DNA parasitário? Elementos transponíveis têm múltiplas funções que são um problema para os evolucionistas e apontam para o Criador

Os genomas dos organismos não são feitos apenas de genes codificadores de proteínas. Na verdade, os genes que codificam proteínas constituem apenas uma pequena percentagem do genoma. A maior parte do genoma consiste em sequências não codificantes, muitas vezes chamadas de “DNA lixo”. Os elementos transponíveis fazem parte do DNA1 não codificador e às vezes são chamados de “DNA parasitário”. Elementos transponíveis (TEs)2 são denominados parasitas porque podem se replicar e se espalhar dentro do genoma de um organismo.3 Assim, alguns evolucionistas muitas vezes aceitaram “cega e rigidamente” a ideia de que elementos transponíveis são lixo egoísta.4 Mas essa narrativa é verdadeira?

Humanos e chimpanzés compartilham “DNA parasita”?

Um argumento comumente associado à narrativa do DNA parasitário é que humanos e chimpanzés compartilham grandes quantidades de sequências de DNA semelhantes, geralmente chamadas de elementos SINE e LINE. De particular interesse são os elementos Alu, um tipo de SINE estimado em cerca de 11% do genoma humano.5 Um elemento Alu é uma sequência curta de DNA capaz de migrar por todo o genoma. Os elementos Alu às vezes são usados para construir uma árvore filogenética de humanos e seus supostos ancestrais.6 Além disso, eles são comumente usados como evidência para a evolução na esfera popular, geralmente por pessoas com formação científica como Francisco Ayala,7 adicionando ao seu peso percebido. Ayala argumentou que as sequências Alu não tinham função e, portanto, não poderiam fazer parte de um processo planejado.8 Outros argumentaram que os elementos Alu servem como “fósseis moleculares”, fornecendo pistas para a ancestralidade genética com base em pontos de inserção idênticos.9

Um “Sistema de Programação Digital”

A ciência provou que esses argumentos estão errados. As sequências Alu são editadas em mais de 100 milhões de locais espalhados por todo o genoma.10 Esses locais de edição servem potencialmente como um sistema de programação digital11 com quantidades impressionantes de memória reprogramável.12 Além disso, há evidências de que eles estão envolvidos no splicing alternativo, edição de RNA e tradução regulação.13 Foi proposto que a edição de RNA baseada em Alu pode ser usada para dizer à célula para não traduzir o transcrito editado.14 Além disso, muitos Alus servem como intensificadores de vários genes.15 Muitos dos aprimoramentos são específicos do tecido,16e alguns são expressos diferencialmente por tipo de tecido.17 A afirmação dos elementos Alu como lixo sem função está morta. Ayala estava completamente errado.

Além disso, como os elementos Alu são funcionais, os evolucionistas passaram a favorecer o segundo argumento: o argumento da “localização semelhante”. Esse argumento, no entanto, deve assumir que os Alus se originaram há milhões de anos e depois se espalharam por transposição por todo o genoma. Tal argumento assume efetivamente o que está tentando provar. Se milhões de anos não forem assumidos, a localização semelhante dos elementos Alu torna-se um argumento de design. Além disso, os evolucionistas admitem que existem milhares de elementos Alu em humanos que não compartilham localizações semelhantes com Alus primatas, e assumem que foram inserções pós-divergência.18 Pior ainda, elementos Alu divergem em até vinte por cento da suposta sequência de consenso humano, tornando questionável se as semelhanças são realmente compartilhadas de qualquer maneira.19 No entanto, se essa suposição for falsa, então a similaridade de localizações de Alus sai pela janela como um argumento para ancestralidade comum.

No entanto, localização semelhante não implica necessariamente ancestralidade comum, mesmo que milhões de anos fossem concedidos e se cada Alu compartilhasse sequência e localização idênticas. Ambas as contingências são falsas, mas mesmo supondo que sejam verdadeiras não é necessário um ancestral comum. Por exemplo, os Alus envolvidos no sistema de programação digital são muito mais ativos em humanos do que em macacos.20 Essa atividade superior não pode ser explicada por ancestralidade comum, mas pode ser explicada por um projetista comum. Estamos apenas arranhando a superfície dos elementos Alu e outros SINEs e LINEs. Sem dúvida, à medida que aprendemos mais sobre eles, outras diferenças projetadas se tornarão aparentes.

Elementos transponíveis são funcionais

Acontece que a narrativa, contada em grande parte por Richard Dawkins em seu livro The Selfish Gene, é simplesmente falsa. Elementos transponíveis podem ter elementos parasitas, mas, em geral, são funcionais. O consenso mudou tanto que em 2007 foi publicado um artigo intitulado “O lixo necessário: novas funções para elementos transponíveis”!21 Com o avanço da ciência, a narrativa em torno dos TEs foi mudando. Eles começaram a ser associados a funções reguladoras de genes.22 Essa era a opinião da descobridora da TE, Barbara McClintock, nas décadas de 1940 e 1950, mas foi amplamente ignorada na época.23 No entanto, mais evidências surgiram desde então. Os TEs estão associados à regulação da transcrição em humanos.24 Os TEs também estão associados a redes reguladoras de genes.25 Eles também estão envolvidos na regulação de genes para a produção de citocinas.26 Elementos transponíveis podem não ser lixo parasitário, afinal.

Fica pior para aqueles que argumentam que os elementos transponíveis são parasitas do genoma. Alguns TEs estão associados a genes para o desenvolvimento sexual in vivo, ajudando um bebé em desenvolvimento a se diferenciar em menino ou menina.27 Quando não regulados corretamente, os TEs causam todos os tipos de defeitos de desenvolvimento, desde interrupção da meiose até formação anormal de gametas.28 Por outro lado, no entanto, alguns TEs servem como intensificadores de genes específicos do tecido,29 e alguns são até mesmo específicos da espécie!30 Outros estão envolvidos na ativação de proteínas-chave no desenvolvimento embrionário.31 Claramente, os elementos transponíveis têm funções no genoma.

Os elementos transponíveis são impedidos de se replicar e se espalhar livremente dentro do genoma por meio de controles epigenéticos.32 No entanto, os TEs também regulam as mudanças epigenéticas.33 Isso cria uma espécie de ciclo circular onde a epigenética restringe os elementos transponíveis, mas os TEs controlam o quanto os elementos são constrangidos, que, por sua vez, decide como os TEs se controlam. Esses impactos epigenéticos vão muito além de apenas controlar os movimentos de TE, impactando coisas como transcrição de genes,34 expressão e regulação.35

É importante notar aqui que nem toda atividade de elemento transponível é benéfica. Se um elemento transponível se mover e pousar dentro de um gene, provavelmente o tornará não funcional.36 Se um elemento pousasse em uma sequência regulatória, isso poderia prejudicar a função de muitos genes. Há também uma conexão entre TEs não reprimidos e várias doenças, como cancro.37

Elementos transponíveis estão tendendo fortemente na direção de amplamente funcionais, exatamente o que esperaríamos se a narrativa bíblica fosse verdadeira. Claro, haverá coisas quebradas num mundo caído e amaldiçoado (Génesis 3). Entendemos isso quando operamos a partir de uma estrutura bíblica; no entanto, a maioria dos elementos transponíveis parece ser projetada e funcional, não prejudicial e parasitária. Elementos transponíveis não são evidências de descendência comum, mas sim desígnio comum de Deus que não faz lixo!

Artigo original por Harry F. Sanders, III em https://answersingenesis.org/genetics/parasitic-dna/

Notas de rodapé:

1. ·  Valer Gotea and Wojciech Makalowski, “Do Transposable Elements Really Contribute to Proteomes?,” TRENDS in Genetics 22, no. 5 (2006): 260–267, https://bioinformatics.uni-muenster.de/publications/papers/TIG-2006-22-260.pdf.
2. • Observe que um tipo de elemento transponível não coberto aqui são os retrovírus endógenos (ERVs). O Dr. Andrew Fabich escreveu um excelente artigo sobre o assunto,https://answersingenesis.org/biology/microbiology/endogenous-retroviruses-common-ancestry/.
3. ·  Richard Dawkins, The Selfish Gene, New York: Oxford University Press, 1976.
4. ·  Margaret G. Kidwell and Damon R. Lisch, “Perspective: Transposable Elements, Parasitic DNA, and Genome Evolution,” International Journal of Organic Evolution 55, no. 1 (2001): 1–24, https://onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1111/j.0014-3820.2001.tb01268.x
5. ·  Prescott Deininger, “Alu Elements: Know the SINEs,” Genome Biology 12, no. 236 (2011): https://genomebiology.biomedcentral.com/articles/10.1186/gb-2011-12-12-236.
6. ·  Mark A. Batzer et al., “Alu Elements and Hominid Phylogenetics,” Proceedings of the National Academy of Sciences USA 100, no. 22 (2003): 12787–12791, https://www.pnas.org/content/pnas/100/22/12787.full.pdf.
7. ·  Ayala is a well-known evolutionary biologist.
8. ·  Francisco Ayala postou originalmente no site BioLogos, mas sua postagem foi retirada do ar. Seus comentários foram republicados por Matthew Cobb, “Francisco Ayala on ‘Signature in the Cell’,” blog Why Evolution Is True, 7 de janeiro de 2010, https://whyevolutionistrue.com/2010/01/07/francisco-ayala-on -assinatura na célula/.
9. ·  Diane J. Rowold and Rene J. Herrera, “Alu Elements and the Human Genome,” Genetica 108 (2000): 57–72, https://link.springer.com/article/10.1023/A:1004099605261.
10. ·  Lily Bazak et al., “A-toI RNA Editing Occurs at over a Hundred Million Genomic Sites, Located in a Majority of Human Genes,” Genome Research 24, no. 3 (2014): 365–376, https://genome.cshlp.org/content/24/3/365.full.pdf+html.
11. ·  Nurit Paz-Yaacov et al., “Adenosine to Inosine RNA Editing Shapes Transcriptome Diversity in Primates,” Proceedings of the National Academy of Sciences USA 107, no. 27 (2010): 12174–12179, https://www.pnas.org/content/107/27/12174.
12. ·  Sal Cordova, “Some ‘Junk DNA’ May Act as Computer Memory*,” Creation-Evolution Headlines, January 30, 2018, https://crev.info/2018/01/junk-dna-may-act-computer-memory/.
13. ·  Katharina Strub and Julien Hasler, “Alu Elements as Regulators of Gene Expression,” Nucleic Acids Research 34, no. 19 (2006): 5491–5497, https://academic.oup.com/nar/article/34/19/5491/3112003.
14. ·  Abram Gabriel et al., “Widespread RNA Editing of Embedded Alu Elements in the Human Transcriptome,” Genome Research 14 (2004): 719–1725, https://genome.cshlp.org/content/14/9/1719.full.pdf.
15. ·  Jing-Dong Han et al., “Evolution of Alu Elements Towards Enhancers,” Cell Reports 7, no 2 (2014): 376–385, https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2211124714001892.
16. ·  Xiao-Ou Zhang, Thomas R. Gingeras, and Zhiping Weng, “Genome-Wide Analysis of Polymerase III-Transcribed Alu Elements Suggests Cell-Type-Specific Enhancer Function,” Genome Research 29 (2019): 1402–1414, https://genome.cshlp.org/content/29/9/1402.full.pdf.
17. ·  Yi Xing et al., “Diverse Splicing Patterns of Exonized Alu Elements in Human Tissues,” PLoS Genetics (2008), https://journals.plos.org/plosgenetics/article?id=10.1371/journal.pgen.1000225.
18. ·  Kyudong Han, Yun-Ji Kim, and Jungnam Lee, “Transposable Elements: No More ‘Junk DNA’,” Genomics Information 10, no. 4 (2012): 226–233, https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3543922/.
19. ·  International Human Genome Sequencing Consortium, “Initial Sequencing and Analysis of the Human Genome,” Nature 409 (2001): 860–921, https://deepblue.lib.umich.edu/bitstream/handle/2027.42/62798/409860a0.pdf.
20. ·  Paz-Yaacov et al, 2010.
21. ·  Fred H. Gage et al., “The Necessary Junk: New Functions for Transposable Elements,” Human Molecular Genetics 16, no. R2 (2007): R159–R167, https://academic.oup.com/hmg/article/16/R2/R159/2356609.
22. ·  Edward B. Chuong, Nels C. Elde, and Cedric Feschotte, “Regulatory Activities of Transposable Elements: From Conflicts to Benefits,” Nature Reviews Genetics 18, no. 2 (2017): 71–86, https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5498291/
23. ·  Barbara McClintock, “Intranuclear Systems Controlling Gene Action and Mutation,” Brookhaven Symposium of Biology (1956): 58–74.
24. ·  Bartley G. Thornburg, Valer Gotea, and Wojciech Makalowski, “Transposable Elements as a Significant Source of Transcription Regulating Signals,” Gene 365 (2006): 104–110, https://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download?doi=10.1.1.570.9929&rep=rep1&type=pdf.
25. ·  Michael P. Snyder et al., “Widespread Contribution of Transposable Elements to the Innovation of Gene Regulatory Networks,” Genome Research 24 (2014): 1963–1976, https://genome.cshlp.org/content/24/12/1963.full.pdf.
26. ·  Irina A. Udalova et al., “The Role of Transposable Elements in the Regulation of IFN-1 Gene Expression,” Proceedings of the National Academy of Sciences U.S.A. 106, no. 28 (2009): 11564–11569, https://www.pnas.org/content/106/28/11564.
27. ·  Magali Naville et al., “Sex and the TEs: Transposable Elements in Sexual Development and Function in Animals,” Mobile DNA 10, no. 42 (2019): https://link.springer.com/article/10.1186/s13100-019-0185-0.
28. ·  Jose L. Garcia-Perez, Ian R. Adams, and Thomas J. Widmann, “The Impact of Transposable Elements on Mammalian Development,” Development 143, no. 22 (2016): 4101–4114, https://journals.biologists.com/dev/article/143/22/4101/47472/The-impact-of-transposable-elements-on-mammalian.
29. ·  Guillaume Bourque et al. “Evolution of the Mammalian Transcription Factor Binding Repertoire via Transposable Elements,” Genome Research 18 (2008): 1752–1762, https://genome.cshlp.org/content/18/11/1752.full.pdf+html.
30. ·  Edward B. Chuong et al., “Endogenous Retroviruses Function as Species-Specific Enhancer Elements in the Placenta,” Nature Genetics 45 (2013): 325–329, https://www.nature.com/articles/ng.2553.
31. ·  Michelle Craig Barton et al., “Foxa1 Functions as a Pioneer Transcription Factor at Transposable Elements to Activate Afp During Differentiation of Embryonic Stem Cells,” Gene Regulation 285, no. 21 (2010): P16135–16144, https://www.jbc.org/article/S0021-9258(20)49426-8/fulltext
32. ·  Yuh Chwen G. Lee and Jae Young Choi, “Double-Edged Sword: The Evolutionary Consequences of the Epigenetic Silencing of Transposable Elements.” PLoS Genetics (2020): https://journals.plos.org/plosgenetics/article?id=10.1371/journal.pgen.1008872.
33. ·  R. Keith Slotkin and Robert Martienssen, “Transposable Elements and Epigenetic Regulation of the Genome,” Nature Reviews Genetics 8 (2007): 272–285, https://image.sciencenet.cn/olddata/kexue.com.cn/upload/blog/file/2008/9/20089370542934.pdf
34. ·  Hidetoshi Saze et al., “Epigenetic Regulation of Intragenic Transposable Elements Impacts Gene Transcription in Arabidopsis thaliana.”Nucleic Acids Research 43, no. 8 (2015): 3911–3921, https://academic.oup.com/nar/article/43/8/3911/2414390.
35. ·  Zachary Lippman et al., “Role of Transposable Elements in Heterochromatin and Epigenetic Control,” Nature 430 (2004): 471–476, https://par.nsf.gov/servlets/purl/10027853.
36. ·  Wei E. Huang et al., “Defensive Function of Transposable Elements in Bacteria,” ACS Synthetic Biology 8, no. 9 (2019): 2141–2151, <=”” class=”js-offsiteLink offsite-link” target=”_blank” rel=”noopener”>ttps://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acssynbio.9b00218#.
37. ·  Guillaume Bourque et al., “Ten Things You Should Know About Transposable Elements,” Genome Biology 19 (2018): https://link.springer.com/article/10.1186/s13059-018-1577-z.