Um novo estudo liderado por um cientista da Universidade Estadual de Iowa lana§a luz sobre como os organismos evolua­ram para lidar com desequila­brios nos cromossomos sexuais.

O estudo analisa uma espanãcie de tartaruga softshell, mas os resultados podem ajudar a iluminar um importante processo evolutivo em muitas espanãcies, disse Nicole Valenzuela, professora de ecologia, evolução e biologia orga¢nica e principal autora do estudo.

Muitos organismos determinam seu sexo por um par de cromossomos especializados que aparecem em praticamente todas as células do corpo de um organismo. Um par combinado de cromossomos resulta em um sexo, enquanto um par incompata­vel resulta em outro sexo. Por exemplo, em humanos e muitas outras espanãcies, cromossomos sexuais são chamados de X e Y. Normalmente, dois cromossomos X resultam em uma mulher, enquanto os cromossomos XY resultam em homens. Esses cromossomos também contem os ca³digos genanãticos para a produção de protea­nas essenciais, e a desproporção nos cromossomos em indivíduos XY causada por eles portarem apenas um aºnico X para cada par de cromossomos não sexuais (chamados de autossomos) pode levar a um desequila­brio na produção de protea­nas. O estudo lana§a luz sobre como os organismos evolua­ram para lidar com esses desequila­brios por meio de um processo chamado compensação de dosagem do cromossomo sexual, ou SCDC.

O estudo se concentrou em uma espanãcie de tartaruga softshell conhecida como Apalone spinifera, que estãoentre as maiores tartarugas de águadoce e habitam uma grande parte da Amanãrica do Norte, incluindo Iowa. Mas a pesquisa pode ajudar os cientistas a entender o processo em outros organismos também. O estudo também pode gerar uma melhor compreensão de como a doença pode surgir se o processo SCDC não funcionar corretamente.

"Compreender a diversidade dos mecanismos SCDC na natureza, como eles acontecem e evoluem, informa mais amplamente sobre como os animais e os humanos compensam o desequila­brio da dose do gene e por que a falha em compensar adequadamente essas diferenças leva a estados de doena§a", disse Valenzuela.

O estudo foi publicado esta semana na revista cienta­fica Philosophical Transactions da Royal Society B.

O que écompensação de dosagem de cromossomo sexual?

A compensação da dosagem dos cromossomos sexuais entra em jogo para indivíduos que tem cromossomos sexuais incompata­veis. No caso das tartarugas softshell inclua­das no estudo, os cromossomos sexuais são referidos como Z e W, e são as faªmeas da espanãcie que tem cromossomos incompata­veis, ou ZW. Essa incompatibilidade significa que falta uma segunda ca³pia do cromossomo Z, ao contra¡rio de seus homa³logos masculinos que tem dois cromossomos Z.

Os cromossomos Z contem instruções para algumas das protea­nas que as células que funcionam normalmente devem produzir, e ter apenas uma única ca³pia de um cromossomo pode resultar em uma quantidade reduzida de protea­nas produzidas, porque a produção de protea­nas éfrequentemente afetada pelo número de ca³pias de genes. Mais ca³pias significam mais produção de protea­na. Assim, a irregularidade no número de ca³pias de genes que trabalham juntos pode levar a distúrbios do desenvolvimento, fisiola³gicos ou outros. Mas os mecanismos SCDC funcionam para regular positivamente, ou aumentar o na­vel, da produção de protea­nas de genes nos cromossomos Z (ou X) aºnicos. A importa¢ncia de manter um equila­brio adequado éevidenciada por doenças causadas por números anormais de cromossomos sexuais, incluindo a sa­ndrome de Klinefelter e a sa­ndrome de Turner em humanos,

Valenzuela e seus coautores amostraram tartarugas softshell em vários esta¡gios de desenvolvimento, incluindo embriaµes, filhotes e adultos, e analisaram vários tecidos para determinar quais genes foram ativados. Os pesquisadores então compararam a atividade dos genes dos cromossomos sexuais e dos autossomos, divididos por tartarugas machos e faªmeas.

O estudo representa não apenas o primeiro estudo a analisar a compensação da dosagem dos cromossomos sexuais em tartarugas, mas os resultados também mostram que, de forma nota¡vel, a temperatura parece afetar o processo SCDC nas tartarugas. Valenzuela estudou a determinação sexual dependente da temperatura (TSD), ou a forma como as temperaturas ambientais influenciam se um embria£o de tartaruga se desenvolve em um macho ou faªmea em espanãcies que não tem cromossomos sexuais, em pesquisas anteriores. Mas porque as tartarugas softshell perderam este sistema TSD ancestral, esta sensibilidade tanãrmica no SCDC veio como uma surpresa, disse ela. E a maneira como as tartarugas softshell executam o SCDC também éincomum e complexa.

O estudo descobriu que ambos os sexos das tartarugas softshell dobram a atividade dos Zs no desenvolvimento embriona¡rio inicial, o que corrige o desequila­brio de expressão em faªmeas ZW (duas vezes a expressão de Z agora corresponde a  expressão autossa´mica). Mas essa mesma resposta cria um desequila­brio nos homens (a expressão Z agora duplica a expressão autossa´mica). Em esta¡gios embriona¡rios posteriores, a expressão de Z masculino diminui, e esse efeito émais pronunciado em temperaturas mais frias do que em temperaturas de incubação mais quentes, de acordo com o estudo. Valenzuela disse que o novo estudo éprovavelmente o primeiro a mostrar que a temperatura pode afetar o SCDC não apenas em tartarugas, ou em animais, mas tão amplamente quanto em eucariotos, ou organismos nos quais o material genanãtico estãocontido no núcleo de uma canãlula. As espanãcies eucaria³ticas incluem uma grande variedade de organismos, incluindo animais, plantas e fungos.