Como é que Um Pequeno Feto Tem um Genoma 50 Vezes Maior do que o dos Humanos

Uma versão impressa de todo o genoma humano encheria 220 livros grandes. No entanto, para imprimir o genoma de um pequeno feto encontrado em algumas ilhas do Pacífico seriam necessários quase 11 000 livros.

Esta planta, denominada Tmesipteris oblanceolata, tem o maior genoma conhecido de qualquer organismo, tal como descoberto por Jaume Pellicer, do Instituto Botânico de Barcelona, em Espanha, e pela sua equipa.

Cada célula deste feto contém 321 mil milhões de letras (pares de bases) de ADN no seu núcleo. Se fossem dispostas em linha, estender-se-iam cerca de 105 metros. “Tanto quanto sabemos, é o maior”, diz Pellicer.

Desvendando os Gigantes Genómicos da Natureza: Explorando os Maiores Organismos do Mundo

Comparativamente, o núcleo de uma célula humana tem cerca de 6 mil milhões de pares de bases, ou aproximadamente 2 metros, de ADN – o que é cerca de 50 vezes menos do que o feto.

Antes desta descoberta, o maior genoma pertencia a uma planta japonesa chamada Paris japonica, com 298 mil milhões de pares de bases em cada núcleo, conforme relatado por Pellicer em 2010. O peixe pulmonado de mármore, Protopterus aethiopicus, detém o recorde do maior genoma animal conhecido, com 260 mil milhões de pares de bases por núcleo.

A T. oblanceolata é uma planta rara que se encontra apenas em algumas ilhas da Nova Caledónia e de Vanuatu, no sudoeste do Pacífico. Em 2023, Pellicer e a sua equipa recolheram amostras da Nova Caledónia.

Para determinar o tamanho do genoma do feto, isolaram os núcleos das células dos seus caules, utilizaram um corante fluorescente para corar o ADN no interior dos núcleos e, em seguida, mediram a intensidade da luz à medida que os núcleos se moviam sob um detetor de luz.

Gigantes genéticos: Compreender os Genomas das Plantas e a Sobrevivência Evolutiva

Pellicer explica porque é que algumas plantas têm genomas realmente grandes. Em primeiro lugar, ao contrário dos animais, que normalmente têm apenas dois conjuntos de cromossomas, muitas plantas têm mais conjuntos. A T. oblanceolata, por exemplo, tem oito conjuntos.

No entanto, ter mais conjuntos de cromossomas nem sempre significa um genoma grande. Pellicer diz que a principal razão para um genoma maciço é não controlar o crescimento de parasitas genéticos chamados transposons.

Os transposões são pedaços de ADN que se podem duplicar, fazendo com que os genomas cresçam rapidamente, a menos que os organismos os consigam parar ou eliminar o ADN extra. Muitos genomas, como o nosso, têm muitas sequências repetitivas criadas por transposões.

Ter um genoma enorme tem desvantagens. As células demoram mais tempo a dividir-se porque têm de copiar todo esse ADN de cada vez. As células também precisam de ser maiores para conter todo o ADN, e certas partes das plantas, como os poros nas folhas e caules, não podem reagir tão rapidamente às mudanças no ambiente quando são feitas de células maiores.

Pellicer considera que as plantas que não conseguem controlar os transposões e manter os seus genomas pequenos morrem frequentemente. É por isso que só as vemos em algumas famílias de plantas. A T. oblanceolata pode sobreviver porque enfrenta menos concorrência nas pequenas ilhas onde vive.

Decifrar as Fronteiras Genómicas: Desafios e Definições nos Estudos do Tamanho do Genoma

Os investigadores planeiam analisar apenas uma pequena parte do genoma do feto em vez de tentar estudar tudo. Pellicer diz que não têm o poder informático necessário para analisar um genoma tão grande e repetitivo.

Ryan Gregory, da Universidade de Guelph, no Canadá, considera excitante o facto de ainda estarmos a descobrir novos limites para o tamanho do ADN nas células. No entanto, há um debate sobre a forma de medir o tamanho do genoma. Alguns dizem que se deve basear no tamanho de um conjunto de cromossomas e não no ADN total de uma célula. Por essa medida, o peixe-pulmão marmoreado teria o maior genoma.

Muitos biólogos definem o tamanho do genoma com base no ADN das células do óvulo, do pólen ou do esperma, que é metade da quantidade existente nas células normais. Usando esta definição, o tamanho do genoma do T. oblanceolata seria de cerca de 160,45 mil milhões de pares de bases.

Leia o Artigo Original: NewScientist

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