Como relacionar transferência de genes com endossimbiose?

Transferência horizontal de genes ou Transferência lateral de genes, é um processo em que um organismo transfere material genético para outra célula que não é sua descendente. Transferência vertical, por contraste, ocorre quando um organismo recebe material genético do seu antecessor, por exemplo dos pais ou de uma espécie a partir da qual evoluiu. A maior parte da investigação em genética tem focado na mais prevalecente transferência vertical, mas, recentemente há uma percepção maior que a transferência horizontal de genes é um fenómeno significativo.Hoje acredita-se que a transferência horizontal ocorra tanto em animais como em plantas superiores, no entanto com menor frequência quando comparado com o que ocorre em bactérias. A engenharia genética é uma forma artificial de Transferência horizontal de genes.

Transferência Horizontal em Eucariotos

Os estudos sobre transferência horizontal de genes em sua na maior parte do tempo focam os organismos procariotos, já que estes tem um genoma na maioria das vezes menor e consequentemente mais fácil de estudar. Contudo com os avanços na área da genómica os cientista começa a dar atenção ao estudo da transferência horizontal em eucariotos.

O primeiro assunto a chamar a atenção para a transferência horizontal em eucariotos e a possível transferência horizontal de alguns organelos para o DNA nuclear. Os organelos em questão são as mitocôndrias e cloroplastos. Segundo a teoria da endossimbiose essas duas organelas eram na verdade bactérias que foram englobados pelas primeiras células, sendo que tanto mitocôndrias como cloroplastos tem o seu DNA próprio.

Hoje, com o estudo da genética descobriu-se algumas sequencias de DNA mitocondrial em sequencias nucleares. Acredita-se que as copias nucleares dos genes mitocondriais acabem sendo transcritos no núcleo mas que em seguida voltem para a mitocôndria para executar sua função. Os mecanismos e motivos que levaram a essa transferência ainda não estão completamente elucidados, mas acredita-se que esse fenómeno tenha a ver com o processo de seleção natural.^[17]

Em eucariotos mais simples com por exemplo o fungo Saccharomyces cerevisiae o processo de transferência horizontal já esta bem reportado. Acredita-se que haja 10 casos de transferência lateral nessa espécie.^[18]

Um desses caso é o gene codificante da enzima DHOD, o estudo desse gene indica um transferência logo após a separa das linhagens de S. cerevisi e de Candida albicans, sendo esse gene possivelmente originário de Lactobacillales.^[18]

 

Células Sanguíneas infectadas comPlasmodium vivax

Um caso muito interessante de possível transferência horizontal, diz respeito aoHomo sapiens e o Plasmodium vivax protozoário causador da malária, dois organismos eucariotos. Analises dos dois genomas encontraram regiões muito similares entre as duas espécies indicando um possível caso de transferência horizontal. Alguns genes de muita importância para a vida do Plasmodium vivax foram encontrados no DNA humano, um deles, o responsável pela síntese da enzima Oxido nítrico sintetase 1, enzima essencial para a proteção do Plasmodium. Esse fato começa a lança luz sobre o funcionamento da transferência horizontal em eucariotos (Principalmente sobre a transferência que ocorre em humanos), bem como em processos de co-adaptação e evolução de parasitas.^[19]

Importância na Evolução

O primeiro ponto a ser discutido e o problema que os genes transferidos causam na resoluções filogenéticas. Quando esses genes são usados para propor uma relação podemos encontrar falsos resultados, por exemplo, em bactérias podemos encontrar uma espécie mais próxima de outra se usarmos um gene que foi transferido lateralmente, mas na verdade, se usarmos genes transferidos verticalmente essa relação muda para uma conformação mais robusta e confiável. Assim para que possamos ter uma filogenia robusta devemos considerar vários genes a fim de evitar confusões com possíveis genes transferidos horizontalmente.

O segundo, é a real influencia na evolução. Como já citamos aqui, alguns casos de bem documentados de transferência horizontal, mostram que os genes recebidos são funcionais nos organismos que o recebem, como por exemplo o caso daS. cerevis e do plasmodim vivax. Casos como esses mostra que esse tipo de transferência pode alterar o valor adaptativo de uma espécie, e que provavelmente em conjunto com outro fatores importantes no processo evolutivo, como seleção natural e deriva genica, podem perpetuar uma espécie.

Uma outra discussão importante provada pelos estudos com transferência horizontal de gene, e sobre o primeiro ser vivo do planeta, aquele de deu origem a todas a outras formas de vida, chamado de Último Ancestral Comum Universal ( LUCA, sigla em inglês). A ideia inicial (ou a que era mais aceita) é de que todo o ser vivo tem o mesmo ancestral comum, a “célula” inicial, entretanto alguns estudos indicam que talvez não tenha existido um organismo em particular no início da vida na terra, mas sim um conglomerado de diversas células primitivas que evoluíram juntas. Essas células tinham poucos genes, mas eventualmente trocavam genes entre elas ate dar origem às formas de vida que conhecemos hoje.^[15]

fonte:

1.  W. Ford Doolittle. Uprooting Tree of Life.Scientific American February 2000.http://web.archive.org/web/20060907081933/http://shiva.msu.montana.edu/courses/mb437_537_2004_fall/docs/uprooting.pdf
2. ↑ ^{Ir para:a b} http://textbookofbacteriology.net/themicrobialworld/bactresanti.html
3. Ir para cima↑ Jeffrey L. Blanchard. Organellar genes: why do they end up in the nucleus? Trends in genetics. Volume 16, Issue 7, 1 July 2000, Pages 315–320. http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0168952500020539
4. ↑ ^{Ir para:a b} Charles Hall, Sophie Brachat and Fred S. Dietrich.Contribution of Horizontal Gene Transfer to the Evolution of Saccharomyces cerevisiae†. EUKARYOTIC CELL, June 2005, p. 1102–1115 http://ec.asm.org/content/4/6/1102.full.pdf+html
5. Ir para cima↑ Daniel Z. Bar. Evidence of Massive Horizontal Gene Transfer Between Humans and Plasmodium vivax. Department of Genetics, The Institute of Life Sciences, The Hebrew University of Jerusalem.Http://precedings.nature.com/documents/5690/version/1/files/npre20115690-1.pdf
6. Ir para cima↑ Ridley, Mark. Evolução. 3ª ed. Tradução Henrique Ferreira, Luciane Passaglia, Rico Fischer- Porto Alegre: Artmed, 2006. Capítulo: Especiação, 752 pg. p. 584-585.