Uma nova regra da biologia pode ter surgido, expandindo a visão sobre a evolução e o envelhecimento
Nesta simulação computacional de uma estrutura auto-replicante, o quadrado rosa representa o sinal para degradar a conexão entre a estrutura "pai" (esquerda) e sua "descendência" (direita). Esta degradação é um exemplo de instabilidade benéfica nas estruturas biológicas. Crédito:John Tower Um biólogo molecular da Faculdade de Letras, Artes e Ciências da USC Dornsife pode ter encontrado uma nova "regra da biologia".
Uma regra da biologia, às vezes chamada de lei biológica, descreve um padrão ou truísmo reconhecido entre os organismos vivos. A regra de Allen, por exemplo, afirma que entre os animais de sangue quente, aqueles encontrados em áreas mais frias têm membros mais curtos e grossos (para conservar o calor corporal) do que aqueles em regiões mais quentes, que necessitam de mais área de superfície corporal para dissipar o calor.
O zoólogo Joel Allen formulou essa ideia em 1877 e, embora não tenha sido o primeiro nem o último a apresentar uma regra da biologia, a sua é uma das poucas que ganhou aceitação entre os cientistas.
Agora, John Tower, professor de ciências biológicas na USC Dornsife, acredita ter descoberto outra regra da biologia. Ele publicou sua ideia em 16 de maio na revista Frontiers in Aging .
A vida pode exigir instabilidade
A regra de Tower desafia noções de longa data de que a maioria dos organismos vivos prefere a estabilidade à instabilidade porque a estabilidade requer menos energia e menos recursos. Por exemplo, hexágonos aparecem com frequência na natureza – pense em favos de mel e olhos de insetos – porque são estáveis e requerem a menor quantidade de material para cobrir uma superfície.
Tower centra a sua regra na instabilidade, especificamente num conceito chamado “instabilidade selectivamente vantajosa”, ou SAI, em que alguma volatilidade nos componentes biológicos, tais como proteínas e material genético, proporciona uma vantagem às células.
Tower acredita que o SAI é uma parte fundamental da biologia. “Mesmo as células mais simples contêm proteases e nucleases e degradam e substituem regularmente as suas proteínas e RNAs, indicando que o SAI é essencial para a vida”, explica.
Ele diz que a SAI também desempenha um papel fundamental na evolução.
À medida que as células realizam a sua atividade, construindo e degradando vários componentes instáveis, explica ele, elas existirão num de dois estados – um estado com um componente instável presente e um estado em que o componente instável está ausente.
A seleção natural pode agir de maneira diferente nos dois estados celulares. “Isso pode favorecer a manutenção tanto de um gene normal quanto de uma mutação genética na mesma população celular, se o gene normal for favorável em um estado celular e a mutação genética for favorável no outro estado celular”, diz ele. Permitir esta diversidade genética pode tornar as células e os organismos mais adaptáveis.
SAI pode estar na raiz do envelhecimento – e muito mais
A instabilidade seletivamente vantajosa também pode contribuir para o envelhecimento. A criação e a substituição dos componentes instáveis dentro das células acarreta o custo de materiais e energia. Quebrá-lo também pode exigir energia adicional.
Além disso, uma vez que o SAI estabelece dois estados potenciais para uma célula, permitindo a coexistência de genes normais e mutados, se o gene mutado for prejudicial, isto pode contribuir para o envelhecimento, diz Tower.
Além da evolução e do envelhecimento, o SAI tem outras implicações de longo alcance.
"A ciência tem ficado fascinada ultimamente por conceitos como teoria do caos, criticidade, padrões de Turing e 'consciência celular', diz Tower. "Pesquisas na área sugerem que o SAI desempenha um papel importante na produção de cada um desses fenômenos."
Devido à sua aparente onipresença na biologia e às suas implicações de longo alcance, o SAI pode ser a mais nova regra da biologia, diz ele.
