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A jornada evolutiva da fusão genética: o que isso significa para a diversidade da vida?
Em genética, o conceito de gene de fusão se refere a um gene híbrido formado por dois genes independentes, que pode ocorrer por meio de translocação cromossômica ou outras mutações genéticas. À medida que o estudo dos genes de fusão se aprofunda, gradualmente percebemos a importância desses genes na formação e no diagnóstico de tumores, especialmente quando são prevalentes em muitas doenças tumorais humanas.
Genes de fusão são características marcantes do câncer e fornecem uma base importante para diagnóstico e prognóstico.
História dos genes de fusão
Os cientistas descreveram pela primeira vez a presença de genes de fusão em células cancerígenas na década de 1980. A descoberta teve origem em 1960, quando Peter Nowell e David Hungerford encontraram um pequeno cromossomo anormal em pacientes com leucemia mieloide crônica na Filadélfia, uma descoberta que mais tarde foi chamada de "cromossomo Filadélfia". Em 1973, Janet Rowley confirmou ainda que essa anormalidade cromossômica é causada por uma translocação dos cromossomos 9 e 22.
Por volta de 1985, cientistas identificaram o gene de fusão BCR::ABL1 correspondente ao cromossomo Filadélfia, que pode causar leucemia mieloide crônica.
Oncogenes e formação de tumores
Mais de 30 anos de pesquisa confirmaram que os genes de fusão desempenham um papel importante na formação de tumores. Esses genes geralmente produzem proteínas anormais que são mais ativas do que genes não fundidos e promovem a formação de tumores. Esses oncogenes incluem BCR-ABL, TEL-AML1, AML1-ETO, etc. TMPRSS2-ERG é comum no câncer de próstata, e seu produto de fusão regula o desenvolvimento do câncer inibindo a expressão do receptor de andrógeno.
A presença de genes de fusão pode permitir que produtos genéticos tenham novas funções ou induzam alterações tumorais por meio de promotores fortes.
Aplicações de diagnóstico
No diagnóstico do câncer, algumas anormalidades cromossômicas e os genes de fusão resultantes são amplamente utilizados. Os métodos comumente usados incluem análise de bandas cromossômicas, FISH e reação em cadeia da polimerase com transcrição reversa (RT-PCR). No entanto, essas abordagens ainda são insuficientes quando confrontadas com a complexidade dos genomas do câncer. Nos últimos anos, o desenvolvimento de sequenciamento de alto rendimento e microarranjos de DNA personalizados tornou possíveis métodos de detecção mais eficientes.
O significado evolutivo da fusão genética
A fusão genética desempenha um papel fundamental na evolução da estrutura genética, especialmente quando ocorre em sequências de codificação. Duplicação, diversidade de sequências e recombinação são as principais forças motrizes da evolução genética. A fusão genética pode causar nova regulação da expressão genética em sequências não codificantes, enquanto em sequências codificantes pode formar novos genes funcionais e aumentar o aparecimento de módulos polipeptídicos em proteínas multidomínio.
Métodos para detecção em larga escala de eventos de fusão genética fornecem informações valiosas sobre a arquitetura multimodular de proteínas.
Biossíntese de pureno no ambiente
Nos organismos vivos, a adenina e a guanina são um dos quatro genes codificadores de informações do código genético. As vias biossintéticas da purina de diferentes espécies são semelhantes, mas não idênticas. A via biossintética da purina bacteriana frequentemente envolve fusão de genes, de modo que múltiplas enzimas são codificadas por um único gene. Os eucariotos não apenas exibem fusões genéticas comuns vistas em bactérias, mas também podem empregar novas fusões para melhorar o fluxo metabólico.
Aplicações de pesquisa
Os biólogos também criam intencionalmente genes de fusão para facilitar o estudo. A fusão de genes repórteres com elementos reguladores de um gene de interesse pode ser usada para estudar a expressão gênica, quantificar os níveis de atividade de genes regulados, identificar locais reguladores e até mesmo controlar a expressão de genes desejados em células específicas. Por exemplo, é possível criar um gene de fusão com proteína fluorescente verde para observar a distribuição da proteína alvo nas células.
A descoberta de genes de fusão não é apenas um avanço biológico, mas como eles moldam a diversidade e a complexidade da vida ainda é uma questão que vale a pena explorar.
