Recebemos as mitocôndrias de nossas mães: maioria dos seus genes são oriundos de sua mãe.

Cientistas finalmente descobrem por que recebemos apenas as mitocôndrias de nossas mães

mitocondrias

Você já deve ter ouvido bastante de seus parentes, amigos ou conhecidos sobre como é parecido com sua mãe ou pai. Mas a verdade é que, enquanto você pode, de fato, ter puxado os olhos do seu pai, a maioria dos seus genes são oriundos de sua mãe.

Este é simplesmente o caso para todas as pessoas na Terra, e a razão disso é única: as minúsculas organelas que vivem dentro das células, as chamadas mitocôndrias, são todas provenientes do lado materno, e, por décadas, os cientistas não sabiam explicar a razão disso.

No entanto, recentemente, uma equipe de pesquisadores da Universidade de Colorado Boulder, nos Estados Unidos, em um estudo publicado pela revista Science, disse ter encontrado uma pista que pode explicar a estranha falta de genes paternos. “Este é um mistério de longa data na biologia – por que em muitos organismos, [somente] a mitocôndrias maternas são herdadas?”, disse a geneticista e pesquisadora Ding Xue à Science News.

As mitocôndrias são essenciais para vida. Elas agem como verdadeiras fábricas de energia para as células e fazem isso convertendo os alimentos que em energia que as células precisam para funcionar. No entanto, elas também são consideradas “estranhas”. Conforme explicou a ecologista Madeleine Beekman, da Universidade de Sydney, Austrália, há cerca de 1,5 ou 2 bilhões de anos, elas eram organismos de vida livre. Logo, elas costumavam ter vida própria.

Por causa de seu histórico evolutivo, como bactérias de vida livre, a mitocôndria acabou criando o seu próprio genoma – chamado DNA mitocondrial ou mtDNA”, disse Beekman. “Cada célula contém muitas cópias de mtDNA, conforme as mitocôndrias se replicam ali livremente”.

Foto: P. Zhou et. al
Foto: P. Zhou et. al

Assim, Xue e sua equipe observaram o comportamento dessas mitocôndrias, transferidas por meio do esperma de um verme chamado Caenorhabditis elegans, enviado à um óvulo fertilizado. Logo, eles observaram as mitocôndrias se separarem no interior e se tornarem inúteis ao serem transferidas para o óvulo. Uma proteína encontrada no esperma, chamada CPS-6, parece ter sido a responsável por esse retalhamento.

Após esse processo, um outro chamado autofagia, que limpa as partes das células que estão degradas abrindo caminhos para mais novas e saudáveis, começa. Assim, ele ajuda a transportar os restos das mitocôndrias paternas para fora das células embrionárias.

A equipe descobriu que quando o mtDNA fica preso aos embriões mais tempo do que deveria, tornam-se mais propensos a morte, o que sugere que a proteína CPS-6 e a autofagia, trabalham em conjunto para assegurar a viabilidade de um embrião.

No entanto, eles não estão inteiramente certos do porque isso acontece, uma das hipóteses apresentadas por Xue, é que ele carrega o potencial para mais mutações do que as mitocôndrias maternas. Dessa forma, em termos evolutivos, é mais vantajoso acabar com eles. “Se o DNA mitocondrial paterno mutado não é removido imediatamente, essas mutações podem se acumular ao longo de várias gerações”, disse a pesquisadora Arielle Duhaime-Ross.

[ Fotos: Reprodução / Staystrong ]

Fonte: www.jornalciencia.com/

 

O poder das mulheres: a Eva mitocondrial.

As mitocôndrias humanas só têm 37 genes. É um genoma pequeno e com muito pouco DNA “lixo”. Como vimos, a mitocôndria, agindo como uma bactéria, exportou quase todos seus genes para o DNA do núcleo e conservou só os essenciais, como os que regulam a produção das enzimas da cadeia respiratória.

Vimos, também, que a divisão das mitocôndrias é independente da divisão celular e se dá quando há necessidade de mais energia. Essas diferenças entre os genomas do núcleo e da mitocôndria são marcantes mas há outra ainda mais intrigante que surge quando se dá a fertilização de um óvulo por um espermatozóide. Como todos sabem, nesse processo o material genético do espermatozóide se mistura com o do óvulo. Cada participante, pai e mãe, contribui com 23 cromossomos que se misturam e combinam, formando os cromossomos nucleares do embrião.

Algo diferente acontece com os genes mitocondriais do espermatozóide. As mitocôndrias do espermatozóide são marcados com um composto chamado ubiquitina e, quando penetram no óvulo, essa marca informa que elas devem ser destruidas. Pouco tempo após a fecundação, o embrião só tem mitocôndrias herdadas da mãe.

Em outras palavras: para as mitocôndrias só há herança materna. A genética das mitocôndrias não é mendeliana pois as mitocôndrias do embrião são iguais às da mãe, exclusivamente. E assim por diante, ao longo das gerações: do ponto de vista mitocondrial, os homens não importam, ou importam quase nada.

Isso levou à descoberta de que o DNA mitocondrial é muito bom para acompanhar linhagens genéticas. Como ele é herdado apenas da mãe, não sofre praticamente nenhuma recombinação. Também sofre pouco os efeitos da seleção natural pois seus genes são poucos e especializados. Os pesquisadores começaram então a usar o DNA das mitocôndrias para traçar a história evolutiva das populações.

Os genes do núcleo levam milhões de anos para acumular mutações pois são relativamente bem protegidos. É por essa razão que 98% de nossos genes nucleares são iguais aos genes dos chimpanzés. Os genes mitocondriais mutam cerca de 20 vezes mais rapidamente que os nucleares pois sofrem a ação dos radicais livres e são nús. A resolução nas comparações entre genes é muito mais fina se o DNA das mitocôndrias é usado, em vez do nuclear, para rastrear as árvores genealógicas.

O resultado dessas pesquisas foi interessante. Comparando o DNA mitocondrial de pessoas que vivem em vários locais no globo, os pesquisadores concluiram que todos os seres humanos descendem de uma única mulher que viveu na África há cerca de 170.000 anos. Isto é, somos todos afro-descendentes. A essa nossa ancestral eles deram o nome de “Eva Mitocondrial”. Nossos primeiros avós saíram da África e se espalharam pelo resto do mundo mas deixaram uma pista de suas origens nos genomas mitocondriais que carregamos.

É bom esclarecer que tudo isso ainda é assunto para muita pesquisa e controvérsia. Por exemplo, ninguém sabe ao certo a razão da eliminação das mitocôndrias paternas na fecundação. Tem quem ache que isso se deve a um esquema da seleção natural para garantir a integridade dos genes mitocondriais que são encarregados de manter a ordem na cadeia respiratória. Uma combinação como ocorre com os genes nucleares teria maior chance de causar danos indesejáveis.

Eu prefiro acreditar que os genes mitocondriais do óvulo são mais confiáveis que os do espermatozóide. Pela justificativa acima, dos especialistas, qualquer dos dois genomas poderia ser privilegiado pela seleção natural e o efeito seria semelhante. Mas, aparentemente a coisa não é assim. Enquanto os óvulos são células grandes e tranqüilas, os espermatozóides parecem cachorrinhos pinscher, nervosos e irrequietos. Seus genes mitocondriais, provavelmente, acumulam muito mais danos pois a cadeia respiratória trabalha pesado para agüentar tanta agitação. Mas, isso é só palpite meu.

Fonte: http://www.seara.ufc.br/donafifi/mitocondrias/mitocondrias07.htm