Mutações e Clonagem

MUTAÇÕES

Embora a replicação do ADN seja muito precisa, ela não é perfeita. Em raros casos, produzem-se erros e o ADN novo contém um ou mais nucleotídeos trocados. Um erro deste tipo, que recebe o nome de mutação, pode acontecer em qualquer área do ADN. Se acontecer na seqüência de nucleotídeos que codifica um polipeptídeo particular, este pode apresentar um aminoácido trocado na cadeia polipeptídica. Esta modificação pode alterar seriamente as propriedades da proteína resultante. Por exemplo, os polipeptídeos que distinguem a hemoglobina normal da hemoglobina das células falciformes diferem em apenas um aminoácido (ver Anemia das células falciformes). Quando se produz uma mutação durante a formação dos gametas, esta se transmitirá às gerações seguintes. Diferentes formas de radiação, como os raios X, assim como as temperaturas elevadas e vários compostos químicos, podem induzir a mutações.

A substituição de um nucleotídeo por outro não é o único tipo possível de mutação. Algumas vezes, pode-se ganhar ou perder por completo um nucleotídeo. Além disso, é possível que se produzam modificações mais óbvias ou graves, ou que se altere a própria forma e o número dos cromossomos. Uma parte do cromossomo pode se separar, inverter e depois se unir de novo ao cromossomo no mesmo lugar. Isto é chamado de inversão. Se o fragmento separado se une a um cromossomo diferente, ou a um fragmemto diferente do cromossomo original, o fenômeno se denomina translocação. Algumas vezes, perde-se um fragmento de um cromossomo que faz parte de um par de cromossomos homólogos, e este fragmento é adquirido por outro. Então, diz-se que um apresenta uma deficiência e o outro uma duplicação.

Outro tipo de mutação produz-se quando a meiose erra a separação de um par de cromossomos homólogos. Isto pode originar gametas — e portanto zigotos — com cromossomos demais, e outros onde faltam um ou mais cromossomos. Os indivíduos com um cromossomo a mais são chamados trissômicos, e aqueles nos quais falta um, monossômicos. Ambas as situações tendem a produzir incapacidades graves. Por exemplo, as pessoas com síndrome de Down são trissômicas, com três cópias do cromossomo 21.

Reprodução assexuada, formação de um novo indivíduo a partir de células paternas, sem que exista meiose, formação de gametas ou fecundação. Existem vários tipos, como a partenogênese ou a formação de novos seres a partir de brotos, como em celenterados e ouriços-do-mar. Alguns animais, como os platelmintos, são capazes de se dividir em várias partes através da fissão, e cada uma delas vai constituir um novo ser. 

Em geral, as plantas se reproduzem de forma assexuada através de seus ramos (como é o caso dos morangos), dos bulbos ou tubérculos (batata). 

Clone, organismo ou grupo de organismos que derivam de outro através de um processo de reprodução assexuada. O termo tem sido aplicado tanto a células quanto a organismos, de modo que um grupo de células que procedem de uma célula única também recebe este nome. Em geral, os clones têm características hereditárias idênticas, ou seja, seus genes são iguais. Por exemplo, os gêmeos idênticos são parte de um clone. Os procariontes, a maioria dos protozoários e algumas leveduras reproduzem-se por clonagem. 

Devido aos recentes progressos da engenharia genética, os cientistas podem isolar um gene individual (ou grupos de genes) de um organismo e implantá-lo em outro de uma espécie diferente (ver Clonagem de genes). Na década de 1990, cientistas começaram a clonar organismos inteiros. O primeiro deles foi uma ovelha, que ficou conhecida como Dolly, clonada a partir de uma célula mamária de outra ovelha. No final de 1998, cientistas japoneses anunciaram êxito numa experiência de clonagem de vacas.

Fecundação, em biologia, fusão dos materiais dos núcleos de dois gametas, com a formação do zigoto, ou embrião. A conjugação (reprodução assexuada) ocorre entre bactérias, algas e outros organismos inferiores. Na maioria das formas de vida superiores, a reprodução é o resultado da união de dois gametas diferentes (heterogametas), um masculino e um feminino.

FECUNDAÇÃO CRUZADA

A maioria das plantas e animais caracteriza-se pela fecundação de um óvulo por um espermatozóide. Este tipo de fecundação é muito importante, já que permite que exista uma grande variedade, por causa da recombinação de genes. A maior parte das espécies de plantas e animais é dióica, isto é, os espermatozóides e os óvulos desenvolvem-se em organismos separados. Já nas espécies monóicas, ou hermafroditas, ambos os tipos de gameta são produzidos pelo mesmo indivíduo. Nestas espécies, evita-se a auto-fecundação, pois o desenvolvimento dos óvulos e dos espermatozóides acontece em momentos diferentes, ou, como no caso das minhocas, por causa da localização dos órgãos sexuais e da forma de acasalamento.

Conjugação, em biologia, forma de reprodução sexual mais simples. Acontece nos organismos unicelulares (Protista), quando dois organismos similares se unem e trocam material genético. Uma vez finalizado o intercâmbio, os indivíduos separam-se. Depois, geralmente, cada um se reproduz por fissão.

Fissão (biologia), em biologia, tipo de reprodução assexuada que se caracteriza pela divisão de um corpo em duas ou mais partes, sendo que cada uma forma um indivíduo completo.

Clonagem de genes, processo através do qual se pode isolar um gene entre todos os que existem num organismo, o que permite realizar sua caracterização. Para isso, obtém-se fragmentos de ADN de um indivíduo, que são colocados no código genético de um bacteriófago, o qual é introduzido numa bactéria. Então se separa esta bactéria, à qual são dadas condições para crescer e produzir um conjunto de bactérias idênticas. Assim, produz-se a quantidade suficiente de ADN inserido clonado para caracterizar o gene. Desta maneira, é possível estudar os genes que codificam proteínas e que despertam mais interesse, ou aqueles cuja inativação, em conseqüência de uma mutação, dá origem a uma doença específica.

ALTERAÇÕES DE UM ÚNICO GENE

São conseqüência de uma mutação em um único gene, traduzida na ausência ou alteração da proteína correspondente. Isso pode modificar algum processo metabólico ou de desenvolvimento e provocar uma doença.

A teoria genética moderna da seleção natural pode ser assim resumida: os genes de uma população de animais ou plantas que se entrecruzam sexualmente constituem um "conjunto" de genes. Os genes competem neste "conjunto" da mesma maneira que as moléculas primitivas que se reproduziam faziam-no no "caldo" primitivo. Na prática, a vida dos genes do "conjunto" de genes transcorre de duas formas: ou assentando-se em corpos individuais que ajudam a construir, ou transmitindo-se de um corpo ao outro, através do espermatozóide ou do óvulo, no processo de reprodução sexual. 

Qualquer gene que se origina no "conjunto" genético é resultado de uma mutação ou erro aleatório, no processo de cópia dos genes. Uma vez que se produziu uma mutação nova, esta pode se estender através do "conjunto" genético, por meio da mistura sexual. A mutação é a última origem da variação genética.

Existem várias razões que explicam a causa da freqüência de variação dos genes: imigração, emigração, deslocamentos aleatórios e seleção natural. A imigração, emigração e desvios aleatórios não têm demasiado interesse do ponto de vista da adaptação, embora na prática possam ser muito importantes. No entanto, a seleção natural é fundamental para explicar a melhora da adaptação, a complexa organização funcional da vida e os atributos de progresso que, discutivelmente, podem-se classificar como evolução. Alguns têm mais qualidades para sobreviver e reproduzir-se do que outros. 

Os organismos cujas características para sobreviver e reproduzir-se são melhores, tenderão a contribuir com mais genes para os "conjuntos" genéticos do futuro do que aqueles cujas características sejam más para esta finalidade: os genes que tendem a formar organismos bons serão predominantes nos "conjuntos" genéticos. A seleção natural traduz-se nos diferentes níveis de sucesso que alcançam os organismos na sobrevivência e reprodução: isto é importante por causa dos requisitos necessários para a sobrevivência dos genes no "conjunto" genético.