Por que as mutações não podem ser apontadas como único fator evolutivo para as populações?

Como se deu o início dos estudos sobre mutação         

No início desse século, o biólogo holandês Hugo de Vries propôs o conceito de mutação a partir do estudo da hereditariedade de uma planta. O biólogo observou que vez ou outra surgiam características novas em algumas plantas e que essas características não estavam presentes em seus ancestrais. Diante disso, ele concluiu que essas modificações eram causadas por alguma mudança brusca e casual de um gene, e que a partir de então eram transmitidas a seus descendentes. Dessa forma, a mutação seria a responsável pelo surgimento de diversos alelos dos genes, desencadeando a variação genética nos organismos.

Entendendo como ocorre a mutação

Na molécula de DNA encontramos os genes com as características do organismo. Todas as informações estão codificadas por uma sequência de bases nitrogenadas no próprio gene, e é a partir dessa sequência de bases que se dá a construção de uma proteína específica. Se, por algum motivo, houver alteração na sequência de bases nitrogenadas do DNA, também haverá alteração na sequência de aminoácidos que forma a proteína, e consequentemente nas propriedades da proteína. Na verdade, a alteração que ocorreu na sequência de bases do DNA foi uma mutação, e ela pode ser suficiente para provocar o surgimento de uma característica nova no organismo.

Dessa forma, podemos concluir que a mutação é uma mudança brusca que ocorre ao acaso no material genético e que pode ser transmitida aos descendentes.

As mutações são induzidas pelos agentes mutagênicos, que podem ser de origem química ou física. Defeito no mecanismo de duplicação do DNA, exposição a radiações ionizantes (que causam a formação de íons dentro das células), como os raio X, raios gama e radiação ultravioleta, radioatividade, produtos químicos como benzimidazol, ácido nitroso, hidrazina, gás mostarda e metanol aumentam os níveis de mutação dos genes de qualquer organismo vivo, desde vírus e bactérias até vegetais e animais.

Mas talvez você esteja se perguntando, “mas nos organismos vivos não existem enzimas de reparação que corrigem os erros de duplicação do DNA e reparam os estragos feitos pelos agentes mutagênicos?”.

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Sim, essas enzimas existem nos organismos vivos, mas nem sempre a reparação é feita, pois as enzimas também podem falhar. Mas é muito importante lembrar que na espécie humana, onde encontramos 3 bilhões de pares de bases nitrogenadas, ocorre a reparação e troca de aproximadamente 20 pares de bases por ano, o que representa uma taxa de mutação baixíssima. Isso se justifica pelo eficiente mecanismo que as células desenvolveram para corrigir erros que atingem o DNA. Nesse mecanismo as enzimas reconhecem o DNA alterado e se unem a ele, cortando e eliminando a cadeia onde está o defeito. Em seguida, outras enzimas específicas produzem um novo segmento de DNA, tendo como modelo a cadeia complementar, que não contém erros, substituindo a parte defeituosa. É por esse motivo que as mutações genéticas ocorrem com baixa frequência.

As mutações podem ocorrer em qualquer célula do corpo, sejam elas células somáticas (células da pele, do fígado, do coração etc.)ou células germinativas (gametas). Quando a mutação ocorre em alguma célula somática dizemos que houve mutação somática. Esse tipo de mutação não é importante evolutivamente, pois ela não será transmitida aos descendentes. Caso a mutação ocorra em alguma célula germinativa (espermatozoide ou óvulo) dizemos que se deu mutação germinativa. Nesse tipo de mutação, a alteração no DNA será transmitida aos descendentes.

As mutações podem ser de dois tipos: mutações gênicas e mutações cromossomiais.

Na mutação gênica ocorre a alteração de um trecho da molécula de DNA, levando a uma modificação na proteína sintetizada, como ocorre em uma doença conhecida como anemia falciforme.

Na mutação cromossômica ocorre alteração de partes inteiras de cromossomos, alterando a sequência de genes em um cromossomo (alterações cromossômicas estruturais) ou até mesmo uma alteração no número de cromossomos (alterações cromossômicas numéricas).

Por Paula Louredo
Graduada em Biologia

De 1900 até cerca de 1920, os adeptos da genética mendeliana acreditavam que apenas as mutações eram responsáveis pela evolução e que a seleção natural não tinha importância nesse processo.

Depois disso vários cientistas começaram a conciliar as ideias sobre seleção natural com os fatos da Genética, o que culminou com a formulação da Teoria sintética da evolução, às vezes chamada também de Neodarwinismo.

Conforme Darwin já havia proposto, essa teoria considera a população como a unidade evolutiva. Uma população pode ser definida como um grupamento de indivíduos da mesma espécie que ocorrem em uma mesma área geográfica, em um mesmo intervalo de tempo.

Cada população apresenta determinado conjunto gênico, que pode ser alterado de acordo com fatores evolutivos. O conjunto gênico de uma população é o conjunto de todos os genes presentes nessa população. Assim, quanto maior for o conjunto gênico da população, maior será a variabilidade genética.

Os principais fatores evolutivos que atuam sobre o conjunto gênico da população podem ser reunidos em duas categorias:

• fatores que tendem a aumentar a variabilidade genética da população – mutação e permutação;
• fatores que atuam sobre a variabilidade genética já estabelecida – migração, deriva genética e seleção natural.

Sabe-se que uma população está evoluindo quando se verificam alterações na frequência de seus genes. Atualmente considera-se a evolução como o conceito central e unificador da Biologia, e uma frase marcante que enfatiza essa ideia foi escrita pelo cientista Dobzhansky: “Nada se faz em biologia a não ser à luz da evolução”.

Bases genéticas da evolução

A mutação cria novos genes, e a recombinação os mistura com os genes já existentes, originando os indivíduos geneticamente variados de uma população. A seleção natural, por sua vez, favorece os portadores de determinados conjuntos gênicos adaptativos, que tendem a sobreviver e se reproduzir em maior escala que outros. Em função da atuação desses e de outros fatores evolutivos, a composição gênica das populações se modifica ao longo do tempo.

Mutações

As mutações podem ser cromossômicas ou gênicas. As mutações cromossômicas podem ser alterações no número ou na forma dos cromossomos. As mutações gênicas originam-se de alterações na sequência de bases nitrogenadas de determinado gene durante a duplicação da molécula de DNA. Essa alteração pode ocorrer por perda, adição ou substituição de nucleotídeos, o que pode originar um gene capaz de codificar uma proteína diferente da que deveria ter sido codificada.

As mutações gênicas são consideradas as fontes primárias da variabilidade, pois aumentam o número de alelos disponíveis em um lócus, incrementando um conjunto gênico da população. Embora ocorram espontaneamente, podem ser provocados por agentes mutagênicos, como radiações e certas substâncias químicas (a droga ilegal LSD, por exemplo).

As mutações não ocorrem para adaptar o indivíduo ao ambiente. Elas ocorrem ao acaso e, por seleção natural, são mantidas quando adaptativas (seleção positiva) ou eliminadas em caso contrário (seleção negativa). Podem ocorrer em células somáticas ou em células germinativas; neste último caso as mutações são de fundamental importância para a evolução, pois são transmitidas aos descendentes.

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