Notícia

Estudo revela novos conhecimentos sobre a evolução das proteínas

Fonte

Universidade Rice

Data

sexta-feira, 17 maio 2024 16:25

Áreas

Bioinformática. Biologia. Bioquímica. Biotecnologia. Genética. Microbiologia. Proteômica.

O Dr. Peter Wolynes, professor da Universidade Rice, nos Estados Unidos, e a sua equipe de pesquisa revelaram um avanço na compreensão de como evoluem sequências genéticas específicas, conhecidas como pseudogenes. O estudo foi publicado na revista científica Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

A equipe se concentrou em decifrar os complexos cenários energéticos de supostas sequências de proteínas correspondentes aos pseudogenes.

Pseudogenes são segmentos de DNA que antes codificavam proteínas, mas que então perderam a capacidade de fazê-lo devido à degradação da sequência – um fenômeno conhecido como involução. Aqui, a involução representa um processo evolutivo irrestrito que ocorre sem as pressões evolutivas usuais que regulam sequências funcionais de codificação de proteínas.

Apesar do seu estado inativo, os pseudogenes oferecem uma janela para a jornada evolutiva das proteínas.

“Nosso artigo explica que as proteínas podem ‘desevoluir’”, disse o professor Wolynes. “Uma sequência de DNA pode, por mutações ou outros meios, perder o sinal que a instrui a codificar uma proteína. O DNA continua a sofrer mutações, mas não precisa levar a uma sequência que possa se dobrar”, continuou.

Os pesquisadores estudaram o DNA ‘lixo’ em um genoma que evoluiu. A pesquisa revelou que uma acumulação de mutações em sequências de pseudogenes normalmente perturba a rede nativa de interações estabilizadoras, tornando um desafio para estas sequências, se fossem traduzidas, se dobrarem em proteínas funcionais.

No entanto, os pesquisadores observaram casos em que certas mutações estabilizaram inesperadamente o dobramento de pseudogenes ao custo de alterar as suas funções biológicas anteriores. Eles identificaram pseudogenes específicos, como ciclofilina A, profilina-1 e pequena proteína modificadora 2 semelhante à ubiquitina, onde ocorreram mutações estabilizadoras em regiões cruciais para a ligação a outras moléculas e outras funções, sugerindo um equilíbrio complexo entre estabilidade proteica e atividade biológica.

Além disso, o estudo destacou a natureza dinâmica da evolução das proteínas, uma vez que alguns genes anteriormente pseudogenizados podem recuperar a sua função de codificação de proteínas ao longo do tempo, apesar de sofrerem múltiplas mutações.

Usando modelos computacionais sofisticados, os pesquisadores interpretaram a interação entre os cenários físicos e os cenários evolutivos dos pseudogenes. Suas descobertas fornecem evidências de que o caráter afunilado das paisagens dobráveis vem da evolução.

“As proteínas podem evoluir e ter sua capacidade de se dobrar comprometida ao longo do tempo devido a mutações ou outros meios. Nosso estudo oferece a primeira evidência direta de que a evolução está moldando o enovelamento das proteínas”, concluiu o Dr. Peter Wolynes.

Acesse o resumo do artigo científico (em inglês).

Acesse a notícia completa na página da Universidade Rice (em inglês).

Fonte: Marcy de Luna, Universidade Rice. Imagem: geralt via Pixabay.

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