Transposons: Definição e Tipos

O que são transposons?

Quando pensamos em nossa genética, imaginamos o DNA que codifica nossos genes. Mas podemos não perceber que esses genes não são imóveis: pequenos fragmentos de DNA podem realmente se mover! Alguns genes, chamados transposons , ou «genes saltadores», podem se transferir por estruturas separadas de DNA chamadas cromossomos . Na verdade, o nome ‘transposon’ se assemelha muito à capacidade de ‘transpor’. Esses genes às vezes são chamados de elemento transponível (TE) . Imagine genes pulando de um cromossomo para outro, assim como um macaco pula de árvore em árvore!

Descoberta de transposons

A cientista ganhadora do Prêmio Nobel, Barbara McClintock, descobriu os transposons pela primeira vez na década de 1940. Enquanto estudava a genética do milho, ela percebeu como os grãos de milho separados exibiam cores diferentes na mesma espiga. Sua pesquisa revelou que cada grão de milho parecia diferente porque era geneticamente diferente. McClintock entendeu que isso só poderia ocorrer se os genes não fossem estacionários, mas móveis e capazes de ‘pular’ de um cromossomo para outro.

Transposons no milho

Barbara McClintock concluiu que, conforme os transposons mudam de um local para outro, eles afetam quais genes são expressos. Durante sua pesquisa, os transposons foram capazes de ligar ou desligar genes em cada kernel, o que levou a uma variação de cor na espiga de milho, ou uma mutação. Uma mutação ocorre quando qualquer mudança genética acontece no DNA, ou se os cromossomos são alterados. Se um transposon pular dentro de um gene, então, ocorreu uma mutação e esse gene específico pode ser inativado. O que é fascinante sobre os transposons é que, dependendo de como eles ‘saltam’, eles podem causar uma nova mutação ou desligar uma mutação previamente existente.

Transposons são comuns

TEs são muito mais comuns do que podemos supor. Por exemplo, aproximadamente 90% do DNA do trigo e 85% do DNA do milho é feito de transposons. Metade do nosso próprio DNA provavelmente consiste em transposons. Muitos transposons são, na verdade, cópias dos mesmos genes que se repetem. Por causa de sua capacidade de ativar ou desativar genes, as mutações causadas por transposons desempenham um papel na evolução dos organismos.

O salto espontâneo de elementos transponíveis em genes aleatórios tem sido associado a doenças. Por exemplo, hemofilia A e B, imunodeficiência combinada severa (SCID) e distrofia muscular de Duchenne são causadas por transposons; TEs também podem contribuir para o câncer de cólon. Os transposons existem em muitas espécies, como bactérias. Por exemplo, os micróbios contêm transposons em seu DNA cromossômico ou em um pedaço separado de DNA circular chamado plasmídeo . Os plasmídeos são frequentemente trocados entre bactérias e podem fornecer às bactérias genes para resistência a antibióticos e toxinas que podem causar graves problemas de saúde.

Tipos de genes saltadores

Os transposons são pequenos segmentos de DNA que variam em comprimento de centenas a milhares de pares de bases de DNA. O TE mais simples, uma sequência de inserção , é um código para uma enzima necessária para cortar e selar novamente o DNA. Isso permite que o transposon corte o DNA no qual ele ‘pula’ e então sela o DNA para torná-lo uma sequência intacta.

Existem também duas classes de genes saltadores, chamados transposons de classe I e transposons de classe II. Os transposons de classe I também são chamados de retrotransposons porque, quando passam pelo processo de replicação, eles primeiro copiam seu DNA em RNA. O código de RNA então se transcreve de forma reversa à medida que é copiado de volta para o DNA. Os transposons de Classe II , que não são tão comuns no DNA humano, não precisam copiar seu DNA em RNA para se replicar.

Resumo da lição

Variações na cor do milho levaram Barbara McClintock à descoberta de elementos transponíveis. Embora anteriormente considerado impossível, ela usou estudos genéticos para provar que alguns genes eram móveis e podiam ‘pular’ de um cromossomo para outro. Agora sabemos que os TEs são organismos muito comuns e ocorrem com frequência em nosso genoma. As mutações ocorrem quando elementos transponíveis se movem para novos genes e interrompem a sequência original do DNA. Elementos transponíveis desempenham um papel na resistência microbiana aos antibióticos por meio da transferência de plasmídeos e podem contribuir para doenças e câncer.