Genomas mitocondriais: evidências de evolução ou de criação?

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por Fazale Rana

27 de agosto de 2015

As crianças adoram perguntar: “Por quê?”. O mesmo acontece com os céticos; entretanto, suas perguntas “por quê” não são feitas para obter compreensões. Em vez disso, são retóricas – colocadas para destacar inconsistências entre a forma como o mundo realmente é e o ideal que surge da cosmovisão cristã. Nesse sentido, os céticos opõem-se à noção de criação e de design inteligente, perguntando: “Se Deus é responsável pela criação da vida, por que é que existem tantos ‘maus designs’ na natureza?”.

Embora os sistemas biológicos pareçam ter sido concebidos para um propósito, os céticos são rápidos em apontar características que parecem ser remendadas por processos evolutivos a partir de estruturas preexistentes. Eles afirmam que sistemas mal projetados não são o que alguém esperaria se um Criador todo-poderoso, onisciente e benevolente trouxesse a vida à existência. Por outro lado, sistemas marginalmente concebidos – que parecem ser mal montados – são exatamente o que se assumiria se os processos evolutivos fossem responsáveis pela origem, história e design da vida.

Um exemplo de estruturas biológicas intracelulares que parecem ter sido mal montadas são as organelas, como mitocôndrias e cloroplastos. Os cientistas da vida apontam para os genomas encontrados nestas organelas como evidência da sua origem evolutiva. Cada um desses componentes subcelulares possui um pequeno pedaço circular de DNA alojado em seu interior (o lúmen). Os genomas mitocondriais têm cerca de 20.000 pares de bases de tamanho, codificando aproximadamente 35 a 40 proteínas. Os genomas dos cloroplastos têm cerca de 120.000 pares de bases de tamanho, codificando entre 60 e 100 proteínas. Para referência, o menor genoma conhecido – encontrado na bactéria Mycoplasma genitalium – é composto por cerca de 480 mil letras genéticas, especificando cerca de 500 proteínas.

Os biólogos evolucionistas acreditam que essas duas organelas se originaram através de um processo conhecido como endossimbiose. De acordo com esta ideia, células eucarióticas complexas originaram-se por meio de uma relação simbiótica entre micróbios unicelulares quando bactérias de vida livre e arqueia foram levadas para dentro de outra célula como um endossimbionte. Presumivelmente, as mitocôndrias são derivadas de Rickettsiales, e os cloroplastos de cianobactérias. Uma vez introduzidos na célula hospedeira, esses micróbios estabeleceram uma relação simbiótica permanente com o hospedeiro, com uma célula vivendo dentro da outra. Após a ocorrência deste evento, o endossimbionte (micróbio engolfado) e o hospedeiro tornaram-se mutuamente interdependentes, com o endossimbionte produzindo alimento para a célula hospedeira. De acordo com a hipótese endossimbiótica, ao longo do tempo, os endossimbiontes evoluíram para organelas por meio de um processo conhecido como redução do genoma. Esta redução ocorreu quando genes do genoma do endossimbionte foram transferidos para o genoma do organismo hospedeiro. Finalmente, a célula hospedeira desenvolveu o maquinário para produzir as proteínas necessárias ao endossimbionte para transportar essas proteínas para o interior do endossimbionte. Durante a transformação de endosimbionte em organela, a redução de genoma foi extrema. Por exemplo, uma cianobactéria típica tem mais de 2.000 genes, facilmente 10 vezes o número de genes encontrados num cloroplasto.

À luz destes processos, a presença de genomas reduzidos nas mitocôndrias e nos cloroplastos aparentemente representa os vestígios da origem evolutiva destas duas organelas. Isso levanta a questão: porque é que todos os genes destes genomas organelares não foram transferidos para o genoma do hospedeiro? De acordo com alguns biólogos evolucionistas, os genomas parciais dessas organelas poderiam ser vistos como de natureza transicional. Com mais tempo, a transferência acabará sendo concluída. Em apoio a essa visão, eles apontam para outras organelas, como mitossomas e hidrogenossomas, que carecem completamente de genomas. Presumivelmente, o processo de transferência de genes foi concluído nessas organelas transformadas em endossimbiontes. Eles também apontam para o fato de que os genomas mitocondriais de diferentes organismos possuem um número diferente de genes, conotando que a transferência de genes ocorre em estágios diferentes nesses organismos.

A manutenção de genomas organelares é uma perspectiva cara para a célula hospedeira. Normalmente, são necessárias algumas centenas de proteínas para apoiar a produção de proteínas codificadas nos genomas mitocondriais. Esta parece ser uma característica desnecessária da química da célula porque seria mais eficiente produzir todas as proteínas no citoplasma e depois transportá-las para as organelas. Os biólogos evolucionistas consideram esta ineficiência e desperdício como um apoio adicional para a origem evolutiva destas organelas.

Os céticos versados em biologia perguntam racionalmente por que um Criador onisciente, todo-poderoso e todo benevolente produziria organelas com genomas. Trabalhos recentes realizados por investigadores da Suécia fornecem uma resposta a essa questão. [1] A sua investigação fornece uma razão pela qual as organelas possuem genomas e por que estes genomas devem codificar proteínas – embora em número limitado.

Os pesquisadores demonstraram que as proteínas codificadas pelos genomas mitocondriais e do cloroplasto possuem características estruturais distintas. (A saber, são proteínas associadas às membranas organelares, compostas por um grande número de aminoácidos hidrofóbicos.) Se estas proteínas fossem codificadas no genoma nuclear e produzidas no citoplasma  – em vez do lúmen das mitocôndrias e dos cloroplastos, como na verdade são – as proteínas seriam transportadas para o retículo endoplasmático (RE) em vez das mitocôndrias e/ou cloroplastos. O maquinário celular que direciona as proteínas para o RE não consegue discriminar entre as proteínas do RE e um número selecionado que deveria ser direcionado às mitocôndrias e ao cloroplasto devido às características estruturais comuns que esses dois grupos de proteínas compartilham. Portanto, para garantir que as proteínas apropriadas acabem nas membranas que envolvem as mitocôndrias e os cloroplastos, estas biomoléculas devem ser produzidas no interior destas organelas. Esse requisito implica que estas organelas tenham genomas dentro do seu lúmen para codificar a informação necessária à maquinaria da organela para produzir estas proteínas de membrana especializadas.

Assim, uma lógica bioquímica sustenta a estrutura e a função dos genomas mitocondriais e dos cloroplastos. A existência desta lógica torna razoável ver as organelas, como as mitocôndrias e os cloroplastos, como obra do Criador. Como a maioria dos sistemas biológicos, estas organelas parecem ter sido projetadas para um propósito. Então, quando um cético pergunta por que as organelas têm genomas, os proponentes da criação e do design inteligente agora têm uma resposta pronta.

Notas de Fim

1. Patrik Björkholm et al., “Mitochondrial Genomes Are Retained by Selective Constraints on Protein Targeting”, Proceedings of the National Academy of Sciences, USA (junho de 2015), doi:10.1073/pnas.1421372112.

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Traduzido de Mitochondrial Genomes: Evidence for Evolution or Creation? (RTB)

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origem da vida - criacionismo (progressivo) da Terra velha