Bactéria de tripa humana produz clones idênticos

27 de abril de 2008 • 10h29 • atualizado às 11h10
Todos os bacilos fotografados são geneticamente idênticos, mas as sombras mostram diferenças na produção de proteínas que digerem a lactose
Todos os bacilos fotografados são geneticamente idênticos, mas as sombras mostram diferenças na produção de proteínas que digerem a lactose
27 de abril de 2008
The New York Times

Carl Zimmer

Estados Unidos


Os seres humanos diferem uns dos outros de inúmeras maneiras. Somos tímidos ou audazes, pálidos ou sardentos, caminhoneiros e cabeleireiros, budistas e presbiterianos. Podemos morrer de câncer na terceira série ou viver por um século. Temos impressões digitais únicas.

Os cientistas compreendem apenas precariamente como essa diversidade se desenvolve. Parte dela deriva de experiências diferentes que vivemos, do ventre materno e infância à maturidade. Essas influências que nos moldam incluem coisas como os livros que lemos e o ar que respiramos. Nossa formação. Nossa diversidade também deriva de nossos genes - os milhões de diferenças tipográficas entre um e outro genoma.

No que tange à nossa individualidade, atribuímos muito mais importância à natureza do que à formação. Esse é um dos motivos para que a clonagem reprodutiva inspire tamanho horror. Se genes querem dizer identidade, então uma pessoa que carregue o DNA alheio não dispõe de um eu distinto.

Mas existe uma falha profunda nessa maneira de pensar, e ela nos cega para a maneira pela qual a biologia, humana ou não, realmente funciona. Um bom exemplo é a bactéria E.coli, que vive inofensivamente nas tripas dos seres humanos, em populações de bilhões de espécimes. Uma E.coli típica contém cerca de quatro mil genes, ante cerca de 20 mil para os seres humanos. O micróbio se alimenta de açúcar e cresce até que está pronto para se dividir em dois; faz duas cópias de seu genoma, e quase sempre é capaz de produzir cópias perfeitas do original. O micróbio se divide em dois, e cada nova E.coli recebe um dos genomas idênticos. Em outras palavras, as duas bactérias são clones.

Decerto, portanto, a natureza deve ser completamente determinante para a E.coli, e a formação não a afeta. Uma colônia que descenda de um ancestral único é formada por um bilhão de primos idênticos, todos respondendo ao mundo com o mesmo conjunto de genes.

Mas ainda que essa explicação pareça plausível, ela não procede. A E.coli na verdade cria multidões de indivíduos que, sob condições idênticas, se comportam de maneira diferente, com impressões digitais próprias.

Sob condições idênticas, alguns dos clones se recobrem de pêlos aderentes que permitem que se prendam a células hospedeiras, enquanto outros se mantêm calvos. Caso uma colônia de E.coli seja alimentada com lactose (o açúcar do leite), alguns exemplares responderão absorvendo o alimento por meio de canais especiais e digerindo-o por meio de enzimas especiais. Outros franzirão seus narizes microbianos diante da refeição.

A chave para a compreensão dessas "impressões digitais" da E.coli é reconhecer que as bactérias não são simples máquinas. Ao contrário de fios e transistores, as moléculas da E.coli são frouxas, trêmulas, imprevisíveis. Em um aparelho eletrônico, como um computador ou rádio, o fluxo de elétrons é constante pelos circuitos da máquina, mas as moléculas da E.coli colidem e se deslocam sem rumo. Quando a E.coli começa a usar um gene para produzir uma proteína, não fabrica um suprimento constante ou crescente. Um clone pode produzir meia dúzia de cópias de uma proteína em uma hora, enquanto o clone ao lado nada produz.

Outros estudos sugerem que a existência de um ruído imprevisível na maquinaria celular da E.coli é também responsável pela sua persistência, pelo revestimento peludo, pelo suicídio em benefício da colônia e pela vulnerabilidade da bactéria a vírus. A grande questão, de fato, para muitos cientistas, é por que a E.coli se desenvolveu de forma que o ruído possa produzir mudanças drásticas em sua biologia.

Modelos matemáticos sugerem que a E.coli utiliza o ruído celular como forma de distribuir suas apostas. Uma colônia de bactérias não pode esperar até ser tratada com antibióticos antes de adotar um modo persistente, porque seria exterminada antes de completar a tarefa. Por isso, a E.coli funciona de maneira que alguns dos clones estejam programados para persistir. Caso sejam atacados por antibióticos, alguns deles sobreviverão. Caso os antibióticos jamais apareçam, a maioria dos demais clones pode continuar a crescer e se dividir.

E a E.coli parece seguir uma regra universal explorada também por ouros micróbios, moscas e seres humanos. Algumas das células fotossensíveis do olho humano funcionam para a cor verde, e outras para o vermelho. A distribuição é aleatória. Uma proteína pode ativar o gene vermelho ou o gene verde aleatoriamente, mas não ambos.

Nos nossos narizes, as células nervosas podem escolher entre centenas de tipos de receptores de odores. Cada célula escolhe apenas um, e os indícios sugerem que a escolha é determinada por ação incontrolável de proteínas em cada neurônio. Permitir que a escolha seja feita assim é muito mais prático do que produzir proteínas para o controle de centenas de genes receptores de odores individuais.

Genes idênticos podem se comportar de maneira diferente em nossas células porque parte de nosso DNA é coroado por átomos de carbono e hidrogênio conhecidos como grupos de metil. Esses grupos podem controlar se os genes produzem proteínas ou mantêm o silêncio. Nos seres humanos (e em organismos como as E.coli), os grupos de metil ocasionalmente caem do DNA ou se anexam a pontos diferentes da cadeia. O acaso pode ser responsável pelas alterações em alguns deles; nutrientes e toxinas respondem por outras mudanças.

Os gêmeos idênticos podem ter genes quase idênticos, mas seus grupos metílicos são distintos quando nascem e se tornam cada vez mais diferentes enquanto os anos passam. À medida que os padrões mudam as pessoas se tornam mais ou menos vulneráveis ao câncer ou às outras doenças. Esta experiência pode ser a razão pela qual gêmeos idênticos morrem, frequentemente, com diferença de anos. Não são idênticos de todo.

No mínimo, a individualidade da E.coli deveria servir como alerta àqueles que atribuem a natureza humana a alguma forma simples de determinismo genético. Seres vivos são mais do que programas rodando softwares genéticos. Mesmo em minúsculos micróbios, os mesmos genes e a mesma rede genética podem resultar em destinos bastante diferenciados.

The New York Times
 
Enviar para amigos
Fechar por:
Enviar para amigos
Fechar por:

Imprimir

Fechar
Mais vistos

Notícias

  1. Carregando...
leia mais notícias »