O modo de descoberta de elementos transponíveis
Alguns dos modos importantes de descoberta de elementos transponíveis são os seguintes:
De fato, a maioria dos genes ocupa sítios fixos nos cromossomos e a estrutura geral do mapa genético é praticamente invariante. No entanto, no início dos anos 40, os pesquisadores descobriram que algumas sequências de DNA (genes) podem mudar sua posição.
Imagem Cortesia: geneticamedicala.files.wordpress.com/2013/03/dna_transposons_classes.jpg
Esses elementos móveis têm sido chamados de "genes saltadores", "elementos móveis", "cassetes", "seqüências de inserção" e "transposons". O nome formal para essa família de genes móveis são elementos transponíveis, e seu movimento é chamado de transposição.
O termo transposon foi cunhado por Hedges e Jacob em 1974 para um segmento de DNA que podia mover-se de uma molécula de DNA (ou cromossomo) para outra e possuía resistência a antibiótico ampicilina. Elementos transponíveis podem ser definidos como pequenas seqüências de DNA móveis que se movem em torno de cromossomos sem nenhuma consideração por homologia e a inserção desses elementos pode produzir deleções, inversões, fusões cromossômicas e rearranjos ainda mais complicados.
Elementos transponíveis foram descobertos por Barbara McClintock (1965) através de uma análise da instabilidade genética no milho. A instabilidade envolveu a quebra do cromossomo e foi encontrada em locais onde os elementos transponíveis estavam localizados. Na análise de McClintock, os eventos de quebra foram detectados seguindo a perda de certos marcadores genéticos.
Em alguns experimentos, McClintock usou um marcador (gene) que controlava a deposição de pigmentação na aleurona, que é a camada mais externa do endosperma dos grãos de milho. Lembre-se que o endosperma é triplóide, sendo produzido pela união de dois núcleos maternos e um núcleo paterno.
O marcador de McClintock era um alelo do locus C no braço curto do cromossomo 9. Como esse alelo, chamado C I, é um inibidor dominante da coloração de aleurona, qualquer núcleo que o possua deve ser incolor. McClintock fertilizou as espigas CC com pólen de borlas C I C I, produzindo amêndoas nas quais o endosperma era C I CC. Embora muitos desses grãos fossem incolores, como esperado, alguns apresentavam manchas de pigmento roxo-acastanhado. McClintock (1951) adivinhou que nesses mosaicos, o alelo C I inibitório havia sido perdido em algum momento durante o desenvolvimento do endosperma, levando a um clone de tecido que era capaz de produzir pigmento. O genótipo em tal clone seria -CC, onde o traço indica a perda do alelo C I. Estudos posteriores demonstraram que o alelo C I foi perdido por quebra de cromossomo.
Como mostrado na Fig. 41.1a quebra no local marcado pela seta separaria um segmento do cromossomo de seu centrômero, criando um fragmento acentuado. Tal fragmento cromossômico tende a ser perdido durante a divisão celular, de modo que todos os descendentes dessa célula não teriam parte do cromossomo paterno. Como o fragmento perdido continha o alelo C1, nenhuma das células desse clone seria inibida de formar pigmento e, se algum deles produzisse uma parte da aleurona, apareceria uma mancha de cor.
McClintock estabeleceu que tais mosaicos de kernel freqüentemente resultavam de quebras em um local particular no cromossomo 9. Ela nomeou o fator que produziu essas quebras, Ds, para “dissociação”. Em seus experimentos, o cromossomo que transportava o alelo C I também carregava o fator Ds.
No entanto, por si só, o fator Ds não foi capaz de induzir a quebra do cromossomo. Ela descobriu que Ds tinha que ser ativado por outro fator, chamado Ac, para "ativador". O fator AC estava presente em alguns estoques de milho, mas ausente em outros. Ao cruzar diferentes estoques, o Ac pode ser combinado com o Ds, criando a condição que levou à quebra do cromossomo.
Este sistema de dois fatores (isto é, a família Ac-Ds) forneceu uma explicação para a instabilidade genética que McClintock observou no cromossomo 9 do milho. Seus estudos posteriores estabeleceram que tanto Ac e Ds são membros de uma família de elementos transponíveis. Esses elementos estão estruturalmente relacionados entre si e podem se inserir em muitos locais diferentes nos cromossomos.
Na verdade, muitas vezes há várias cópias dos elementos Ac e Ds presentes no genoma maizt. Através da análise genética, McClintock demonstrou que os elementos Ac e Ds podiam se mover. Quando um desses elementos foi inserido em um gene ou próximo a ele, McClintock às vezes descobriu que a função do gene estava alterada. Em casos extremos, a função foi completamente suprimida. Por causa desse efeito na expressão gênica; McClintock (1956) referiu-se a Ac e Ds como elementos de controle.
