Catraca de Muller
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Na genética, catraca de Muller (em referência a Hermann Joseph Muller) é o nome dado ao processo pelo qual genomas de uma população assexuada acumulam mutações deletérias de forma irreversível (daí o termo catraca), um processo que os genomas de populações sexuadas podem facilmente reverter graças à recombinação.
[editar] Explicação
A reprodução assexuada obriga os genomas a serem herdados como blocos indivisíveis de forma que uma vez que o menos mutado genoma numa população assexuada começa a carregar apenas uma mutação deletéria (adicional), não é esperado encontrar genomas com menos mutações nas próximas gerações (exceto como resultado de uma muito improvável mutação reversa). Em populações sexuadas o processo de recombinação genética permite aos genomas da progênie diferirem dos genomas dos progenitores. Mais especificamente, genomas da progênie com menos mutações podem ser gerados a partir de genomas parentais muito mais mutados ao colocar-se juntos nos genomas da progênie cromossomos parentais, ou partes deles, livres de mutações.
Entre os protistas e procariotos há uma pletora de organismos supostamente assexuados mas mais e mais demonstra-se que trocam informação genética por uma variedade de mecanismos. Ao mesmo tempo é bastante claro que os genomas de mitocôndrias e cloroplastos não recombinam, e passariam pela catraca de Muller se não fossem tão pequenos como são: de fato, a probabilidade dos genomas menos mutados numa população assexuada acabar carregando ao menos uma mutação (adicional) depende muito das taxas de mutações genômicas e isso aumenta mais ou menos linearmente com o tamanho do genoma (ou melhor, com o número de genes). De qualquer forma, reduções no tamanho do genoma especialmente em parasitas e simbiontes podem também ser causados por seleção direta livrando-se de genes que tornaram-se desnecessários. Dessa forma um genoma menor não é um indício certo de passagem pela catraca de Muller.
Em organismos que reproduzem-se sexualmente cromossomos ou regiões cromossômicas não recombinantes, como, por exemplo, o cromossomo Y dos mamíferos, também passarão pela catraca de Muller. (O cromossomo Y aparentemente repara quebras de dupla hélice por meio de reparo recombinatório assistido por moldes em suas seqüências homólogas mas essa "auto-recombinação" não neutraliza a tendência do cromossomo de passar pela catraca de Muller). E de fato essas seqüências não-recombinantes tendem a enconlher e evoluir rapidamente. De qualquer maneira, essa rápida evolução pode também ser devida a incapacidade dessas seqüências em realizar reparo de danos no ADN assitido por moldes, num ritmo que compensasse aumentos nas taxas da mutações. Dessa forma não é fácil atribuir a esses casos de encolhimento genômico e/ou evolução rápida apenas à catraca de Muller estritamente, ou seja, a um acúmulo acelerado de mutações deletérias causado pela incapacidade de gerar progênie por recombinação.
A catraca de Muller gira mais rapidamente em pequenas populações e supõe-se determinar limites para o tamanho máximo de genomas assexuados e a longevidade em longo prazo de linhagens assexuadas (mas algumas linhagens assexuadas são supostamente bem antigas: rotíferos bdelóides, por exemplo, aparentam terem sido assexuados por aproximadamente 40 milhões de anos).
Note, além disso, que uma série de processos adicionais, de genética populacional e ecológicos foram propostos para explicar o sucesso das formas sexuadas, e é ainda pouco claro qual deles é verdadeiramente crucial (ver sobre a evolução do sexo, a hípotese da rainha vermelha).
[editar] Referências
- Muller, H.J. (1932). "Some Genetic Aspects of Sex". American Naturalist 66:118-138 (o artigo original de Muller)
- Nancy A. Moran (1996), Accelerated evolution and Muller's ratchet in endosymbiotic bacteria, Proceedings of the National Academy of Sciences USA, 93, pp. 2873-2878. [1] (um artigo que discute a catraca de Muller no contexto de batérias endossimbióticas.)
