Introdução à Genética
20.6 Origem de novos genes e funções proteicas
A explicação molecular para a ausência de expressão da glicoproteína Duffy nos eritrócitos é a
presença de uma mutação de ponto na região promotora do gene Duffy na posição –46. Essa mutação está localizada em um sítio de ligação para um fator de transcrição específico de eritrócitos
denominado GATA1 (Figura 20.17). A mutação desse sítio elimina a atividade de um acentuador do gene Duffy em ensaios de gene repórter.
Uma explicação evolutiva sugere que a ausência da expressão da glicoproteína Duffy nos
eritrócitos entre africanos é resultado da seleção natural que favorece a resistência à infecção por malária. O parasita da malária Plasmodium vivax é o segundo tipo mais prevalente de parasita da malária na maior parte das regiões tropicais e subtropicais do mundo, mas atualmente está ausente na África Subsaariana. O parasita obtém o acesso aos eritrócitos e aos precursores dos eritrócitos
por meio da ligação à glicoproteína Duffy (ver Figura 20.17). A frequência muito alta de homozigotos Fynulo na África evita que o P. vivax se torne comum ali. Além disso, se supusermos que P. vivax tenha sido comum na África no passado, o alelo Fynulo teria então sido selecionado.
A ausência complexa da proteína Duffy nos eritrócitos de uma grande subpopulação dá origem
ao questionamento se a proteína Duffy apresenta qualquer função necessária, tendo em vista que aparentemente ela é dispensável. Mas não é o caso de esses indivíduos não apresentarem expressão da proteína Duffy. A proteína é expressa nas células endoteliais do sistema vascular e nas células de Purkinje do cerebelo. Assim como a evolução da expressão da proteína Yellow em moscas-das-frutas com asas manchadas e da expressão de Pitx1 em esgana-gatos, a mutação reguladora no locus Fy possibilita que um aspecto da expressão gênica (em eritrócitos) seja alterado sem modificar os
outros (ver Figura 20.17).
Modificações em sequências codificadoras e reguladoras são meios comuns para a alteração
evolutiva. Elas ilustram como a diversidade por surgir sem a alteração no número de genes em uma espécie. Entretanto, as alterações mutacionais em maior escala podem ocorrer no DNA, e ocorrem, o que resulta na expansão do número de genes, e essa expansão fornece a matéria-prima para a inovação evolutiva.
20.6 Origem de novos genes e funções proteicas A evolução é composta por mais do que a substituição de um alelo por outro em loci de funções definidas. Uma grande fração de genes codificadores de proteínas e de RNA pertence a famílias gênicas, grupos de genes que estão relacionados em termos de sequência e tipicamente também na função bioquímica. Por exemplo, existem mais de 1.000 genes que codificam receptores olfatórios estruturalmente relacionados em um camundongo e três genes de opsina estruturalmente relacionados que codificam proteínas necessárias para a visão em cores nos seres humanos. Dentro de famílias como essas, foram desenvolvidas novas funções, que possibilitaram novas capacidades. Essas novas funções podem ser expansões de capacidades existentes. Nos exemplos anteriores, novos receptores apareceram em camundongos com a capacidade de detectar novas substâncias químicas no ambiente ou, no caso dos seres humanos e de seus parentes primatas do Velho Mundo, apareceram novas opsinas que conseguem detectar comprimentos de onda de luz que outros mamíferos não conseguem. Em outros casos, a evolução de novas famílias gênicas pode levar a funções totalmente novas, que podem proporcionar novos modos de vida, tais como a aquisição de proteínas anticongelamento em peixes polares. Aqui, indagaremos, de onde vem o DNA para os novos genes? Quais são os destinos dos novos genes? E como as novas funções proteicas se desenvolvem?