O que está acontecendo com o cromossomo Y?

Por Josh Fischman

Scientific American

http://televisao.uol.com.br/colunas/flavio-ricco/2014/09/12/fazenda-tem-mais-dois-nomes-confirmados.htm

Entre os nossos cromossomos, o Y definitivamente é o nanico. Nos 23 pares desses preciosos conjuntos gênicos, os pares de um a 22 têm, basicamente, o mesmo tamanho. Mas o Y — que contém os genes que determinam se um mamífero será macho — está ligado ao cromossomo X, que é muito maior e, comparativamente, faz com que ele literalmente empalideça em termos de tamanho. De fato, o Y tem apenas 19 dos aproximadamente 600 genes que já compartilhou com o X há entre 200 e 300 milhões de anos atrás.

De acordo com uma nova pesquisa da revista Nature, o declínio e a queda do Y pararam. Cientistas afirmam que ele tem se mantido estável nos últimos 25 milhões de anos e uma das principais razões para isso é que muitos de seus genes remanescentes são cruciais para a sobrevivência dos humanos, indo muito além da determinação de sexos. Existem genes que afetam a síntese de proteínas, o que determina a atividade de um dado gene; e outros que unem segmentos de RNA. Eles são encontrados no coração, no sangue, nos pulmões, e em outros tecidos do corpo. “São jogadores poderosos na sala de comando central das células”, exemplifica David Page, biólogo e diretor do Instituto Whitehead de Pesquisa Biomédica do Massachusetts Institute of Technology (MIT). Page é um dos autores do novo artigo e afirma que o trabalho “põe um fim a essa noção de que o ‘Y está definhando’”.

Enquanto outros cientistas concordam que a equipe de Page está fazendo o Y parecer bastante robusto, um dos defensores da idéia do “definhamento do Y” não está convencido. Os últimos milhões de anos podem ser simplesmente um hiato, um período de calmaria em uma tendência de paulatina degradação de longo prazo do Y, argumenta Jennifer Graves, geneticista da Australian National University em Camberra, Austrália. “Pelo menos dois grupos de roedores conseguiram dispensá-lo completamente”, observa ela.

O cromossomo Y começou a perder respeito no final da década de 50. O geneticista Curt Stern, na época presidente da Sociedade Americana de Genética Humana, fez uma palestra salientando que muito poucos genes expressos de fato residiam no Y. Em 2002, Graves e outro cientista observaram em um artigo na revista Nature que o Y vinha diminuindo de tamanho desde linhagens primordiais de mamíferos até os primatas, e previram que o cromossomo masculino seria extinto em 10 milhões de anos. Isso levou muita gente a se perguntar se, com isso, os machos também desapareceriam.

Page e seus colegas, liderados por Daniel Winston Bellott, um cientista de pesquisas em seu laboratório, resolveram testar essa ideia ao examinarem a história evolutiva do cromossomo Y. Eles compararam as sequências completas do DNA do cromossomo em oito espécies de mamíferos, começando com espécies que surgiram logo no início do registro fóssil, como gambás, touros ancestrais, ratos e camundongos, avançando até espécies relativamente recentes, como macacos resos (Macaca mulatta), chimpanzés e humanos.

A comparação revelou que, de fato, houve o que Page chama “uma perda calamitosa de genes” do cromossomo Y há centenas de milhões de anos atrás. Mas há cerca de 25 milhões de anos, quando os macacos se separaram dos chimpanzés que, em seguida, se separaram da linhagem humana, há cerca de 7 milhões de anos, [a perda gradual de genes do cromossomo] Y parou. “Na realidade ficamos espantados com a estabilidade do Y nos últimos 25 milhões anos”, confessa Page.

Essa estabilidade, explica, vem de um núcleo vital de uns 12 genes no Y, que não têm nada a ver com a determinação do sexo masculino, desenvolvimento de esperma ou do órgão sexual masculino. Em vez disso, esses genes abrigados no cromossomo Y são expressos em outros tecidos, como células cardíacas e sanguíneas. Eles são responsáveis por funções celulares vitais, como a síntese de proteínas ou a regulação da transcrição de outros genes. Isso significa que o cromossomo Y é importante para a sobrevivência de todo o organismo, diz ele; por essa razão a sobrevivência desses genes seria favorecida pela evolução.

Andrew Clark, geneticista da Cornell University, concorda que, uma vez que esses genes nucleares “entraram em um corredor polonês”, que eliminou de Y as peças menos essenciais de DNA, eles desfrutam uma notável estabilidade.

Graves, a geneticista australiana, não é tão otimista. “A degradação de Y claramente não é um processo linear”, diz ela. “Os últimos estágios de decadência provavelmente estão sujeitos a grandes flutuações”. Em sua opinião, a estabilidade pode ser temporária. Ela diz que duas espécies de ratos-espinhudos (Proechimys mincae) no Japão perderam completamente seu cromossomo Y de mamíferos, transferindo muitos genes para outros cromossomos. Duas espécies de toupeiras setentrionais (Ellobius talpinus) também perderam completamente alguns genes de Y, provavelmente ao usarem outros genes para desempenhar suas funções, acrescenta. “Embora roedores pareçam estar à frente de primatas em experimentos com novos sistemas bizarros de cromossomos sexuais, não devemos ser complacentes”, conclui.

Page afirma constatar a estabilidade desses genes Y em tantas espécies que mais perdas parecem improváveis. “Isso poderia acontecer, mas simplesmente não vejo como”.

O persistente cromossomo Y e seu estoque de genes reguladores amplamente disseminados constituem outro problema para biólogos, explica Page: as células masculinas e femininas podem diferir bioquimicamente. Os homens, com seus genes relacionados ao Y terão células ligeiramente diferentes das células de mulheres, que têm dois cromossomos X, e isso vai bem além das diferenças relacionadas à determinação do sexo. Quando biólogos realizam experimentos com linhagens de células normalmente não levam em conta se são originárias de machos ou fêmea. “Temos operado com um modelo unissex por um longo tempo”, informa Page. Ele pode não ser válido. Um experimento em uma linhagem de células XX talvez não tenha os mesmos resultados que o mesmo experimento executado em uma linhagem celular XY.

A razão por que isso importa é porque algumas doenças, como doenças autoimunes, parecem afetar mais as mulheres, enquanto outros problemas, como distúrbios do espectro do autismo afetam mais homens.

Apesar das dificuldades, biólogos que tentam desvendar esses mistérios em um nível celular têm se mostrado cegos, em grande parte, para sutis diferenças bioquímicas porque eles não estão comparando linhagens celulares femininas e masculinas, o que pode afetar seus resultados. É tempo de eliminar essas vendas dos olhos, sumariza Page.

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