Sexo Explosivo

Produtora do valioso mel e polínizadora de muitas plantas importantes, a abelha comum, Apis mellifera, tem sido objecto da pesquisa e da fascinação humanas ao longo da história.

A vida sexual única desses insectos sociais está entre seus aspectos mais intrigantes.

Mais de 99% das abelhas fêmeas não se reproduzem.

Elas existem para ajudar uma fêmea - a rainha - a se reproduzir.

Em qualquer época, existe somente uma rainha na colmeia.

Ela põe todos os ovos, o que constituí um trabalho de tempo integral. Ela também determina se um ovo será fertilizado ou não.

Os ovos fertilizados originam fêmeas; ovos não-fertilizados geram machos.

Espere, você deve estar pensando: é o macho que fertiliza os ovos!

Sim, o esperma dos machos fertiliza os ovos, mas neste caso a fêmea - a abelha rainha - controla a distribuição de esperma.

Eventualmente, todas as colmeias precisam de uma nova rainha. Algumas vezes, a rainha velha morre. Outras vezes, num fenómeno conhecido como enxameamento, a rainha e um grupo de operárias partem para iniciar uma nova colmeia. Se a rainha morre ou vai embora, uma nova rainha deve ser produzida.

As abelhas operárias remanescentes dilatam algumas celas no favo que contém ovos fertilizados deixados pela antiga rainha. As larvas que eclodem desses ovos recebem um alimento especial, que estimula seu crescimento e desenvolvimento para tornarem-se prováveis rainhas.

A primeira rainha a emergir de sua câmara real mata qualquer outra aspirante à rainha. Então, ela deixa a colmeia para seu voo de acasalamento.

Machos de todos os arredores recebem a mensagem que uma rainha virgem encontra-se disponível e reúnem-se ao redor dela. Durante o voo, ela irá copular com 15 a 20 machos, e cada cópula constitui um evento.

Após conseguir inserir o pénis dentro de sua vagina, o macho literalmente explode, deixando não somente esperma, mas também os órgãos sexuais (que mais tarde caem) na fêmea.

O processo repete-se com outros machos, todos os quais morrem no final. A rainha retorna para a colmeia com um suprimento de esperma para toda a vida e começa a postura. Ela viverá aproximadamente dois anos e produzirá 3 mil ovos por dia.

Caso liberte o esperma, os ovos serão fertilizados e irão produzir fêmeas que devotarão suas vidas para alimentá-la, manter a colmeia, colectar néctar e pólen e criar as suas irmãs.

Os ovos não-fertilizados geram machos, que irão pairar ao redor da colmeia sem fazer nada de útil até partirem para encontrar uma fêmea virgem - um evento pouco provável.

Por isso, é interessante para a rainha limitar o número de machos.

Fonte : Vida - Ciência da Biologia - Volume III.  Artmed

 

Anemia falciforme

Mudanças de uma única letra no DNA, conhecidas como mutações pontuais, podem modificar um codão em outro, que especifica o aminoácido errado (conhecido como mutação trocada), ou para um sinal de finalização (mutação sem sentido), fazendo com que a proteína final fique truncada. Uma mudança de uma única base pode também alterar um codão de parada, de modo que ele então codifica um aminoácido (mutação com sentido), resultando em uma proteína alongada. O último tipo de alteração possível é aquela que altera um nucleótido, mas produz um codão sinónimo. Essas mutações são as chamadas "silenciosas".

Certamente há muitos exemplos dos três primeiros tipos de mutações pontuais com grande impacto na saúde humana.

Três diferentes mutações pontuais nos genes codificadores de proteínas, que modificam as moléculas de hemoglobina nas células vermelhas do sangue, são responsáveis por três diferentes doenças graves.

No caso da anemia falciforme, uma mutação trocada substitui um aminoácido hidrofílico (com afinidade pela água) por um hidrofóbico (sem essa afinidade), fazendo com que as proteínas se aglomerem e produzam células vermelhas descaracterizadas.

Na policitemia, uma mutação sem sentido interrompe uma das proteínas da hemoglobina, resultando em espessamento do sangue. E na talassemia - mutação com sentido - troca um codão de finalização (stop) (TAA) por um codão da glutamina (CAA), criando uma proteína muito maior e não funcional.

Só nos anos 80, os cientistas perceberam que mutações silenciosas poderiam atingir também a produção de proteínas - pelo menos nas bactérias e leveduras. Uma descoberta importante naquele momento foi que os genes desses microrganismos não usavam codões sinónimos em números iguais. Quando a bactéria Escherichia coli especifica o aminoácido asparagina, por exemplo, o codão AAC aparece no seu DNA com muito mais frequência que o AAT. A razão para essa utilização enviesada de codões logo fica evidente: as células estavam a utilizar preferencialmente determinados codões porque aquelas escolhas aumentavam a taxa ou a precisão da síntese proteica.
Acontece que normalmente os tRNAs correspondentes àqueles codões sinónimos não são igualmente abundantes no interior das células. E o mais importante é que um gene contendo mais codões correspondentes aos tRNAs relativamente abundantes seria traduzido mais rapidamente, pois a maior concentração dos tRNAs faria com que eles provavelmente estivessem presentes quando necessário.
Noutros casos, uma única variedade de tRNA ajusta-se a mais de um codão sinónimo, mas liga-se mais rapidamente a um codão em particular, então o uso daquele codão maximiza a precisão da tradução.

Consequentemente, uma célula tem boas razões para não utilizar todos os codões igualmente. Como se esperava em bactérias e leveduras, os genes que codificam especialmente proteínas abundantes exibem o maior desvio de codões, sendo que os codões preferidos se ajustam aos tRNAs mais comuns ou aos que formam melhores ligações.

Observações recentes em outros organismos -incluindo plantas, moscas e vermes - revelaram desvios similares.
Com uma variedade tão grande de espécies empregando essa técnica para melhorar a eficiência da produção de proteínas, seria provável que os mamíferos também a usassem. Análises de genes de mamíferos revelaram tendências que favorecem determinados codões.

A semelhança entre organismos simples e mamíferos, entretanto, mostrou-se apenas superficial.

Os mamíferos são organizados em grandes blocos, cada um com conteúdo de nucleótidos claramente assimétrico: algumas regiões são ricas em bases G e C, enquanto outras têm mais A e T.
Como resultado, genes presentes numa região do genoma rica em G e C tendem a ter mais codões com aquelas bases. Os nossos genes, então, mostram um desvio na utilização de certos codões, mas, diferentemente de organismos mais simples, o padrão dos mamíferos não sugere que a razão seja para optimizar a síntese proteica.
Durante anos, essa descoberta pareceu diminuir a possibilidade de as mutações silenciosas influírem no funcionamento do corpo humano.

A partir do início dos anos 2000, entretanto, a comparação de mesmos genes em diferentes espécies começou a mostrar que esta ideia estava errada. Pode-se medir a taxa com que sequências de genes em duas espécies divergiram comparando os locais onde os nucleótidos mudaram com aqueles onde permaneceram os mesmos.
Em princípio, qualquer mutação que não afecta um organismo é invisível para a selecção natural, que preserva variações benéficas. De acordo com o pensamento da época, regiões invisíveis para a selecção incluiriam locais de mutações silenciosas dentro de genes, bem como 98% do genoma que não especificam proteínas - o DNA não codificado. Porém, quando os cientistas começaram a observar se os locais das mudanças silenciosas em genes se desenvolviam com a mesma taxa de regiões não codificadas, eles inesperadamente encontraram diferenças - um sinal de que mutações silenciosas poderiam afectar a fisiologia.

Texto adaptado de "O Custo das mutações silenciosas, Scientific American, Julho 2009 - edição brasileira.

Loricíferos em ambientes extremos

Um ambiente capaz de asfixiar todos os animais conhecidos do planeta foi colonizado por pelo menos três espécies diferentes de invertebrados marinhos.Até ao momento, as únicas criaturas conhecidas capazes de viverem em ambientes sem oxigénio eram os vírus, as bactérias e alguns microrganismos unicelulares. Os cientistas acabaram por dar a volta ao que se julgava saber ao encontrarem as três espécies capazes de passar toda a vida sem necessidade de oxigénio no fundo do Mediterrâneo.
Não admira que estes seres multicelulares (metazoários) pertençam a um grupo pouco conhecido, o dos loricíferos, que mal chegam a 1 mm.
Apesar do tamanho, possuem cabeça, boca, sistema digestivo e uma carapaça.
As espécies que vivem nas partes mais profundas do mar podem se reproduzir por partenogénese ou reprodução pedogenética.
Roberto Danovaro, da Universidade Politécnica de Marche, na região italiana de Ancona, localizou as extraordinárias criaturas durante três expedições às costas meridionais da Grécia.

Ao contrário das plantas, fungos e todos os animais conhecidos, as novas espécies não usam mitocôndrias, os organelos celulares que convertem o açúcar e o oxigénio em energia.
Em vez disto, as estranhas criaturas têm outros tipos de organelos semelhantes aos hidrogenessomas − um componente celular com numerosos micróbios para produzir energia a partir de complexas reacções enzimáticas. O modo como estes animais evoluíram e como conseguiram sobreviver num meio tão adverso continua a ser um mistério.
É uma mudança evolutiva radical, já que as mitocôndrias acompanham os ancestrais dos animais há bilhões de anos.

Os habitantes das profundezas parecem ter trocado suas mitocôndrias por outras estruturas, mais adequadas a condições pouco oxigenadas."Esses loricíferos representam o primeiro caso dessa adaptação, mas as etapas do metabolismo deles provavelmente são parecidas com as que vemos em outros ambientes do mar profundo, onde há animais que se associam a bactérias capazes de aproveitar compostos químicos do lugar", afirma Bernardino, que espera mais descobertas do tipo.

Fonte : Science & Vie, Junho 2010

Links: Folha online

Encontradas três espécies br que vivem sem oxigénio