As mutações genéticas costumam ter má fama. Mas são essenciais para que as populações se tornem mais diversificadas. Ao adquirir novas características – idealmente poderes de super-heróis ou pelo menos vagamente úteis – uma população pode passar de níveis de condicionamento físico mais baixos para mais altos ao longo do tempo. 'Fitness' neste contexto não significa completar a Maratona de Londres, mas sobreviver e produzir descendentes, e a reprodução sexual acelera tudo. A reprodução sexuada requer dois haploides gametas quais células produzem através divisão celular meiótica. No primeiro estágio da meiose, os cromossomos correspondentes se cruzam e trocam pedaços de DNA entre si. Essa troca de material genético cria novas combinações de genes e possivelmente novas características.
Dr Ian Henderson, Universidade de Cambridge, recebeu o prêmio 2013 Medalha do Presidente da SEB na seção de plantas, em reconhecimento por suas conquistas. O Dr. Henderson e seus colegas de trabalho estudam os hotspots cruzados em recombinação meiótica na planta modelo Arabidopsis thaliana. Os crossovers cromossômicos durante a meiose não acontecem aleatoriamente, mas sim dentro de certas regiões cromossômicas. Os eventos de crossover ocorrem com mais frequência em regiões com muitos genes, mas com menos frequência ao redor do centrômerosOs centrômeros são pontos de ancoragem nos cromossomos aos quais o fuso mitótico se liga antes de alinhá-los e separá-los. Isso os torna estruturas muito importantes, e as recombinações próximas ou dentro deles podem ter consequências graves. como separação incorreta de cromossomos ou quebras.
Os centrômeros são "protegidos" por epigenética regulação, que marca as áreas nos cromossomos onde os cruzamentos podem acontecer. Isso é possível porque o DNA é enrolado em proteínas, as chamadas histonas, semelhantes a carretéis com fios enrolados. A gama de enzimas pode anexar marcadores químicos, como grupos metil ao DNA ou histonas e essas modificações influenciam a expressão gênica.
Yelina, Henderson e colegas mapearam eventos de cruzamento de cromossomos em Arabidopsis thaliana plantas do tipo selvagem contendo a DNA metiltransferase totalmente funcional METILTRANSFERASE1 (MET1) e as compararam com met1 plantas mutantes. Como o MET1 não está funcionando corretamente em met1 Nas linhagens mutantes, a metilação do DNA é drasticamente reduzida nessas plantas. Cruzamentos cromossômicos em met1 linhas ocorreram com mais frequência perto de centrômeros em comparação com plantas de tipo selvagem (Yelina et al., PLOS Genética 2012).
Este post é uma continuação da minha cobertura do encontro anual da Society for Experimental Biolgy (SEB), que aconteceu em Valência no início de julho de 2013. Você pode ler meus outros posts aqui.
