Por que o reparo do DNA é importante?
O genoma pode ser alterado quando as enzimas DNA polimerase introduzem acidentalmente mutações durante a replicação do DNA ou após a exposição a agentes ambientais, como radiação e produtos químicos mutagênicos.
Se muitas mudanças de DNA não forem corrigidas, as células podem acumular tantas mutações que elas não funcionarão mais adequadamente. Além disso, se muitas mutações se acumulam nas células germinativas, os descendentes podem se tornar inviáveis e incapazes de se formar adequadamente. O reparo de mutações no DNA é, portanto, essencial em todas as células que são necessárias para o funcionamento dos organismos.
A relação entre o dano / reparo do DNA e o desenvolvimento do câncer (carcinogênese) ficou clara quando cientistas observaram que agentes causadores de câncer ou carcinógenos alteravam a sequência do DNA e, portanto, eram mutagênicos.
Todos os efeitos carcinogênicos observados nos tumores são causados pelos danos que causam ao DNA e pelos erros de cópia introduzidos, enquanto as enzimas de reparo do DNA tentam consertar as alterações.
As células são equipadas com mecanismos altamente eficientes que permitem corrigir erros de cópia de DNA. A maioria dos organismos está armada com uma série de genes que se dedicam a reparar mutações no DNA, o que ajuda a manter a divisão celular sob controle, taxas de mutação lentas e proteção contra o câncer.
‘O fermento com o mínimo’
Acredita-se amplamente que tais mecanismos altamente conservados são essenciais para a vida. No entanto, uma equipe liderada por Jacob Steenwyk (Universidade de Vanderbilt) descobriu que as leveduras do gênero Hanseniaspora perderam muitos dos genes de proteção que normalmente ajudariam outros organismos a permanecer livres do câncer.
Curiosamente, as leveduras, que são freqüentemente encontradas em uvas e mostos de uva, perderam um grande número de genes relacionados ao ciclo celular e ao reparo do DNA, sem sofrer nenhum efeito negativo.
Como publicado recentemente na revista PLOS Biology, Steenwyk e sua equipe analisaram os genomas de 25 espécies de leveduras e descobriram que duas linhagens haviam perdido centenas de genes. As perdas incluíram dezenas de genes que ajudam a regular o ciclo celular e realizam o reparo do DNA para preservar a integridade do genoma.
Uma linhagem evoluía mais rápido do que a outra e, embora ambas tivessem perdido centenas de genes, a que evoluiu mais rapidamente perdeu mais. Segundo os autores, isso resultou em uma explosão de evolução acelerada que deu origem ao aumento das cargas mutacionais.
Parece que, em termos genômicos, a Hanseníase é a levedura com o menor. Eles têm genomas muito pequenos e estão entre os menores números de genes de qualquer espécie na linhagem. Essas perdas dramáticas de tantos genes são refletidas na biologia dessas leveduras ".
Jacob Steenwyk, pesquisador-chefe
A perda dos genes é especialmente surpreendente porque eles têm sido tão amplamente conservados em todos os organismos vivos e porque a mutação desses genes em humanos aumenta significativamente as taxas de mutação que levam ao desenvolvimento do câncer.
“Por causa de sua importância em garantir a integridade genômica, a maioria dos processos associados à manutenção do genoma é considerada evolutivamente antiga e amplamente conservada”, explicam os autores. "A eliminação de muitos dos genes associados à manutenção do DNA leva a um aumento dramático das taxas de mutação e da instabilidade grosseira do genoma".
"Cicatrizes genômicas", mas sem grandes efeitos adversos
Comentando sobre a velocidade da mutação do genoma, o autor do co-estudo Antonis Rokas diz que a taxa de mutação é sem precedentes, com a divisão celular parecendo ser notavelmente rápida e também um tanto errática - "uma abordagem de quantidade sobre qualidade, por assim dizer."
A perda de genes e as mudanças resultantes nesses genomas de leveduras significam que eles apresentam “cicatrizes genômicas”, tanto por exposição a agentes mutagênicos naturais como estresse oxidativo e agentes mutagênicos externos, como a radiação UV.
Wayne Crismani, do Instituto de Pesquisa Médica de St. Vincent, em Melbourne, na Austrália, diz que as descobertas lançam luz sobre o grau em que um organismo pode sobreviver apesar da ausência de material genético protetor.
Essas espécies de levedura perderam uma grande seleção de alguns dos tipos mais importantes de genes que normalmente são usados para manter o DNA do organismo intacto para a sobrevivência e propagação. ”
Simon Conn, da Universidade Flinders, na Austrália, diz que, em humanos, a perda de apenas um desses genes pode ser um marco para o câncer, com algumas das mutações mais comumente identificadas em oncogenes envolvidos no reparo do DNA e nos caminhos do checkpoint do ciclo celular.
Essas mutações podem desencadear taxas crescentes de mutações adicionais e rápido crescimento do tumor, permitindo que o câncer sobreviva no corpo e se torne resistente às drogas quimioterápicas, acrescenta: “As semelhanças entre os perfis de crescimento e mutação observados nesta levedura, embora ao longo de milhões de anos. e o câncer humano é impressionante ”.
Autor: Sally Robertson, B.Sc.
Fonte: news-medical
Sítio Online da Publicação: news-medical
Data: 22/05/2019
Publicação Original: https://www.news-medical.net/news/20190522/Yeast-species-thrives-despite-losing-DNA-repair-genes-years-ago.aspx
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