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setembro 28, 2005
Imortalidade: Prólogo (parte 2)
As bactérias e os vírus demonstram uma impressionante capacidade adaptativa. Esta capacidade de rapidamente se adaptarem a modificações do meio ambiente resulta essencialmente de dois factores: 1) O elevado numero de indivíduos inicialmente presentes numa população permite uma largo espectro de variabilidade genética. 2) O ciclo de vida extraordinariamente curto permite uma amplificação rápida de uma qualquer subpopulação de indivíduos com uma mutação vantajosa. Estes organismos usam a certeza estatística para garantir a sua sobrevivência. No entanto existe uma terceira variável nesta equação, quer as bactérias, quer as leveduras tem uma longevidade relativamente reduzida. Tal permite que haja um elevado "turnover" de individuos numa determinada população. De um modo extraordinariamente grosseiro e’ possível afirmar que uma bactéria ou uma levedura são "velhotes" respectivamente após 100 e 30 divisões celulares (ou seja em condições óptimas de crescimento aproximadamente 2/3 e 4 dias). Curiosamente o envelhecimento em leveduras foi correlacionado com a acumulação de stress oxidativo relacionado com a produção de radicais livres nas mitocôndrias (as fabricas energéticas das nossas células). Este fenómeno também é significativo no envelhecimento de animais mais complexos (incluindo os mamíferos). Tal sugere que a longevidade resulta (pelo menos em parte) de um balanço entre o dano causado pela “poluição” causada na produção da energia necessária ao bom funcionamento das nossas células e a capacidade dos organismos serem capazes de evitar, minimizar ou resolver os efeitos nefastos desta “poluição”.
Publicado por maradona às setembro 28, 2005 11:34 PM
Comentários
Considero que as duas caracteristicas que aponta para a capacidade adaptativa das bacterias nao sao as mais correctas. Tudo se prende com a enorme flexibilidade que o genoma bacteriano tem!
Publicado por: Luni às setembro 29, 2005 12:51 PM
Hum, colocando de parte algumas tentacoes Lamarkianas, a flexibilidade do genoma bacteriano ajuda "apenas" criar uma maior variabilidade genetica na populacao. Mas tal variabilidade apenas existe devido elevado numero de individuos. Se te referes ao processo de replicacao criptica de DNA e 'a criacao de variabilidade genetica sem divisao celular, no fundo cai no mesmo argumento do numero de individuos. Ou seja, o factor chave e' o numero brutal de individuos a tentar se adaptar/ sobreviver num determinado momento
Obviamente um bom teste para este debate seria saber se especies de bacterias de crescimento lento e longevidade mais longa tem mais dificuldades de sobreviver a alteracoes rapidas do ambiente. Eu suponho que sim... but hey, I might be wrong :)
Publicado por: Rui Martinho às setembro 29, 2005 04:12 PM
Creio que o Luni tem alguma razão, Rui. Suponho que por "tentações lamarkianas" te referes a algumas observações que foram publicadas no final dos anos oitenta e que surgiram depois na imprensa com imenso "spin", como uma prova de um processo lamarkiano em que o meio é capaz de induzir a formação do mutante que melhor se adapta. Esta aparente brecha num dos dogmas da evolução e da biologia molecular foi prontamente reparada. Se bem me lembro, concluiu-se que as bactérias têm formas de aumentar a taxa de mutação em resposta a determinados estímulos, mas as mutações têm ainda de ser seleccionadas de uma forma darwiniana. Em todo o caso, este mecanismo torna o genoma bacteriano particularmente flexível, como diz o Luni. Nos vertebrados só voltamos a encontrar um tipo de flexibilidade semelhante no sistema imune, mas ao contrário do que se passa com as bactérias e os vírus, o processo é essencialmente somático e esgota-se no indivíduo.
Publicado por: VMB às setembro 29, 2005 05:11 PM
VMB, o processo que descreves e' a replicacao criptica de DNA que referino no comentario anterior. Basicamente a polimerase comeca a replicar o DNA "quase 'a balda" e deste modo permite a criacao de mutacoes favoraveis. No entanto e' importante dizer que estas experiencias invariavelmente (tanto quanto sei) involviam o uso de genes que estavam mutados com point-mutations e depois apenas se fazia uma seleccao favoravel 'a actividade deste gene. Ou seja, esta situacao era muito favoravel ao sucesso deste mecanismo. Se estamos a falar de adquirir um gene novo ou criar algo mais complicado entao este mecanismo nao funciona.
Publicado por: Rui Martinho às setembro 29, 2005 07:02 PM
Certo, mas ninguém defende poder chegar-se de um bacilo ao Alberto João Jardim em 10 gerações. O que essas experiências sugerem é a existência de mecanismos nas bactérias que aumentam a frequência de mutações em resposta a estímulos ambientais. A "evolvability" (aqui definida como a capacidade de gerar mutantes adaptados ao meio) parece então ser mais espectacular nas bactérias. É claro que as duas outras características que referiste - grandes efectivos populacionais e gerações rápidas - são importantes e sem eles provavelmente esta roleta russa genética não teria sido selecionada, mas o mecanismo existe e contribui para a flexibilidade do genoma. Acresce que podemos ainda pensar na flexibilidade do genoma como uma característica que decorre da relativa baixa complexidade dos vírus e das bactérias quando comparados com organismos multicelulares.
Publicado por: VMB às setembro 29, 2005 09:25 PM
Mas Vasco nas células humanas tens um processo algo semelhante. No caso das células cancerígenas o facto de elas terem um aumento significativo de instabilidade genómica acaba por facilitar os processos de selecção clonal. Ou seja, como as células cancerígenas acumulam mais facilmente mutações isto facilita o aparecimento de células resistentes a uma determinada terapia.
Publicado por: Rui Martinho às setembro 29, 2005 10:34 PM
Obviamente no caso das bacterias os processos sao mais activos mas os resultados praticos sao os mesmos...
Publicado por: Rui Martinho às setembro 29, 2005 10:38 PM
O cancro pode até ser semelhante ao que acontece nas bactérias (apesar de haver várias diferenças), mas no contexto desta discussão a comparação não me parece relevante, a menos que transfiras a entidade que se adapta - o indivíduo (bactérias, vírus, os seres multicelulares) - para a populações clonais que crescem num organismo multicelular. As expansões de populações clonais são processos somáticos, sem consequências directas na "evolvability" do indíviduo (multicelular), porque não afectam a linha germinativa. É claro que o cancro impôs uma pressão de selecção, mas não é um mecanismo que contribua directamente para a diversificação do genoma que será transmitido à descendência. Nas bactérias a distinção soma/ linha germinativa não existe, o que explica que um processo "semelhante" ao cancro tenha repercussões mais directas sobre a plasticidade do genoma.
Em síntese, concordo com os teus dois primeiros pontos, mas não seria escandaloso que a plasticidade do genoma bacteriano (resultado de mecanismos específicos que aumentam a "evolvability" e da baixa complexidade) aparecesse como o terceiro ponto. A questão é: se de repente o homem se começasse a reproduzir com a velocidade das bactérias e as nossas populações tivessem um efectivo de tipo microbiano (imaginemos um mundo em que isto não constituiria uma pressão de selecção adicional), será que nos adaptaríamos tão depressa como as bactérias? Tu provavelmente dirias que sim. Eu e o Luni dizemos que não.
Publicado por: VMB às setembro 29, 2005 10:59 PM
Voltamos então 'a experiencia que propus anteriormente.
Que tal analisar o potencial adaptativo de um organismo bacteriano que se desenvolva mais lentamente que uma bactéria normal? Por exemplo, suponho que bactérias que se desenvolvam em ambientes extremos têm um ciclo de vida muito lento. Será que estas bactérias tem um potencial adaptativo mais reduzido?
Hum, vou fazer umas buscas na medline, mas será que alguém me pode elucidar neste ponto?
Publicado por: Rui Martinho às setembro 30, 2005 12:45 AM
Seres autótrofos e heterótrofos
Os seres vivos de um ecossistema podem ser divididos em autótrofos e heterótrofos. A maioria dos seres autótrofos (algas, plantas e certas bactérias) faz fotossíntese, captando energia luminosa do Sol e utilizando-a na fabricação de matéria orgânica. Existem, ainda, alguns poucos seres autótrofos que fazem quimiossíntese, como, por exemplo, certas bactérias, e obtêm energia para a vida através de reações químicas inorgânicas. Os animais, fungos, protozoários e a maioria das bactérias são heterótrofos, isto é, necessitam obter substâncias orgânicas (alimento) a partir de outros seres vivos ou de seus produtos. Os seres autótrofos fotossintetizantes, além de produzirem praticamente todo o alimento consumido pelos heterótrofos, liberam oxigênio (O2) no ambiente. Esse gás é utilizado na respiração pelos animais, pelas próprias plantas e por muitos microorganismos
o sete ta muito bom.
Publicado por: Rodrigo Luiz às novembro 29, 2005 02:29 AM
oi essa site e bom se nao fosse ele eu tinha tirado 0 no trabalho de ciencia e legal gostei nota 10
Publicado por: leandro às janeiro 26, 2006 05:45 PM