Cientistas descobrem DNA que desafia regras fundamentais da vida

Um experimento rotineiro de sequenciamento de DNA revelou uma descoberta surpreendente: um organismo microscópico, coletado em um lago no Parque da Universidade de Oxford, apresentou um código genético que rompe com as regras tradicionais da vida. O estudo, conduzido por pesquisadores do Earlham Institute e publicado na revista PLOS Genetics, revelou que este protista, identificado como Oligohymenophorea sp. PL0344, redefine como genes sinalizam seu término.

Dr. Jamie McGowan, cientista pós-doutoral do Earlham Institute, explicou que o objetivo inicial era testar uma nova técnica de sequenciamento de DNA em células únicas. No entanto, o organismo analisado apresentou uma combinação genética inédita: dois codons normalmente associados a sinais de parada de genes foram reconfigurados para codificar diferentes aminoácidos, um fenômeno nunca antes relatado.

Os protistas, grupo ao qual pertence o Oligohymenophorea, são eucariotos extremamente diversos, englobando desde organismos unicelulares, como amebas e algas, até estruturas multicelulares como o kelp. Segundo McGowan, a definição ampla reflete a enorme variabilidade dessas formas de vida, que podem ser predadores, parasitas ou até mesmo fotossintetizantes.

O Oligohymenophorea sp. PL0344 pertence ao grupo dos ciliados, conhecidos por sua capacidade de nadar e por serem hotspots de mudanças no código genético. Esses organismos frequentemente desafiam padrões estabelecidos, como os codons de parada, que em organismos tradicionais servem como sinais de término na tradução do DNA em proteínas.

Normalmente, três codons – TAA, TAG e TGA – indicam onde um gene termina, funcionando como “pontuações” no código genético. Contudo, no caso deste ciliate, apenas o TGA continua a desempenhar essa função, enquanto TAA e TAG foram reatribuídos para codificar os aminoácidos lisina e ácido glutâmico, respectivamente.

Essa descoberta é particularmente única, pois desafia a suposição de que os codons TAA e TAG estão evolutivamente ligados e sempre se comportam de maneira idêntica. Conforme McGowan, “não estamos cientes de nenhum outro caso em que esses codons de parada sejam associados a dois aminoácidos diferentes”.

Além disso, o estudo identificou uma abundância maior de codons TGA no genoma do organismo, sugerindo um mecanismo compensatório para a perda dos outros dois sinais de parada. Essa adaptação reforça a flexibilidade e a complexidade dos sistemas genéticos, mesmo em organismos microscópicos.

O processo de tradução genética é normalmente considerado um dos sistemas mais conservados na biologia, com regras quase universais. No entanto, a descoberta de que esses codons podem ser reconfigurados em alguns organismos, como os ciliados, indica que a evolução pode encontrar caminhos alternativos mesmo em processos fundamentais.

Pesquisas subsequentes também reforçaram a ideia de que os ciliados são “rebeldes” do código genético. Um estudo de 2024 publicado na mesma revista relatou múltiplas reatribuições independentes do codon UAG em outros ciliados, indicando que essas alterações não são fenômenos isolados.

Esses achados sugerem que, enquanto a maioria dos organismos segue regras genéticas estáveis, formas de vida pouco exploradas, especialmente microbianas, frequentemente desafiam essa estabilidade. Para McGowan, essas descobertas mostram que há muito mais a ser desvendado na genética, especialmente em organismos negligenciados pela ciência tradicional.

De acordo com o ScienceDaily, o estudo foi financiado pelo Wellcome Trust como parte do Projeto Darwin Tree of Life e contou com o apoio do Conselho de Pesquisa em Biotecnologia e Ciências Biológicas do Reino Unido. Os dados de sequenciamento e os recursos de montagem do genoma foram disponibilizados em repositórios públicos para futuras investigações.