Carl Zimmer escreve em seu blog um elogio à levedura. Nesse artigo, ele comenta sobre como, apesar de sem graça, esses microorganismos são muito estutados, e podem trazer luz a muitas questões interessantes sobre biologia e sobre a evolução, o que os torna muito importantes para a área de Evo-Devo, ou Evolução do Desenvolvimento.
Galactose. No artigo, a questão é o mecanismo bioquímico de digestão da galactose. Descobriu-se que a levedura desenvolveu um mecanismo sofisticado, a partir do mecanismo mais simples de antecessores, quando houve uma duplicação do material genético devido a um erro de cópia. Antes da duplicação, as proteínas relacionadas a esse mecanismo eram todas essenciais e não podiam mudar muito sem comprometer a viabilidade dos indivíduos. Com a duplicação surgiu uma cópia do material genético que não era mais fundamental e que, por isso, podia sofrer evolução e um mecanismo mais sofisticado pôde surgir ao longo do tempo. A eficiência do controle da digestão da galactose aumentou em centenas de vezes quando uma cópia de uma proteína passou a atuar, com algumas mudanças, de forma mais eficiente em outra atividade. As leveduras que possuiam esse mecanismo suplantaram as leveduras desprovidas desse mecanismo rapidamente.
VWXYNOT? Comentando o artigo, VWXYNot? menciona dois posts seus, um pouco mais áridos. Em um deles, ela dá mais dados sobre a duplicação, que teria acontecido entre 100 e 200 milhões de anos atrás e cita pesquisas que utilizam essa duplicação para estudar complexos de proteínas interrelacionadas. No outro, ela fala sobre o estudo das regiões sem genes do código genético e na taxa de mudança nessas regiões.
Linguística. Ao ler esse artigo, eu lembrei de um outro recente, em uma área completamente diferente: a lingüística. Sabe-se que regiões do código genético responsáveis pela geração de proteínas vitais ou pela expressão de genes vitais tendem a ter muito menos alterações que regiões pouco importantes para a sobrevivência do organismo. Na revista Nature deste mês um artigo de Mark Pagel, Quentin D. Atkinson e Andrew Meade descreve o mesmo efeito em línguas, notando que palavras muito utilizadas possuem muito menos variação entre línguas de mesma origem que palavras pouco utilizadas. Assim, a palavra “cauda” é “tail” em inglês, “schwanz” em alemão e “queue” em francês, ou seja, completamente diferentes umas das outras, mas a palavra para “dois” é razoavelmente parecida em todas essas línguas, simplesmente por ser mais vital, e portanto menos sujeita a mudanças.
Abaixo o Ciclo de Krebbs. Para encerrar, um artigo da New Scientist fala sobre leveduras também, explicando como as leveduras puderam deixar de lado a respiração aeróbica, que produz muito mais energia (36 ATPs), em troca da produção de álcool (2 ATPs). Leveduras conseguem utilizar oxigênio, mas produzem álcool assim mesmo, ao contrário de alguns organismos aparentados. Isso parece difícil de entender. A produção de álcool precisaria ter uma vantagem competitiva para justificar um comportamento tão estranho. A resposta, o artigo explica, é que a famosa e já citada duplicação de genes permitiu alterações no mecanismo de controle da respiração, e o surgimento de enzimas que permitiam à levedura se alimentar de álcool, com o uso de oxigênio.
Surgiu, então o processo pelo qual a levedura produz álcool a partir do açúcar, gerando pouca energia. O álcool mata microorganismos competidores, o que permite à levedura ficar praticamente sozinha. Posteriormente, quando os açúcares acabam e só existe álcool, ela consome esse álcool, usando oxigênio e produzindo gás carbônico. Por esse motivo, o processo de fermentação para produção de bebidas deve ser interrompido antes que a levedura comece a consumir o álcool de forma significativa. Para isso, recomenda-se beber o líquido antes que isso aconteça, ou manter a bebida dentro de um recipiente selado, sem oxigênio, o que impede o consumo do álcool pela levedura, e permite que a bebida se conserve por décadas.