O PAPEL DO ELEMENTO TRANSPONÍVEL (TRANSPOSON)

O termo transposon ou elemento genético móvel refere-se a um conjunto de segmentos lineares de DNA, que são capazes de mudar de posição dentro do genoma, independentemente de homologia entre a região genômica onde se encontram inseridos e o local ao qual se destinam.

 

          Geralmente, eles estão presentes em muitas cópias por célula e essas cópias estão espalhadas por todo o genoma, ou seja, distribuídos nos cromossomos que compõem o cariótipo de uma espécie. Dessa forma, infere-se que eles são um dos tipos de sequencias de DNA repetitivo. O número de cópias varia muito, de algumas poucas repetições por genoma até centenas dessas.

           Os transposons podem ser reconhecidos por sequencias de DNA relativamente curtas nas suas extremidades, que são iguais entre si, mas estão em orientação invertida, denominadas de repetições terminais. A transposição é realizada por uma enzima chamada transposase, a qual, na maioria dos casos é codificada pelo próprio transposon. A transposição é iniciada quando um gene que codifica uma transposase é expresso e o seu RNA mensageiro é traduzido no citoplasma. A transposase, então, entra no núcleo e liga-se às repetições terminais invertidas do elemento.

Classificação dos elementos transponíveis

Os elementos transponíveis podem ser agrupados em duas diferentes categorias, de acordo com a existência ou não de um intermediário de RNA durante o processo de mobilidade no genoma.  Os retrotransposons, ou elementos de classe I, se locomovem via mecanismo de retrotransposição, ou seja, que transpõem por meio de uma cópia de RNA. As sequências com capacidade de transposição direta correspondem a elementos que transpõem por meio de uma cópia de DNA, denominados de transposons ou elementos de classe II .

Os elementos transponíveis da classe I, ou retrotransposons, utilizam um mecanismo de transposição em que primeiro ocorre à transcrição (síntese de RNA a partir de DNA). Posteriormente, submete-se ao processo inverso, voltando a ser DNA, na transcriptase reversa. Utilizando-se da integrase, a molécula de DNA integra-se em regiões dos cromossomos, desde que a cópia original do cromossomo seja mantida no mesmo local original, este mecanismo causa uma duplicação. Desta forma, este processo é responsável pelo grande número de cópias de retroelementos presentes no genoma de diferentes espécies (Böhne et al., 2008).

Embora o mecanismo de transposição possa variar de um transposon (classe II) para o outro, o mecanismo mais conhecido é o de “copiar e colar”, em que ocorre a duplicação do elemento levando ao surgimento de cópias que se inserem em novos locais. A sequência inicial se mantém no local original e, portanto, a transposição é acompanhada por um aumento no número de cópias do transposon.

Transposons e Mutações

Diversidade biológica pode ser definida como uma propriedade de grupos ou classes de entidades vivas de serem variáveis. A diversidade em formas vivas é introduzida em uma entidade biológica através de mutações, recombinações e processos gênicos relacionados. A variabilidade surgida desta forma pode, por meio de seleção, ser eliminada (como ocorre na maioria das vezes) ou ser mantida graças a um possível valor adaptativo conferido à entidade que a possui. Dessa forma, a seleção natural opera diminuindo a variabilidade em uma população em contraposição às mutações que constantemente introduzem novas variações.

Como os transposons fazem várias cópias de si mesmo e dispersam no genoma aumentam as chances de ser passado para a próxima geração, pois, estes são unidades de seleção que podem ter vários alvos de seleção. Além da seleção dentro da célula pela capacidade de transposição e replicação, eles podem afetar o valor adaptativo dos indivíduos que os têm. Além disso, transposons têm propriedade não comum a outras unidades de seleção: são capazes de transferência horizontal, tornando a resposta seletiva não restrita pela necessidade de passagem da informação através do gameta. Assim ao escapar das restrições da transmissão gamética, alguns transposons adquiriram estratégia notável de sucesso evolutivo, mas sua evolução ainda depende da interação com alvos de seleção.

Os transposons podem causar mutações quando eles interrompem um gene, por ocasião de sua inserção em um novo sítio do genoma, ou quando eles saem de um local onde estavam inseridos. A inserção de um transposon em um gene pode impedir sua expressão, principalmente se essa ocorre em um gene codificador de uma proteína. A expressão desse gene é normalmente bloqueada.

Se a inserção de um transposon ocorrer nas regiões reguladoras de um gene, essa inserção pode ocasionar mudanças nos locais onde esse gene é normalmente expresso, em diferentes tecidos ou órgãos, ou ela pode afetar o nível de expressão desse gene. 

Se o elemento de transposição está inserido em uma região codificadora de um determinado gene, a presença dessas sequencias duplicadas pode interferir na fase de leitura ou adicionar códons extras a sequencia gênica, causando mutações.

A inserção de um transposon em um gene, entretanto, frequentemente impede a expressão do mesmo por uma questão probabilística ligada à degeneralidade do código genético. Já a excisão do transposon pode restaurar a capacidade do gene ser expresso, obviamente quando não há perdas de sequencias originais durante este último processo.

Referências

Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., Roberts, K., Walter, P.. Biologia molecular da célula. Tradução Ana Letícia de Souza Vaz [et al.]. 5ª ed.. Porto Alegre. Artmed,2010.

ARCHIVE FOR THE TRANSPOSONS. “Nômades desoxirribonucléicos em alta”. Disponível em: <http://divulgarciencia.com/categoria/transposons/> Acessado em: 18/04/2013 

 Böhne, A., Brunet, F., Galiana-Arnoux, D., Schultheis, C., Volff, J.N. (2008). Transposable elements as drivers of genomic and biological diversity in vertebrates. Chromosome Research 16: 203-215.

Feschotte, C., Pritham, E.J. (2007). DNA transposons and the evolution of eukaryotic genomes. Annual Review on Genetics 41: 331-368.

GRIFFITHS, A. J. F.; MILLER, J. H.; SUZUKI, D. T.; LEWONTIN, R. C.; GELBART, W. M. Introdução à Genética. 9. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan. 2008. 744 p.