domingo, 29 de janeiro de 2017

Bactérias de supostos 3,5 bilhões de anos tinham complexos de proteínas iguais aos das bactérias da atualidade

Os pesquisadores estão ressuscitando antigos complexos de proteínas de bactérias para determinar como as células de 3,5 bilhões de anos atrás [na cronologia evolucionista] funcionavam quando comparadas às atuais. Surpreendentemente, elas não eram tão diferentes, como relata um estudo publicado em 9 de junho na Cell Chemical Biology. A despeito da hipótese de que os organismos primordiais possuíam proteínas enzimáticas simples, a evidência sugere que as bactérias que existiam 500 milhões de anos após a vida começar já possuíam a maquinaria celular sofisticada que existe nos dias de hoje [grifo nosso].

Não há fósseis de bactérias de 3,5 bilhões de anos disponíveis, mas os cientistas são capazes de reconstruir a forma como suas enzimas podem ter se parecido baseando-se em árvores filogenéticas de proteínas das bactérias que vivem hoje. A comparação da sequência de aminoácidos de mais de 50 bactérias ajudou a gerar computacionalmente sequências para as subunidades de proteínas de um complexo de enzimas que era, muito provavelmente, similar ao encontrado no último ancestral comum das bactérias. Os pesquisadores então produziram esse antigo complexo de enzimas para estudar sua estrutura e função.

“Existe uma teoria geralmente aceita (veja as citações abaixo) que afirma que as enzimas muito antigas não eram tão sofisticadas quanto hoje,” diz o autor sênior Reinhard Sterner, do Instituto de Biofísica e Físico-Bioquímica da Universidade de Regensburg na Alemanha. “Mas usamos o método da reconstrução de sequência de ancestrais para voltar tanto quanto possível no tempo evolucionário e mostrar que o complexo triptofano sintase do último ancestral comum das bactérias era sofisticado –caracterizado pela alta atividade enzimática e comunicação entre subunidades tal como se observa nos complexos enzimáticos modernos” [grifo nosso].

“Nossos dados e resultados similares que foram encontrados por outras pessoas sugerem que as enzimas já eram sofisticadas há 3,5 bilhões de anos, mas isso foi uma surpresa porque a evolução biológica começou somente há 4 bilhões de anos,” diz o coautor Rainer Merkl, também de Regensburg. “Concluímos que nessa fase bastante primitiva da evolução biológica – entre 4 bilhões e 3,5 bilhões de anos atrás – nós provavelmente possuíamos enzimas primitivas com baixa eficiência, mas esses 500 milhões de anos foram suficientes para essas enzimas se tornarem totalmente sofisticadas.”

O que aconteceu nesse intervalo de 500 milhões de anos para colocar pressão evolucionária sobre as bactérias para produzirem complexos enzimáticos é um mistério. É muito difícil criar essas estruturas, uma vez que um complexo envolve múltiplas subunidades que catalisam diferentes reações isoladamente e também como respostas de umas às outras. Uma vez formados, contudo, esses complexos não foram seriamente alterados em bilhões de anos de evolução subsequente, provando sua eficiência [grifo nosso].

Na sequência dos estudos, Sterner e seus colegas desejam continuar a usar o método da reconstrução da sequência de ancestral para entender melhor as etapas exatas que levaram à formação do complexo triptofano sintase e sua adaptação a hábitos específicos.

(Traduzido por Rodrigo M. Pontes de: Cell Press. "Bacteria perfected protein complexes more than 3.5 billion years ago." ScienceDaily. ScienceDaily, 9 June 2016. <www.sciencedaily.com/releases/2016/06/160609134243.htm>. “Bacteria perfected protein complexes more than 3.5 billion years ago”)

Referências:
[1] Busch et al. Ancestral Tryptophan Synthase Reveals Functional Sophistication of Primordial Enzyme Complexes. Cell Chemical Biology, 2016 DOI: 10.1016/j.chembiol.2016.05.009
[2] R A Jensen. Enzyme Recruitment in Evolution of New Function. Annual Review of Microbiology, 1976; 30 (1): 409 DOI: 10.1146/annurev.mi.30.100176.002205

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