Criando ordem da desordem?

Resumo

Pesquisadores do Monash Biomedicine Discovery Institute (BDI), na Austrália, identificaram o que chamaram de “Elementos de Capacitância Estrutural” em proteínas mutadas que estão associadas a muitos tipos diferentes de doenças humanas. Eles queriam determinar se as mutações pontuais em regiões desordenadas gerariam regiões localizadas de microestrutura. Em outras palavras, eles queriam ver se as mutações imporiam uma região de ordem às regiões desordenadas de certas proteínas. Essas novas estruturas podem ser capazes de se dobrar mais rapidamente e podem induzir outras proteínas a se ligarem a elas na região microestrutural do ECE. A alegação dos autores é que esses ECEs poderiam ser um mecanismo para a evolução saltatória, em vez de uma evolução neodarwiniana lenta e gradual. Sua alegação é que, em proteínas com regiões desordenadas longas (LDRs), mutações pontuais poderiam formar seus recém-denominados “elementos de capacitância estrutural”, que supostamente poderiam aumentar a ordem e fazer microestruturas. No entanto, isso não foi confirmado no estudo. Os resultados foram sem exceção neutros ou negativos. Observar as evidências apresentadas neste artigo leva à conclusão inescapável de que realmente não há evidências para a evolução. Os pesquisadores interpretam mal as PIDs (proteínas intrinsecamente desordenadas), postulando desordem onde não há nenhuma. Eles então extrapolam a partir daquela desordem proposta para encontrar um mecanismo que possa criar ordem fora da desordem. Infelizmente para eles, seu mecanismo escolhido, as mutações saltatórias, provaram criar apenas desordem, não ordem.

Pesquisadores do Monash Biomedicine Discovery Institute (BDI), na Austrália, identificaram o que chamaram de “Elementos de Capacitância Estrutural” (abreviados como ECEs daqui em diante) em proteínas mutadas que estão associadas a muitos tipos diferentes de doenças humanas, geralmente uma gama de cancros. Essas proteínas são inerentemente “desordenadas”, com pouca estrutura definida. De fato, tem sido comumente assumido que mutações associadas com doenças genéticas e cancros ocorrem porque elas não têm uma estrutura ordenada para começar.

Essas proteínas intrinsecamente desordenadas (PIDs) parecem ser deliberadamente projetadas para serem funcionais apesar do fato de não estarem estruturadas. Usar a desordem para descrevê-los é uma espécie de equívoco, já que a desordem implica algo quebrado e não funcional. Isso é o oposto do que essas “PIDs” realmente são. Na verdade, elas parecem ter  funcionalidades extras, pois são mais adaptáveis. A estrutura flexível e os segmentos estruturais flexíveis das PIDs ajudam a permitir um espectro maior de metas de ligação. As PIDs são altamente abundantes em processos regulatórios, como transcrição, regulação, reconhecimento e sinalização celular. Além disso, as regiões desordenadas nas cadeias polipeptídicas são importantes porque essas regiões são essenciais para a função proteica. No entanto, um número anormalmente elevado de alterações, ou mesmo PIDs de vida longa, é frequentemente associado a muitas doenças.1

Evolução Saltatória

O que os pesquisadores queriam determinar era se as mutações pontuais em regiões desordenadas gerariam regiões localizadas da microestrutura. Em outras palavras, eles queriam ver se as mutações imporiam uma região de ordem às regiões desordenadas de certas proteínas. Eles foram capazes de identificar (através da combinação de polimorfismos humanos e dados de mutações de doença 2) que várias mudanças no nível de proteínas individuais poderiam ser geradas, o que poderia causar nova estrutura e funcionalidade. Essas novas estruturas podem ser capazes de se dobrar mais rapidamente e podem induzir outras proteínas a se ligarem a elas na região microestrutural do ECE. A alegação dos autores é que essas ECEs poderiam ser um mecanismo para a evolução saltatória, em vez de uma evolução neodarwiniana lenta e gradual.

Evolução saltatória foi a ideia original de evolução proposta por Anaximandro cerca de quinhentos e cinquenta anos antes de Cristo.3 Ele propôs que a vida evoluiu no oceano e o homem nasceu de algum tipo de peixe, já que o homem exige amamentação antes de poder viver por conta própria. . O escritor grego Plutarco, mais conhecido por suas biografias de figuras históricas antigas, embelezou essa ideia ao afirmar que os homens nasceram de tubarões.4 Até a época de Darwin, a maioria dos evolucionistas era defensor desse tipo de salto de alguma forma. No entanto, com a publicação de A Origem das Espécies, a evolução saltatória abriu caminho para um gradual e progressivo gradualismo quase exclusivo de Darwin na época. Este dogma evolucionista darwinista persistiu inquestionável pela maioria de seus seguidores até 1972, quando Stephen Jay Gould e Niles Eldredge publicaram seu ensaio seminal. Este longo ensaio, intitulado “Equilíbrio Pontuado: uma alternativa ao gradualismo filílico”, propunha que um processo chamado “equilíbrio pontuado” poderia explicar as lacunas no registo fóssil.5 Isso provocou uma tendência, particularmente na geologia, de usar o equilíbrio pontuado para explicar livremente as lacunas que Gould livremente admitiu existirem no registo fóssil.6 A biologia não estava imune à tendência, com a evolução saltatória se tornando mais atraente e popular também. Essa ideia de mudanças muito rápidas para o registo fóssil conseguir capturar parece ser o catalisador para este estudo recente nas áreas de biologia molecular e bioquímica.

De acordo com um artigo do Journal of Molecular Biology, embora o processo permaneça “não descrito”, eles acreditam que as mutações proteicas, geralmente associadas ao cancro ou outras doenças, podem de alguma forma sofrer uma mutação adicional específica, que não apenas as tornaria não carcinogénicas, mas, na verdade, faria com que eles fossem benéficos para o organismo em um ganho funcional. De acordo com o artigo da revista:

Nós propomos que além das mutações canônicas de perda de função, mutações causadoras de doenças podem resultar em ganho de função através da ativação binária de ECEs crípticas. . . . Entretanto, aqui nós distinguimos mutações que perturbam as propriedades funcionais baseadas em desordem daquelas que induzem a microestruturação e o ganho de função associado através do fenômeno da capacitância estrutural. É possível que algumas das mutações DO que identificamos possam induzir alterações patológicas através da interrupção de associações conhecidas com parceiros de interação, por exemplo, via microestruturação prematura.7

Em contraste com a perda de função através da perda de estrutura em mutações causadoras de doenças canônicas, o fenômeno complementar de ganho de estrutura e função através da introdução de microestruturação em regiões desordenadas ou desestruturadas de proteínas permanece desconhecido. A caracterização dessas mudanças é desafiadora devido aos obstáculos técnicos associados à resolução das propriedades estruturais de uma população desordenada estruturalmente heterogênea.8

Pressupostos falsos de pesquisa

A metodologia desta pesquisa foi classificar várias bases de dados de mutações humanas. Como resultado, os pesquisadores identificaram algo que chamaram de “capacitância estrutural” como um mecanismo para a evolução das proteínas. Sua alegação é que, em proteínas com regiões desordenadas longas (LDRs), mutações pontuais poderiam formar seus recém-denominados “elementos de capacitância estrutural”, que supostamente poderiam aumentar a ordem e fazer microestruturas. No entanto, isso não foi confirmado pelos resultados do estudo. Os pesquisadores registaram observações de centenas de proteínas na longa informação suplementar do papel. Notavelmente para um artigo postulando mutações carcinogénicas como um mecanismo para a evolução saltatória, nenhum dos seus resultados foi positivo. Os resultados foram sem exceção neutros ou negativos.

Os pesquisadores estão bem conscientes do problema que as mutações representam para sua proposta e até reconhecem isso. “A maioria das mutações p53 são mutações de perda de função que afetam o domínio de ligação ao DNA através da interferência com contatos p53-DNA ou desestabilização estrutural.” 9 No entanto, não desanimados pelos fatos, eles continuam especulando, sem nenhuma evidência observável de que é uma possibilidade de ganho de função (como na primeira citação acima). Eles estão alegando que mutações patogênicas podem ativar seus ECEs postulados e fazer com que a proteína mutada ganhe uma nova função.

Existem vários problemas enormes em afirmar que as mutações patogênicas podem ser uma fonte de evolução saltatória. Os mais evidentes são os pressupostos de que os deslocados internos são desordenados e podem ganhar ordem. A definição médica de distúrbio é “um distúrbio de função, estrutura ou ambos, resultante de uma falha genética ou embriológica no desenvolvimento. . . . ”10 Essa definição não se ajusta a PIDs não mutados, pois eles têm tanto uma função quanto uma utilidade aumentada, conforme evidenciado por outro artigo, ao qual eles se referem:

Frequentemente, as regiões desordenadas [dos PIDs] se debruçam sobre a associação com seus parceiros de ligação, e esse dobramento e ligação acoplados fornecem várias vantagens. A flexibilidade pode permitir que as proteínas se adaptem à forma de um parceiro de ligação, aumentando assim a complementaridade, tal como com a colicina e o TolB. A flexibilidade pode permitir que a proteína adote estruturas diferentes para diferentes parceiros de ligação, como é o caso da p53, que tem sido observada em estruturas helicoidais, de cadeia b ou estendidas com diferentes parceiros de ligação. Dobra e ligação acopladas podem influenciar a cinética de ligação; por exemplo, no mecanismo de vazamento de moscas, uma proteína desdobrada se liga mais rapidamente que uma proteína bem estruturada, porque a proteína desdobrada tem um raio de captura maior do que a proteína dobrada.11

Esta suposição de desordem também não se ajusta a PIDs não mutilados, uma vez que eles têm uma estrutura e função normais até serem interferidos por mutação. Essa suposição sustenta o estudo como um todo, evidenciado pelo fato de que os pesquisadores frequentemente falam de mutações passando da desordem para a ordem ou apenas para a D-O. No entanto, com base na definição médica anterior de um distúrbio, são as mutações que estão criando o distúrbio nos PIDs previamente ordenados. As mutações não criam ordem, por definição ou observação.

A segunda grande questão vem da completa falta de uma mudança positiva demonstrável. O melhor que o estudo conseguiu foi uma mutação neutra, apesar de examinar milhares de sequências LDR. Essa falta de mudança positiva, mesmo algo situacionalmente benéfico, prejudica seriamente o objetivo do estudo, deixando os pesquisadores a especular sobre possíveis estudos futuros. Como afirmado em sua conclusão:

Embora as mutações relatadas discutidas aqui estejam associadas a doenças que representam vários tipos patogênicos, incluindo metabólicos, vasculares, neoplásicos e congênitos, o subconjunto de mutações O➔D e D➔O parece ter maior probabilidade de ter um papel causal significativo e ser “Motoristas”, que mutações O➔O e D➔D nas quais não há perda ou ganho de alteração microestrutural. Dada a natureza teórica deste trabalho, esperamos que ele implemente validação experimental e exploração adicional. Em resumo, o fenômeno da capacitância estrutural tem implicações que variam desde a diversificação ancestral de dobras de proteínas até a engenharia de proteínas sintéticas com evolutividade aprimorada.12

Uma outra questão é que os pesquisadores supõem a existência de proteínas (ou peptídeos) para começar. O artigo não faz nada para explicar por que as proteínas existem. Nenhum processo conhecido existe para formar proteínas do nada. Essa suposição falha prejudica todo o propósito do artigo. Mesmo que os mecanismos propostos funcionassem, eles ainda seriam insuficientes para explicar a origem das proteínas, que é a questão crítica que deve ser respondida.

Corrigindo as conclusões

O fato de haver proteínas que parecem um pouco “não estruturadas” não é uma surpresa para os criacionistas. De fato, faz sentido que algumas proteínas tenham regiões de “desordem”, já que as proteínas são simplesmente longas cadeias de aminoácidos juntas. Faz sentido, do ponto de vista bíblico, que algumas dessas cadeias possam ser dobradas de maneiras diferentes que ainda assim sejam funcionais. Isso também aumentaria a funcionalidade do genoma, já que a mesma informação poderia ser usada para produzir múltiplas formas funcionais de uma proteína que poderia servir a diferentes funções.

Observar as evidências apresentadas neste artigo leva à conclusão inescapável de que realmente não há evidências para a evolução. Os pesquisadores interpretam mal os IDPs, postulando desordem quando não há nenhuma. Eles então extrapolam a partir daquela desordem proposta para encontrar um mecanismo que possa criar ordem fora da desordem. Infelizmente para eles, seu mecanismo escolhido, as mutações saltatórias, provaram criar apenas desordem, não ordem. Tal como acontece com a maioria dos outros postulados evolutivos, os mecanismos funcionam na direção oposta necessária para a evolução ocorrer.

Notas de Rodapé:

 

  1. M. Madan Babu et al., “Intrinsically Disordered Proteins: Regulation and Disease,” Current Opinion in Structural Biology 21, no. 3 (June 2011): 432–440, doi:10.1016/j.sbi.2011.03.011.
  2. Yum L. Yip et al., “Annotating Single Amino Acid Polymorphisms in the UniProt/Swiss-Prot Knowledgebase,” Human Mutation 29, no. 3 (March 2008): 361–366, doi:10.1002/humu.20671.
  3. Charles H. Kahn, Anaximander and the Origin of Greek Cosmology (New York: Columbia University Press, 1960).
  4. Ibid.
  5. J. M. Schopf, Models in Paleobiology, ed. Thomas J. M. Schopf (San Francisco: Freeman, Cooper & Co., 1972).
  6. Stephen J. Gould, “Evolution’s Erratic Pace,” Natural History 86 (1987): 12–16.
  7. Chen Li et al., “Structural Capacitance in Protein Evolution and Human Diseases,” Journal of Molecular Biology 430, no. 18, Part B (2018): 3208–3209, doi:10.1016/j.jmb.2018.06.051.
  8. Ibid., 3209–3210.
  9. Ibid., 3208.
  10. Stedman’s Medical Dictionary, ed. Marjory Spraycar (Baltimore: Williams & Wilkins, 1995).
  11. Holly Dembinski et al., “Predicted Disorder-to-Order Transition Mutations in IκBα Disrupt Function” Physical Chemistry Chemical Physics 16, no. 14 (April 2014): 6480, doi:10.1039%2Fc3cp54427c.
  12. Chen et al., “Structural Capacitance,” 3213.

 

Artigo original por : Troy Lacey e Harry F. Sanders, III em : https://answersingenesis.org/biology/microbiology/creating-order-disorder/

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