![\"\"](\"https:\/\/tdibrasil.org\/wp-content\/uploads\/2017\/08\/proteinshapes1.jpg\")
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Por Ann Gauger (original)<\/strong><\/a><\/p>\n As prote\u00ednas v\u00eam em muitas formas e tamanhos, como voc\u00ea pode ver na ilustra\u00e7\u00e3o acima tirada do artigo de Doug Axe, “The Case Against a Darwinian Origin of Protein Folds<\/a>.”. Algumas podem executar suas fun\u00e7\u00f5es como um \u00fanico “dom\u00ednio” dobrado, uma unidade coerente, dobrada de forma est\u00e1vel da estrutura da prote\u00edna. Outros s\u00e3o compostos de v\u00e1rios dom\u00ednios ligados, ou at\u00e9 mesmo cadeias dobradas separadas que devem se juntar para formar a unidade funcional que \u00e9 \u00fatil para a c\u00e9lula.<\/p>\n Como as prote\u00ednas conseguem se dobrar na forma correta \u00e9 uma \u00e1rea de estudo ativo que outros t\u00eam discutido recentemente aqui. O que eu quero abordar \u00e9 porqu\u00ea o problema da evolu\u00e7\u00e3o das prote\u00ednas \u00e9 t\u00e3o grande e \u00e9 sobre isso a discord\u00e2ncia recente com Martin Poenie. O Dr. Poenie, um bi\u00f3logo da Universidade do Texas, criticou o novo livro de Stephen Meyer, Darwin’s Doubt<\/a><\/em>, levando a um debate aqui no Evolution News & Views entre Poenie, Doug Axe e Jonathan M.<\/p>\n Como Steve Meyer explicou em seu livro, o problema \u00e9 que o n\u00famero de poss\u00edveis sequ\u00eancias de prote\u00ednas que poderiam existir \u00e9 muito grande, ocupando um espa\u00e7o de seq\u00fc\u00eancia potencial muito vasto, mas o n\u00famero de prote\u00ednas que existem \u00e9 muito menor, e elas s\u00e3o amplamente dispersas atrav\u00e9s do espa\u00e7o de sequ\u00eancias (talvez, na verdade, essa \u00e9 uma das coisas que est\u00e3o sendo debatidas). O espa\u00e7o potencial \u00e9 t\u00e3o grande que uma pesquisa puramente aleat\u00f3ria de prote\u00ednas funcionais raras falharia espetacularmente. Assim, a menos que as sequ\u00eancias funcionais sejam f\u00e1ceis de encontrar (muito comuns) e\/ou agrupadas (facilmente acess\u00edveis de uma ilha para outra), explicar a diversidade proteica atual sem design \u00e9 imposs\u00edvel.<\/p>\n Nossos interlocutores est\u00e3o conscientes do problema. Para resolv\u00ea-lo, alguns prop\u00f5em que as primeiras prote\u00ednas foram compostas por apenas alguns tipos de amino\u00e1cidos. Ou que as primeiras prote\u00ednas eram muito pequenas, ou que eram muito inespec\u00edficas (“prom\u00edscuas” \u00e9 a palavra usada para isso na literatura). Isso reduz o escopo do problema um pouco.<\/p>\n Outros gostam de sugerir que, tendo de alguma forma trope\u00e7ado em uma ou algumas dobras bem sucedidas, a evolu\u00e7\u00e3o foi capaz de arrancar o seu caminho em frente por uma combina\u00e7\u00e3o de duplica\u00e7\u00e3o de genes e coop\u00e7\u00e3o dos duplicados para novas fun\u00e7\u00f5es, ou pela recombina\u00e7\u00e3o de prote\u00ednas existentes em novas formas funcionais. H\u00e1 agora tamb\u00e9m a sugest\u00e3o de que prote\u00ednas completamente novas podem \u00e0s vezes ser geradas pela inser\u00e7\u00e3o aleat\u00f3ria de elementos gen\u00e9ticos m\u00f3veis em DNA n\u00e3o-codificante, embora isso tenha sido considerado muito improv\u00e1vel h\u00e1 apenas alguns anos.<\/p>\n O problema com esses cen\u00e1rios \u00e9 que eles exigem que as prote\u00ednas sejam notavelmente tolerantes aos rearranjos e inser\u00e7\u00f5es de seq\u00fc\u00eancias ou que sejam incrivelmente f\u00e1ceis de mudar para novas fun\u00e7\u00f5es, ou notavelmente diferentes na aurora da vida, do que s\u00e3o agora – macromol\u00e9culas grandes e complexas adaptadas para fun\u00e7\u00f5es espec\u00edficas.<\/p>\n Dado que ningu\u00e9m sabe como a qu\u00edmica da vida poderia ser levada a cabo por um punhado de prote\u00ednas n\u00e3o-espec\u00edficas, a maioria das pessoas opta por explica\u00e7\u00f5es que t\u00eam a ver com o recrutamento de prote\u00ednas duplicadas para novas fun\u00e7\u00f5es por muta\u00e7\u00e3o pontual ou rearranjo, ou a cria\u00e7\u00e3o de novo<\/em> de novos genes de codifica\u00e7\u00e3o de prote\u00ednas a partir de DNA anteriormente n\u00e3o codificante.<\/p>\n Aqui \u00e9 onde fica interessante. Se voc\u00ea examinar os argumentos que est\u00e3o sendo feitos aqui, eles parecem ser autorrefutantes:<\/p>\n As prote\u00ednas podem ser recrutadas para novas fun\u00e7\u00f5es, mas somente se voc\u00ea come\u00e7ar com a forma ancestral certa. Isto \u00e9 porque m\u00faltiplas interac\u00e7\u00f5es qu\u00edmicas s\u00e3o necess\u00e1rias para dar uma prote\u00edna a sua forma e atividade catal\u00edtica; prote\u00ednas que diferem muito em seq\u00fc\u00eancia podem ter redes completamente diferentes de intera\u00e7\u00f5es, mesmo se elas compartilham a mesma forma. Isso significa que pode inexistir caminho passo a passo para converter uma para outra. As prote\u00ednas s\u00e3o coisas dif\u00edceis.<\/p>\n<\/li>\n A introdu\u00e7\u00e3o de algumas muta\u00e7\u00f5es pode assim desfazer uma enzima e sua atividade catal\u00edtica delicada \u00e9 destru\u00edda tornando imposs\u00edvel o recrutamento de enzimas para novas fun\u00e7\u00f5es que j\u00e1 n\u00e3o s\u00e3o muito semelhantes em seq\u00fc\u00eancia e\/ou j\u00e1 compartilham algum n\u00edvel de fun\u00e7\u00e3o. Mais uma vez, as prote\u00ednas s\u00e3o coisas complicadas. \u00a0Ou ent\u00e3o<\/strong><\/p>\n<\/li>\n As prote\u00ednas s\u00e3o robustas e podem ser facilmente melhoradas recombinando-as. Desta forma, novas combina\u00e7\u00f5es de muta\u00e7\u00f5es podem ser produzidas de uma s\u00f3 vez, evitando poss\u00edveis combina\u00e7\u00f5es n\u00e3o funcionais. (Vou ignorar o fato de que a recombina\u00e7\u00e3o deste tipo funciona apenas em organismos diploides, que deixa de fora as bact\u00e9rias e Archaea, e todas as enzimas mais antigas).<\/p>\n<\/li>\n Voc\u00ea pode criar um novo gene funcional inserindo peda\u00e7os inteiros de DNA em DNA n\u00e3o-codificante anterior, que por sorte cega, sem design, \u00e9 transcrita e traduzida em uma nova prote\u00edna funcional (algo que realmente beneficia o organismo).<\/p>\n<\/li>\n<\/ol>\n Ent\u00e3o, qual \u00e9? Dif\u00edcil ou f\u00e1cil? Lembre-se de que, para que a evolu\u00e7\u00e3o funcione, as prote\u00ednas precisam ser notavelmente tolerantes aos rearranjos de sequencias ou incrivelmente f\u00e1ceis de mudar para novas fun\u00e7\u00f5es por substitui\u00e7\u00f5es de amino\u00e1cidos ou as sequ\u00eancias funcionais precisam ser bastante comuns.<\/p>\n Parece que # 1 e # 2 dizem que a evolu\u00e7\u00e3o das prote\u00ednas \u00e9 dif\u00edcil de explicar. N\u00f3s concordamos. Se fosse f\u00e1cil mudar as prote\u00ednas para novas fun\u00e7\u00f5es, ent\u00e3o algo como a transi\u00e7\u00e3o entre kbl e bioF (publicado aqui) deveria ter sido poss\u00edvel. Mas caso aleguem que a raz\u00e3o pela qual falhamos foi porque n\u00e3o come\u00e7amos exatamente com a forma ancestral certa, isso faz a hist\u00f3ria da vida uma longa jornada providencial ou o produto de uma s\u00e9rie de acidentes incrivelmente afortunados.<\/p>\n O artigo de Romero e Arnold que Poenie cita em apoio da afirma\u00e7\u00e3o # 3 \u00e9 baseado em experimentos que n\u00e3o t\u00eam nada a ver com o problema da evolu\u00e7\u00e3o darwiniana e tem tudo a ver com engenharia<\/strong> gen\u00e9tica. Os pesquisadores procuraram otimizar as enzimas j\u00e1 existentes atrav\u00e9s da recombina\u00e7\u00e3o de membros da fam\u00edlia com a mesma estrutura e fun\u00e7\u00e3o, mas diferentes sequ\u00eancias de amino\u00e1cidos. Para assegurar a maior probabilidade de sucesso os experimentadores usaram um algoritmo chamado SCHEMA<\/em> para escolher cuidadosamente pontos de interrup\u00e7\u00e3o de recombina\u00e7\u00e3o em posi\u00e7\u00f5es mais propensas a minimizar as rupturas da cadeia lateral. Assim, esta experi\u00eancia n\u00e3o diz nada sobre o que a recombina\u00e7\u00e3o aleat\u00f3ria pode fazer, ou a sua capacidade de gerar nova fun\u00e7\u00e3o. Na verdade, eles afirmam claramente em compara\u00e7\u00e3o que a recombina\u00e7\u00e3o aleat\u00f3ria falha miseravelmente.<\/p>\n A reivindica\u00e7\u00e3o #4 \u00e9 baseada no fato de que novas sequ\u00eancias de codifica\u00e7\u00e3o de prote\u00ednas (genes \u00f3rf\u00e3os discutidos aqui) parecem existir em nossos pr\u00f3prios genomas e em outros lugares. Mas apenas aponta o que deve ser \u00f3bvio: o fato de que algo existe n\u00e3o explica como ele veio a existir. A menos que possa ser demonstrado que a inser\u00e7\u00e3o de elementos em uma seq\u00fc\u00eancia n\u00e3o codificadora aleat\u00f3ria de uma maneira n\u00e3o guiada realmente produz prote\u00ednas funcionais, ent\u00e3o podemos falar sobre isso tudo o que queremos, mas ainda n\u00e3o sabemos como eles se formaram.<\/p>\n Finalmente Doug Axe e outros tiveram algo a dizer sobre a raridade das dobras funcionais. Seu artigo de 2004, “Estimating the Prevalence of Protein Sequences Adopting Functional Enzyme Folds<\/a>“, surgiu com um n\u00famero chocantemente pequeno. Do resumo:<\/p>\n\n