O que são regiões aceleradas por humanos?

Regiões aceleradas humanas (HARs) são um conjunto de segmentos do genoma humano que, apesar de serem compartilhados com outros vertebrados, são observados de forma notavelmente diferente em nossa espécie.

O que nos torna diferentes de um chimpanzé? Comportamentos, expressões cognitivas e a capacidade de gerar linguagens e civilizações são uma reflexo do desenvolvimento neurológico do ser humano em dois níveis diferentes: um genético e outro cultural. Assim, para desvendar os segredos dessas características que nos tornam tão diferentes de outras espécies animais, é preciso ir à nossa história evolutiva e mapeamento genético.

As regiões aceleradas humanas ou HARs tentam responder a esta pergunta impressionante, uma vez que a variação em loci (posições fixas de um cromossomo) entre espécies semelhanças, como humanos e chimpanzés, pode ser em parte a resposta ao motor evolutivo que nos levou a uma posição "dominante" como espécie na Terra.

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Regiões aceleradas pelo homem: a chave para o comportamento

A genômica comparativa lida com o estudo as semelhanças e diferenças entre o conjunto de genes nos cromossomos dos organismos do planeta.

Esta disciplina científica tenta descobrir quais características foram fixadas pela seleção natural ao longo do tempo, a fim de compreender as diferentes pressões evolutivas a que os seres vivos foram submetidos ao longo de suas vidas. gerações.

Para compreender esses mecanismos subjacentes que levam os seres vivos a variar ao longo do tempo, é necessário esclarecer que existe um fenômeno de "purificação genética" no mundo natural.

O que acontece quando nos desviamos da seleção natural?

É necessário notar que a seleção negativa é um mecanismo evolutivo pelo qual alelos prejudiciais (cada uma das duas ou mais versões de um gene) para uma espécie são eliminados ao longo do tempo, "purificando" o pool genético da população.

Por exemplo, um animal que apresente uma mutação que não seja benéfica para a comunidade em que vive terá menos descendentes ou morrerá mais rápido (mecanismos de genética populacional), o que eliminará esse alelo deletério ao longo das gerações. gerações. Se um pássaro nasce sem olho devido a uma mutação, você esperaria que ele se reproduzisse menos ou fosse caçado mais rápido do que o resto, certo?

Mas... e os humanos? que nos livramos desse mecanismo de seleção negativa, porque em um mundo do ponto de vista ocidental, a taxa de sobrevivência do indivíduo não é influenciado por seus impedimentos mutacionais, desde que a medicina o permita (doenças autoimunes ou membros ausentes, por exemplo). exemplo). Isso, entre muitos outros fatores decorrentes de uma sociedade puramente antrópica, pode levar a três mecanismos:

• Acúmulo de mutações neutras em sequências de genes que perderam sua função essencial.
• Conversão gênica tendenciosa por não responder à evolução adaptativa.
• Troca de uma influência de seleção negativa por um mecanismo de seleção positiva.

Nós nos movemos em um terreno complicado que inclui terminologia genética muito complexa, mas uma ideia deve ficar clara: regiões aceleradas humanas sofrem taxas de mutação relativamente rápidas Em comparação com o resto do genoma, e devido à falta de pressão seletiva e respostas adaptativas, essas zonas são altamente divergentes em comparação com outros hominídeos.

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Codificante e conclusivo, ou não?

Neste ponto, é fundamental enfatizar que 99% do DNA humano é não codificante, ou seja, não apresenta informações para a produção de proteínas e, portanto, não atua diretamente no metabolismo do indivíduo.

Embora a princípio se pensasse que esses segmentos de DNA eram "lixo", é cada vez mais reconhecido que eles desempenham papéis essenciais na regulação do ativação de genes essenciais de várias formas, pois foi demonstrado que certas regiões podem promover a ativação ou repressão da transcrição de determinados proteínas.

Esse é um dos grandes problemas das regiões aceleradas humanas, já que 92% delas estão em regiões não codificantes. Portanto, a maioria desses elementos genéticos está em áreas não caracterizadas do genoma e sua A conservação evolutiva não precisa prever uma função diferencial específica nos seres vivos. humanos.

Ainda assim, isso não significa que essas áreas altamente mutantes não respondam às características humanas. Muitos deles estão presentes em regiões "intergênicas", ou seja, sequências regulatórias que poderiam modular a expressão ou a supressão de determinados genes codificados. Claro, essas ideias devem ser estudadas com mais profundidade para chegar a conclusões confiáveis.

Um exemplo prático

Para entender todo esse conglomerado mutagênico e evolutivo, o melhor é recorrer a um exemplo. Temos diante de nós a região HAR1, uma sequência de DNA composta por 118 nucleotídeos; comumente chamadas de bases, devido à base nitrogenada que cada uma delas contém, adenina, citosina, timina e guanina. Vejamos alguns fatos reveladores sobre esse segmento:

• Quando comparamos a região HAR1 entre humanos e chimpanzés vemos que existem 18 bases diferentes.
• Se compararmos a mesma região entre uma galinha e um chimpanzé, encontramos apenas uma diferença de duas bases.
• A linhagem dos chimpanzés divergiu dos humanos há 6 milhões de anos, enquanto as galinhas divergiram dos humanos há 300 milhões de anos.
• Esta sequência não está presente em peixes e rãs.

Esses dados têm que significar alguma coisa, certo? Caso contrário, qual é o sentido de ocorrer mais variação entre duas linhagens que se diferenciaram relativamente recentemente? Este fato nos faz suspeitar que esta rápida taxa de mutação pode estar correlacionada com algumas características que nos fazem definir a nós mesmos como "humanos".

Para tornar as coisas mais interessantes, outros estudos mostraram que as cinco regiões aceleradas humanas de mutação mais rápida têm 26 vezes mais substituições (mutações) do que suas contrapartes chimpanzés.

Mas existem diferenças entre HARs na história evolutiva humana? Segundo outras fontes, as diferenças nessas regiões entre os hominídeos arcaicos (neandertais) e os humanos modernos giram em torno de 8%, o que exemplifica que essa divergência evolutiva que nos caracteriza deve ter se acelerado há cerca de 500.000 anos, e pode ter sido decisiva para a caracterização do gênero Homo. Claro, as variações no genoma humano ao longo de nossa história evolutiva podem conter muito da resposta para nossas características como espécie.

HARs e transtornos mentais

Ainda mais surpreendente, se possível, é saber que estudos observaram que certos genes mutantes são encontrados nas proximidades dessas regiões aceleradas em pacientes com transtornos mentais como a esquizofrenia, e, portanto, postula-se que eles poderiam ser influenciados por eles.

Além disso, outras pesquisas documentaram que várias variações genéticas em pacientes com autismo são encontradas em regiões aceleradas. Isso poderia traduzir-se numa modulação específica no que diz respeito à produção de proteínas que interagem com o cérebro, o que condicionaria um funcionamento "normal" no comportamento do indivíduo.

conclusões

Como vimos, as regiões aceleradas humanas são segmentos de DNA que podem desempenhar um papel essencial no desenvolvimento dos seres humanos, ou seja, aquelas características muito especiais que nos definem como espécie.

Além disso, estudos revelaram que poderiam modular a expressão de certos genes, o que condicionaria o metabolismo do indivíduo e, portanto, seu comportamento, especialmente em transtornos como esquizofrenia ou autismo.

Por mais que a pesquisa tenha lançado alguns alicerces promissores, é fundamental ressaltar que em nenhum momento deixamos de nos movimentar em referenciais teóricos e experimentais. Nada do que aqui se afirma deve ser interpretado como um dogma ou uma realidade absoluta, pois ainda é requer um extenso período de pesquisa para entender a singularidade desses segmentos genético.

Referências bibliográficas:

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