A Duplicação de Genes e a Informação Biológica

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Um dos menores genomas conhecido: 174014 bp / (NCBI) (

Esse post onde Jonathan M expõe o artigo de Bozorgmeh é de 2010, mas é de relativa importância por duas razões. A primeira razão é apresentar a duplicação gênica e uma perspectiva de informação biológica com clareza; e, após isso, a insuficiência dessa duplicação para explicar a história evolutiva. A segunda razão é que a explicação sobre a duplicação gênica e informação biológica é tão boa que evolucionistas brasileiros, não percebendo que se trata de um feroz defensor do Design Inteligente contestando a evolução, referenciaram o artigo continuamente por causa da clareza das explicações.

Portanto, não se trata de um artigo pró-evolução, muito pelo contrário.


Por Jonathan M. (adaptado)

Nos últimos meses, artigos que contestam elementos-chave da teoria darwiniana – o tipo de artigo que supostamente “não existem” – estão cada vez mais deslizando na rede e entrando na literatura revisada por pares. Um desses trabalhos, “A duplicação de genes é uma explicação viável para a origem da informação biológica e complexidade?” de autoria de Joseph Esfandier Hannon Bozorgmeh, publicado on-line na semana passada na Complexity, desafia o modelo padrão de duplicação/divergência genética em relação à origem de novidade evolutiva.

O resumo apresenta:

Toda a vida depende da informação biológica codificada no DNA com a qual se sintetiza e regula várias sequências peptídicas requeridas pelas células de um organismo. Portanto, um modelo evolucionário que responda pela diversidade da vida precisa demonstrar como novas regiões exônicas que codificam para funções distintamente diferentes podem emergir. A seleção natural tende a conservar a funcionalidade básica, a sequência e o tamanho dos genes e, embora mudanças benéficas e adaptativas sejam possíveis, elas servem apenas para melhorar ou ajustar o tipo existente. No entanto, a duplicação de genes permite uma pausa na seleção e, portanto, pode fornecer um substrato molecular para o desenvolvimento de inovações bioquímicas. Faz-se referência aqui a vários exemplos bem conhecidos de duplicação de genes, e os principais meios de divergência evolutiva resultante, para examinar a plausibilidade desta suposição. A totalidade das evidências revela que, embora a duplicação possa e realmente facilite adaptações importantes, mexendo com os compostos existentes, a evolução molecular é, não obstante, limitada em todos os casos. Portanto, embora o processo de duplicação gênica e subsequente mutação aleatória tenha certamente contribuído para o tamanho e a diversidade do genoma, é por si só insuficiente para explicar a origem da informação altamente complexa pertinente ao funcionamento essencial dos organismos vivos.

O mecanismo em discussão é o fenômeno da duplicação gênica, que ocorre por meio de cruzamentos cromossômicos desiguais, o retroposicionamento do mRNA processado e cópia de cromossomo inteiro ou mesmo de um genoma inteiro. O paradigma de duplicação gênica, no que diz respeito à origem da novidade evolucionária, é o seguinte: quando um gene se torna duplicado, uma cópia do gene é retida por sua utilidade fenotípica (por exemplo, codificação de uma proteína ou RNA funcional), enquanto outra cópia do gene é livre de restrições seletivas e, portanto, é capaz de mutar e “explorar” possibilidades combinatórias alternativas (promovidas por deriva quase neutra), na esperança de encontrar alguma coisa útil.

O artigo de revisão tenta “determinar a existência e a extensão de qualquer informação nova produzida como consequência da duplicação gênica”. O autor observa ainda:

Está em jogo se há evidência suficiente de que as instruções comunicadas digitalmente codificadas no DNA poderiam ter sido construídas através de processos evolutivos conhecidos, ou se os dados sugerem que uma explicação alternativa é necessária como em toda informação não-biológica codificada. Portanto, isso serviria para avaliar os argumentos atuais sobre as origens da complexidade biológica e genômica.

O autor tem o cuidado de delinear o que ele está descrevendo quando fala de “informação”. Cuidadosamente contrastando a informação presente nos sistemas biológicos com a mera complexidade de Shannon, o autor define um ganho em informação exônica como “o aumento quantitativo em capacidade operacional e especificidade funcional sem nenhuma incerteza resultante do resultado”. Ele então procede a propor meios de verifição empirica do papel da seleção natural na criação de novas funcionalidades.

Bozorgmehr acaba tirando conclusões semelhantes aos tirada por Behe em seu recente artigo ao Quarterly Review of Biology: Enquanto muitas mutações podem, à primeira vista, parecer com o resultado da novidade evolucionária (como no caso da resistência a antibióticos), uma inspeção mais detalhada revela que as adaptações selecionadas não resultam, de fato, em novos componentes genéticos. Bozorgmehr explica que “em muitos casos… uma perda de função e regulação em um ambiente rude ou incomum pode ter um resultado benéfico e, portanto, ser selecionado – as bactérias tendem a desenvolver resistência a antibióticos de tal forma através de mutações que, de outro modo, afetariam adversamente a permeabilidade da membrana.” (ver Delcour 2009). Um exemplo citado no artigo diz respeito à aquisição de resistência a inseticidas organofosforados em varejeiras, que é conferida por uma única substituição de aminoácidos em uma carboxil esterase. Mas essa resistência a inseticidas – embora adaptativamente selecionada – não é um caso de neo-funcionalização, mas sim uma perda na atividade enzimática (Newcomb et al. 1997).

O artigo prossegue examinando oito estudos de caso de evolução adaptativa que envolveram duplicação de genes, alguns exemplos dos quais resumirei em um próximo post.


Original: Jonathan M. New Peer-Reviewed Paper Challenges Darwinian Evolution. December 30, 2010.


Junior Eskelsen
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Responsável pelo portal tdibrasil.org e pela página Teoria do Design Inteligente no Facebook. Colabora com as atividades do movimento do Design Inteligente no Brasil.

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