Mutações neutras acumulam-se a cada geração, de modo que algumas permanecem para sempre

Postagem do Mês: Agosto de 2014

por
Chris Thompson 

Assunto:    | Um darwinista experimental atinge a borda...
Data:       | 02 Ago 2014
Message-ID: | j-OdnXrY2b2MVkHOnZ2dnUVZ_qSdnZ2d@earthlink.com

A citação inicial é do criacionista da Terra antiga Steady Eddie aqui
>>> Why would NEUTRAL mutations be passed on to that individual's offspring?

A primeira resposta citada é de Greg Guarino aqui
>> I likely have at least several dozen mutations in my DNA; "letters" that
>> do not match either my mother's or father's genome at those sites. None
>> of them were fatal, and none of them have prevented me from reproducing.

>> Mesmo que possamos descrever essas mutações como "erros de cópia", elas
>> fazem parte do meu genoma agora; copiadas (na maior parte) fielmente
>> trilhões de vezes nas células do meu corpo, incluindo notavelmente
>> as células do meu esperma.

>> O que impediria (algumas dessas) mutações de serem transmitidas aos meus
>> descendentes? "Seleção" não é uma resposta, pois reproduzi-me com sucesso.
>> Estatisticamente, aproximadamente metade das mutações de um progenitor deve ser
>> herdada por cada filho.

Esta resposta de Steady Eddie está aqui
> Yes, then half of that in the next generation, until your particular mutations
> exponentially approach zero. Meaning, as your progeny continues to reproduce, your
> particular mutations get CANCELLED OUT quite quickly by the original genome in the
> population (unless, in the case of the wild, a mutation confers an evolutionary
> advantage).

Configurando o Post do Mês de Chris Thompson:
I was going to post a one-liner about just how profoundly you're misunderstanding things but that's pointless.

Observe que Chris começa com uma referência a uma "nova função do receptor proteico", conforme apresentado por Steady Eddie em sua postagem inicial no tópico aqui
Please think on what you wrote here. You are NOT describing something that's "unselected" (as you wrote in a post diferente ). You are describing (without realizing it) a mutation under significant selection pressure – probably more powerful selection pressure than you'd ever see in the wild, other than for a lethal dominant allele.

Lembre-se quando você perguntou onde Ernest Major obteve aquele número 10E-08? É aqui que ele entra em cena. 10E-08 parece ser uma estimativa bastante boa da taxa de mutação em eucariotos. Portanto, cada indivíduo nascido, eclodido, ou seja, possui um número de mutações. Um certo número dessas são deletérias (mas NÃO letais, por favor, lembre-se disso para mais tarde), a maioria é neutra e muito poucas podem ser benéficas.

Vamos nos ater às mutações que são neutras. Você sabe como uma mutação pode ser neutra? Um momento de cálculo dirá que existem 64 combinações possíveis dos quatro nucleotídeos (adenina, guanina, citosina, timina) que formam os triplets do DNA – cada triplet codifica um aminoácido específico. Um triplet codifica para AUG, o códon de "início", e três codificam para códon de "parada", então na verdade existem 60 triplets para 20 aminoácidos (AUG também codifica para metionina, então se apremem para os pontos pedantes...)

Isso permite alguma redundância. Muitos aminoácidos serão produzidos por mais de um triplet. A prolina é um exemplo. A prolina é codificada por vários triplets de DNA, incluindo GGG e GGT. Portanto, poderíamos ter uma mutação em um triplet de DNA, alterando G para T ou vice-versa, e ela seria completamente neutra.

Outra maneira de obter uma mutação neutra torna-se óbvia quando se observa a estrutura das enzimas. A maioria das enzimas são proteínas bastante grandes. A região mais crítica é o sítio de ligação, onde o substrato se anexa. Uma alteração em um aminoácido ali provavelmente alterará ou até mesmo destruirá a função da enzima – o substrato simplesmente não conseguirá mais se ligar ali. Em segundo lugar, a enzima deve ter uma forma particular. Já ouviram a frase "a forma segue a função"? É verdade com veemência nas enzimas. A forma é determinada por outros "níveis" de estrutura proteica, em particular coisas como forças de van der Waals e ligações dissulfeto entre aminoácidos que estão distantes do sítio de ligação. Uma alteração aqui é ligeiramente menos propensa a resultar em mudança ou perda de função, mas as mutações podem ser graves. A doença falciforme é um exemplo: a mutação não é uma alteração no sítio de ligação do oxigênio, mas a estrutura molecular é alterada de tal forma que a hemoglobina tende a colapsar se for desprovida de oxigênio muito rapidamente, fazendo com que o eritrócito mude de forma ou se torne "falciforme".

Agora, as mutações neutras não são "canceladas" pelo genoma da população. Existe uma chance real de que uma mutação seja perdida devido à deriva ("sorte estúpida", como você corretamente disse). Lembre-se – um organismo pode morrer sem prole, e mesmo que se reproduza, há apenas 50% de chance de que a mutação seja herdada por qualquer um de seus descendentes. Mas as mutações neutras são acumuladas ao longo do tempo. Olha só, compare quanto tempo leva para eliminar um alelo recessivo letal de uma população e fica óbvio que as mutações recessivas neutras simplesmente vão permanecer para sempre.

Como elas se acumulam, você pergunta? Bem, elas simplesmente continuam acontecendo, uma e outra e outra vez. 10E-08, lembra? Quantos nucleotídeos você tem no seu genoma? Em média, todos nós temos cerca de uma dúzia de mutações com as quais estamos condenados a viver, e isso nem inclui aquelas que aconteceram em nossos pais, avós, bisavós, etc. Se você tiver filhos, cada um deles receberá cerca de 6 das suas mutações e terá uma dúzia das suas próprias. A maioria é neutra, algumas podem ser deletérias e outras podem ser benéficas. Algumas podem ser mutações reversas que, na verdade, reverter uma mutação anterior ao seu estado original.

Agora, por que disse para lembrar a diferença entre deletério e letal? Alelos letais são obviamente um subconjunto de alelos deletérios, mas de modo algum representam todo o conjunto. Muitas pessoas confundem os dois, e como vemos na doença falciforme (e, para isso, na doença de Huntington, um transtorno dominante letal, embora haja um fator complicador ali), até uma doença que pode matá-lo não necessariamente impedirá que você se reproduza. "Deletério" no sentido da genética de populações realmente significa apenas "fertilidade reduzida" ou "menor sucesso reprodutivo". Pode matá-lo, pode não, mas em média, você terá menos descendentes sobreviventes do que alguém que não carrega aquele alelo ou par de alelos, mas provavelmente não zero descendentes.

Isso obviamente se aplica ao trabalho de Behe, e ainda não vi ninguém mencioná-lo. Uma mutação pode ser muito prejudicial (as mutações em Plasmodium foram aparentemente neutras, ou quase isso), mas e daí? A menos que seja um alelo dominante letal, ele NÃO será removido da população pela seleção em uma única geração. Ele pode persistir por um tempo muito longo, de fato.

E se for um alelo recessivo deletério, sua extrema raridade ajudará a mantê-lo, em relação à seleção, pelo menos. Se for recessivo, não exercerá efeitos deletérios a menos que esteja emparelhado com outra cópia da mutação – e isso significa que é altamente improvável que esteja causando qualquer efeito prejudicial ao sucesso reprodutivo do organismo.

É por isso que o endocriamento/incesto pode ter consequências. Não é tanto que uma pessoa possa ser um mutante – todos somos mutantes. Mas quanto mais próximo você estiver de seu parceiro, maior a probabilidade de que você esteja carregando os MESMOS alelos recessivos deletérios, em vez de um conjunto completamente diferente.