Como as plantas transmitem memórias genéticas para seus descendentes?

A herança epigenética, que controla os padrões de expressão genética passados de geração para geração, é muito importante para vários organismos, incluindo as plantas. Recentemente, um novo estudo descobriu ainda mais sobre como esse mecanismo funciona, o que pode ter implicações importantes para o abastecimento alimentar, a agricultura e o ambiente.

Antigamente, acreditava-se que essa herança era simplesmente a passagem do DNA dos pais para os filhos, mas esse não é o caso. Alguns organismos também transmitem marcadores químicos que ajudam a instruir as células sobre como usar o DNA. Entenda mais sobre essa curiosa relação ao longo dos próximos parágrafos!

Herança epigenética

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Quando um organismo está no processo de herança epigenética, ele forma elementos transponíveis ou "genes saltadores", que quando ativados podem se mover e perturbar outros genes. Esse processo, por sua vez, pode ser perigoso. Para ajudar a proteger o genoma e silenciar estes genes, as células podem anexar marcadores reguladores a locais específicos do DNA por meio de uma etapa chamada metilação.

Segundo o novo artigo recém-publicado, os cientistas têm investigado a proteína DDM1 em Arabidopsis thaliana, um dos principais organismos modelo no mundo vegetal. DDM1 é uma proteína descoberta há 30 anos pelo autor do estudo Rob Martienssen e um ex-colega, fazendo parte importante na metilação do DNA.

Como o DNA das plantas costuma ser compacto, as células geralmente envolvem ele em torno de histonas, que são chamadas de proteínas de empacotamento. Porém, isso por si só pode causar problemas, uma vez que as histonas podem bloquear o acesso ao DNA para que a metilação aconteça.

Ao longo de sua história, os pesquisadores descobriram que o DDM1 gosta de deslizar pelas proteínas de empacotamento para expor os lados que podem precisar de metilação. Isso foi comparado a um ioiô deslizando por uma corda. 

Novas investigações

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Os investigadores descobriram recentemente exatamente como essa proteína abre caminho para a enzina que está envolvida na metilação. Esse estudo utilizou experimentos de microscopia bioquímica, genética e microscopia eletrônica para identificar exatamente quais histonas o DDM1 desloca e para captar imagens da enzima interagindo com as proteínas de empacotamento associadas e o DNA.

Através dessa investigação, eles viram como o DDM1 se liga a histonas específicas e, por sua vez, remodela o DNA empacotado. Também foi revelado que o DMM1 tem afinidade por certas histonas, o que ajuda a preservar importantes controles epigenéticos ao longo das gerações. 

Uma histona que parece ser encontrada apenas no pólen é resistente ao DDM1 e, na verdade, atua como um substituto durante a divisão celular. No geral, essa descoberta pode não ser apenas baseada em plantas, mas também ser transmitida para o mundo humano. Como nós também precisamos de proteínas semelhantes ao DMM1 para manter a metilação do DNA, a nova pesquisa pode ajudar a revelar como as proteínas humanas mantêm nossos genomas funcionais e intactos.