes necessários para realização da transposição, e os segundo não os 
possuem, dependendo diretamente dos primeiros. E a segunda classificação, é quanto ao 
mecanismo de transposição, ou seja, qual intermediário é utilizado. A primeira classe é 
a dos retrotransposons, que utilizam um intermediário de RNA. Esta ainda se subdivide 
em retrotransposons com LTRs (Ty1-copia e Gypsy-Ty3), que são semelhantes ao 
retrovírus, e os retrotransposons sem LTRs (LINEs e SINEs), que são chamados de 
retroposons. A segunda classe é a dos transposons, que utilizam o intermediário de 
DNA, e possuem diversas subfamílias. Existe ainda uma terceira classe possível, onde 
se enquadraria os elementos que possuem características intermediarias as duas classes 
descritas anteriormente. Nesta, se encaixariam os MITEs, que são miniaturas invertidas 
de elementos transponíveis repetidos, que tem preferências por regiões ricas em genes 
(Cordeiro, 2007). Os elementos transponíveis estão presentes na grande maioria dos 
genomas de plantas e animais, sendo em grande parte inativos. Porém, em alguns casos, 
como em camundongos, eles ainda permanecem ativos, sendo responsáveis por 10% das 
novas mutações, enquanto que em humanos representam somente 0.1-1% (Alberts, et 
al., 2010).Esse elementos são constituintes de grande parte dos Eucariotos, sendo maior 
que 70% em algumas plantas e anfíbios, e 45% em humanos (Venner, et al., 2009). 
Diversos estudos têm sido realizados tentando elucidar a importância e o impacto dos 
ETs na evolução dos genomas, devido as suas inserções (re-inserções) e/ou deleções em 
diferentes locais causando alterações, ou mesmo por transferência vertical - recebimento 
de material genético de seu antecessor - e/ou transferência horizontal - transferência de 
material genético para outra célula que não é sua descendente – desses elementos 
(Schaack, et al., 2010). Acredita-se que os elementos transponíveis são “expressos”, ou 
mesmo incentivados à ação, quando em situação de estresse, como na formação de 
gametas, sendo influenciados diretamente pelo ambiente (Biémont, . e Vieira,., 2006). 
As considerações acima descritas confirmam a observação preliminar de Barbara 
McClintock, que considerou que os elementos transponíveis possuíam um papel 
relevante constituição do genoma. Eles podem estar relacionados à organização da 
estrutura genomica ou mesmo no silenciamento de genes em desenvolvimento inicial 
(Biémont,. e Vieira, , 2006). Portanto, os estudos que tem tido por base a identificação 
da presença de elementos transponíveis, sendo por sequenciamento, ou por utilização de 
marcadores moleculares desenvolvidos com base em sequências LTRs dos 
retrotransposons, podem revelar a evolução do genoma, tanto em aumento de tamanho, 
como em alterações moleculares – que podem levar a especiação - sendo de grande 
valia para o entendimento da influência do DNA lixo na expressão dos genes funcionais. 
 
Referências 
 
Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., Roberts, K., Walter, P.. Biologia molecular 
da célula. Tradução Ana Letícia de Souza Vaz [et al.]. 5ª ed.. Porto Alegre. Artmed, 
2010. 
Biémont C., Vieira, C.. Junk DNA as na elolutionary force. Nature, 443, pp. 521-524. 
Capy, P., Bazin, C., Higuet, D., Langin, T.. Dynamics and evolution of transposable 
elements. Austin, Texas: Landes Bioscience. 1998, 197p. 
Cordeiro, J. Investigação sobre a presença de retrotransposons em populações naturais 
do grupo cardini do gênero drosophila (diptera: drosophilidae) do sul do Brasil. 
Dissertação de Mestrado, Universidade Federal de Santa Maria, 2005. 
Schaack, S., Gilbert, C., Feschotte, C.. Promiscuous DNA: horizontal transfer of 
transposable elements and why it matters for eukaryotic evolution. Trends in Ecology 
and Evolution, vol. 25, pp. 537–546, 2010. 
Wessler, S. R.. Eukaryotic Transposable Elements: Teaching Old Genomes New Tricks. 
The Implicit Genome. pp 138-165. 2006. 
Venner, S., Feschotte, C., Biémont, C.. Dynamics of transposable elements: towards a 
community ecology of the genome. Trends in Genetics. vol.25, pp. 317-323. 2009.