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A N-metilcocaína existe na natureza?

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O cátion N-metilcocaína (na foto) é um análogo da cocaína que bloqueia o HERG intracelularmente, se de alguma forma ele for capaz de entrar em uma célula. Uma revisão dos alcalóides do tropano em Eritroxilo não inclui, ou qualquer derivado N, N-dimetil, mas isso pode ser atribuído ao problema de que um sal de amônio quaternário, embora possa ser tecnicamente considerado um alcalóide, não seria isolado (ou removido de um aromatizante de refrigerante? ) por extração ácido-base. Mas antes de deixarmos a paranóia nos dominar ... há alguma indicação de que o composto existe como um produto natural? (Você não precisa olhar além Eritroxilo. Uma resposta apenas para E. coca ou E. novogranatense seria bem-vindo.)


Natureza vs. Criação: como as personalidades são formadas?

Sarahwolfephotography / Getty Images

Você herdou seus olhos verdes de sua mãe e suas sardas de seu pai - mas de onde você tirou sua personalidade apaixonada e talento para cantar? Você aprendeu essas coisas com seus pais ou foi predeterminado por seus genes? Embora seja claro que as características físicas são hereditárias, as águas genéticas ficam um pouco mais obscuras quando se trata do comportamento, inteligência e personalidade de um indivíduo. Em última análise, o velho argumento da natureza versus criação nunca teve um vencedor claro. Embora não saibamos realmente quanto de nossa personalidade é determinado por nosso DNA e quanto por nossa experiência de vida, sabemos que ambos desempenham um papel.


Produção

Os anticorpos são produzidos por um tipo de glóbulo branco denominado célula B (linfócito B). As células B se desenvolvem a partir de células-tronco na medula óssea. Quando as células B são ativadas devido à presença de um antígeno específico, elas se desenvolvem em células plasmáticas.

As células plasmáticas criam anticorpos específicos para um determinado antígeno. As células plasmáticas geram os anticorpos essenciais para o ramo do sistema imunológico conhecido como sistema imunológico humoral. A imunidade humoral depende da circulação de anticorpos em fluidos corporais e soro sanguíneo para identificar e neutralizar antígenos.

Quando um antígeno desconhecido é detectado no corpo, pode levar até duas semanas para que as células plasmáticas possam gerar anticorpos suficientes para neutralizar o antígeno específico. Assim que a infecção está sob controle, a produção de anticorpos diminui e uma pequena amostra de anticorpos permanece em circulação. Se esse antígeno específico aparecer novamente, a resposta do anticorpo será muito mais rápida e forte.


Conteúdo

As proteínas foram reconhecidas como uma classe distinta de moléculas biológicas no século XVIII por Antoine Fourcroy e outros, distinguidas pela capacidade das moléculas de coagular ou flocular sob tratamentos com calor ou ácido. [1] Os exemplos notados na época incluíam albumina de clara de ovo, albumina de soro sanguíneo, fibrina e glúten de trigo.

As proteínas foram descritas pela primeira vez pelo químico holandês Gerardus Johannes Mulder e nomeadas pelo químico sueco Jöns Jacob Berzelius em 1838. [2] [3] Mulder realizou análises elementares de proteínas comuns e descobriu que quase todas as proteínas tinham a mesma fórmula empírica, C400H620N100O120P1S1. [4] Ele chegou à conclusão errônea de que eles podem ser compostos de um único tipo de molécula (muito grande). O termo "proteína" para descrever essas moléculas foi proposto pelo associado de Mulder, a proteína Berzelius é derivada da palavra grega πρώτειος (proteios), que significa "principal", [5] "na liderança" ou "na frente", [6] + -no. Mulder continuou identificando os produtos da degradação de proteínas, como o aminoácido leucina, para o qual ele encontrou um peso molecular (quase correto) de 131 Da. [4] Antes de "proteína", outros nomes eram usados, como "albuminas" ou "materiais albuminosos" (Eiweisskörper, em alemão). [7]

Os primeiros cientistas nutricionais, como o alemão Carl von Voit, acreditavam que a proteína era o nutriente mais importante para manter a estrutura do corpo, porque geralmente se acreditava que "a carne faz a carne". [8] Karl Heinrich Ritthausen estendeu as formas conhecidas de proteínas com a identificação do ácido glutâmico. Na Estação Experimental Agrícola de Connecticut, uma revisão detalhada das proteínas vegetais foi compilada por Thomas Burr Osborne. Trabalhando com Lafayette Mendel e aplicando a lei do mínimo de Liebig na alimentação de ratos de laboratório, os aminoácidos nutricionalmente essenciais foram estabelecidos. O trabalho foi continuado e comunicado por William Cumming Rose. A compreensão das proteínas como polipeptídeos veio através do trabalho de Franz Hofmeister e Hermann Emil Fischer em 1902. [9] [10] O papel central das proteínas como enzimas em organismos vivos não foi totalmente avaliado até 1926, quando James B. Sumner mostrou que a enzima urease era na verdade uma proteína. [11]

A dificuldade em purificar proteínas em grandes quantidades tornou-as muito difíceis para os primeiros bioquímicos de proteínas estudarem. Portanto, os primeiros estudos focaram em proteínas que poderiam ser purificadas em grandes quantidades, por exemplo, aquelas de sangue, clara de ovo, várias toxinas e enzimas digestivas / metabólicas obtidas em matadouros. Na década de 1950, a Armor Hot Dog Co. purificou 1 kg de ribonuclease A pancreática bovina pura e o disponibilizou gratuitamente aos cientistas. Esse gesto ajudou a ribonuclease A a se tornar um alvo importante para estudos bioquímicos nas décadas seguintes. [4]

Linus Pauling é creditado com a previsão bem-sucedida de estruturas secundárias de proteínas regulares com base em ligações de hidrogênio, uma ideia apresentada pela primeira vez por William Astbury em 1933. [12] Trabalho posterior de Walter Kauzmann sobre desnaturação, [13] [14] baseado parcialmente em dados anteriores estudos de Kaj Linderstrøm-Lang, [15] contribuíram para uma compreensão do enovelamento e estrutura da proteína mediada por interações hidrofóbicas.

A primeira proteína a ser sequenciada foi a insulina, de Frederick Sanger, em 1949. Sanger determinou corretamente a sequência de aminoácidos da insulina, demonstrando conclusivamente que as proteínas consistiam em polímeros lineares de aminoácidos em vez de cadeias ramificadas, coloides ou ciclóis. [16] Ele ganhou o Prêmio Nobel por essa conquista em 1958. [17]

As primeiras estruturas de proteínas a serem resolvidas foram hemoglobina e mioglobina, por Max Perutz e Sir John Cowdery Kendrew, respectivamente, em 1958. [18] [19] Em 2017 [atualização], o Protein Data Bank tinha mais de 126.060 estruturas de resolução atômica de proteínas. [20] Em tempos mais recentes, a microscopia crioeletrônica de grandes conjuntos macromoleculares [21] e a predição da estrutura da proteína computacional de pequenos domínios da proteína [22] são dois métodos que abordam a resolução atômica.

O número de proteínas codificadas em um genoma corresponde aproximadamente ao número de genes (embora possa haver um número significativo de genes que codificam o RNA da proteína, por exemplo, RNAs ribossômicos). Os vírus normalmente codificam de algumas centenas a algumas centenas de proteínas, e as bactérias de algumas centenas a alguns milhares, enquanto os eucariotos normalmente codificam de alguns milhares a dezenas de milhares de proteínas (consulte o tamanho do genoma para obter uma lista de exemplos).

A maioria das proteínas consiste em polímeros lineares construídos a partir de séries de até 20 diferentes eu-α- aminoácidos. Todos os aminoácidos proteinogênicos possuem características estruturais comuns, incluindo um carbono α ao qual um grupo amino, um grupo carboxila e uma cadeia lateral variável estão ligados. Apenas a prolina difere dessa estrutura básica, pois contém um anel incomum para o grupo amina N-end, que força a porção amida CO-NH em uma conformação fixa. [23] As cadeias laterais dos aminoácidos padrão, detalhadas na lista de aminoácidos padrão, têm uma grande variedade de estruturas e propriedades químicas; é o efeito combinado de todas as cadeias laterais de aminoácidos em uma proteína que, em última análise, determina sua estrutura tridimensional e sua reatividade química. [24] Os aminoácidos em uma cadeia polipeptídica são ligados por ligações peptídicas. Uma vez ligado na cadeia da proteína, um aminoácido individual é chamado de resíduo, e a série ligada de átomos de carbono, nitrogênio e oxigênio são conhecidos como o cadeia principal ou espinha dorsal da proteína. [25] : 19

A ligação peptídica tem duas formas de ressonância que contribuem com algum caráter de ligação dupla e inibem a rotação em torno de seu eixo, de modo que os carbonos alfa são aproximadamente coplanares. Os outros dois ângulos diédricos na ligação peptídica determinam a forma local assumida pela estrutura da proteína. [25]: 31 O final com um grupo amino livre é conhecido como terminal N ou terminal amino, enquanto o final da proteína com um grupo carboxila livre é conhecido como terminal C ou terminal carboxi (a sequência da proteína é escrito do terminal N para o terminal C, da esquerda para a direita).

As palavras proteína, polipeptídeo, e peptídeo são um pouco ambíguos e podem se sobrepor em significado. Proteína é geralmente usado para se referir à molécula biológica completa em uma conformação estável, enquanto peptídeo é geralmente reservado para oligômeros de aminoácidos curtos, muitas vezes sem uma estrutura 3D estável. Mas a fronteira entre os dois não está bem definida e geralmente fica perto de 20-30 resíduos. [26] Polipeptídeo pode se referir a qualquer cadeia linear única de aminoácidos, geralmente independentemente do comprimento, mas muitas vezes implica na ausência de uma conformação definida.

Interações

Abundância nas células

Foi estimado que bactérias de tamanho médio contêm cerca de 2 milhões de proteínas por célula (por exemplo, E. coli e Staphylococcus aureus) Bactérias menores, como Mycoplasma ou espiroquetas contêm menos moléculas, da ordem de 50.000 a 1 milhão. Em contraste, as células eucarióticas são maiores e, portanto, contêm muito mais proteínas. Por exemplo, estimou-se que as células de levedura contêm cerca de 50 milhões de proteínas e células humanas na ordem de 1 a 3 bilhões. [30] A concentração de cópias individuais de proteínas varia de algumas moléculas por célula até 20 milhões. [31] Nem todos os genes que codificam proteínas são expressos na maioria das células e seu número depende, por exemplo, do tipo de célula e de estímulos externos. Por exemplo, das cerca de 20.000 proteínas codificadas pelo genoma humano, apenas 6.000 são detectadas em células linfoblastóides. [32]

Biossíntese

As proteínas são montadas a partir de aminoácidos usando informações codificadas nos genes. Cada proteína tem sua própria sequência de aminoácidos única que é especificada pela sequência de nucleotídeos do gene que codifica essa proteína. O código genético é um conjunto de conjuntos de três nucleotídeos chamados códons e cada combinação de três nucleotídeos designa um aminoácido, por exemplo AUG (adenina-uracila-guanina) é o código da metionina. Como o DNA contém quatro nucleotídeos, o número total de códons possíveis é 64, portanto, há alguma redundância no código genético, com alguns aminoácidos especificados por mais de um códon. [29]: 1002–42 Os genes codificados no DNA são primeiro transcritos em RNA pré-mensageiro (mRNA) por proteínas como a RNA polimerase. A maioria dos organismos então processa o pré-mRNA (também conhecido como um transcrição primária) usando várias formas de modificação pós-transcricional para formar o mRNA maduro, que é então usado como um modelo para a síntese de proteínas pelo ribossomo. Em procariotos, o mRNA pode ser usado assim que é produzido ou ser ligado por um ribossomo após ter se afastado do nucleóide. Em contraste, os eucariotos produzem mRNA no núcleo da célula e então o translocam através da membrana nuclear para o citoplasma, onde ocorre a síntese de proteínas. A taxa de síntese de proteínas é maior em procariotos do que em eucariotos e pode atingir até 20 aminoácidos por segundo. [33]

O processo de sintetizar uma proteína a partir de um molde de mRNA é conhecido como tradução. O mRNA é carregado no ribossomo e é lido três nucleotídeos por vez, combinando cada códon com seu anticódon de emparelhamento de base localizado em uma molécula de RNA de transferência, que carrega o aminoácido correspondente ao códon que reconhece. A enzima aminoacil tRNA sintetase "carrega" as moléculas de tRNA com os aminoácidos corretos. O polipeptídeo em crescimento é frequentemente denominado de corrente nascente. As proteínas são sempre biossintetizadas do terminal N para o terminal C. [29]: 1002-42

O tamanho de uma proteína sintetizada pode ser medido pelo número de aminoácidos que ela contém e por sua massa molecular total, que normalmente é relatada em unidades de Daltons (sinônimo de unidades de massa atômica), ou a unidade derivada de quilodalton (kDa). O tamanho médio de uma proteína aumenta de Archaea para Bactéria e Eucarioto (283, 311, 438 resíduos e 31, 34, 49 kDa respectivamente) devido a um maior número de domínios de proteína que constituem proteínas em organismos superiores. [34] Por exemplo, as proteínas de levedura têm em média 466 aminoácidos de comprimento e 53 kDa de massa. [26] As maiores proteínas conhecidas são as titinas, um componente do sarcômero muscular, com massa molecular de quase 3.000 kDa e comprimento total de quase 27.000 aminoácidos. [35]

Síntese química

Proteínas curtas também podem ser sintetizadas quimicamente por uma família de métodos conhecidos como síntese de peptídeos, que dependem de técnicas de síntese orgânica, como ligação química, para produzir peptídeos em alto rendimento. [36] A síntese química permite a introdução de aminoácidos não naturais em cadeias polipeptídicas, como a ligação de sondas fluorescentes às cadeias laterais de aminoácidos. [37] Esses métodos são úteis em bioquímica laboratorial e biologia celular, embora geralmente não sejam para aplicações comerciais. A síntese química é ineficiente para polipeptídeos com mais de cerca de 300 aminoácidos, e as proteínas sintetizadas podem não assumir prontamente sua estrutura terciária nativa. A maioria dos métodos de síntese química prossegue do terminal C para o terminal N, oposto à reação biológica. [38]

A maioria das proteínas se dobra em estruturas 3D exclusivas. A forma em que uma proteína se dobra naturalmente é conhecida como sua conformação nativa. [25]: 36 Embora muitas proteínas possam dobrar sem ajuda, simplesmente por meio das propriedades químicas de seus aminoácidos, outras requerem a ajuda de chaperones moleculares para dobrar em seus estados nativos. [25]: 37 Os bioquímicos costumam se referir a quatro aspectos distintos da estrutura de uma proteína: [25]: 30-34

  • Estrutura primária: a sequência de aminoácidos. Uma proteína é uma poliamida.
  • Estrutura secundária: estruturas locais que se repetem regularmente estabilizadas por ligações de hidrogênio. Os exemplos mais comuns são a hélice α, folha β e voltas. Como as estruturas secundárias são locais, muitas regiões de diferentes estruturas secundárias podem estar presentes na mesma molécula de proteína.
  • Estrutura terciária: a forma geral de uma única molécula de proteína a relação espacial das estruturas secundárias entre si. A estrutura terciária é geralmente estabilizada por interações não locais, mais comumente a formação de um núcleo hidrofóbico, mas também por meio de pontes salinas, pontes de hidrogênio, pontes de dissulfeto e até mesmo modificações pós-tradução. O termo "estrutura terciária" é frequentemente usado como sinônimo do termo dobrar. A estrutura terciária é o que controla a função básica da proteína.
  • Estrutura quaternária: a estrutura formada por várias moléculas de proteínas (cadeias polipeptídicas), geralmente chamadas subunidades de proteína neste contexto, que funcionam como um único complexo proteico.
  • Estrutura quinária: as assinaturas da superfície da proteína que organizam o interior celular lotado. A estrutura quinária depende de interações macromoleculares transitórias, mas essenciais, que ocorrem dentro das células vivas.

As proteínas não são moléculas totalmente rígidas. Além desses níveis de estrutura, as proteínas podem alternar entre várias estruturas relacionadas enquanto desempenham suas funções. No contexto desses rearranjos funcionais, essas estruturas terciárias ou quaternárias são geralmente chamadas de "conformações", e as transições entre elas são chamadas mudanças conformacionais. Essas mudanças são frequentemente induzidas pela ligação de uma molécula de substrato ao sítio ativo de uma enzima, ou à região física da proteína que participa da catálise química. Em solução, as proteínas também sofrem variação na estrutura por meio da vibração térmica e da colisão com outras moléculas. [29]: 368-75

As proteínas podem ser divididas informalmente em três classes principais, que se correlacionam com estruturas terciárias típicas: proteínas globulares, proteínas fibrosas e proteínas de membrana. Quase todas as proteínas globulares são solúveis e muitas são enzimas. As proteínas fibrosas são freqüentemente estruturais, como o colágeno, o principal componente do tecido conjuntivo, ou a queratina, o componente proteico do cabelo e das unhas. As proteínas da membrana frequentemente servem como receptores ou fornecem canais para que moléculas polares ou carregadas passem através da membrana celular. [29]: 165-85

Um caso especial de ligações de hidrogênio intramoleculares dentro das proteínas, mal protegidas do ataque da água e, portanto, promovendo sua própria desidratação, são chamados de desidrons. [39]

Domínios de proteína

Muitas proteínas são compostas por vários domínios de proteína, isto é, segmentos de uma proteína que se dobram em unidades estruturais distintas. Os domínios geralmente também têm funções específicas, como atividades enzimáticas (por exemplo, quinase) ou servem como módulos de ligação (por exemplo, o domínio SH3 se liga a sequências ricas em prolina em outras proteínas).

Motivo de sequência

As sequências curtas de aminoácidos dentro das proteínas freqüentemente atuam como locais de reconhecimento para outras proteínas. [40] Por exemplo, os domínios SH3 tipicamente se ligam a motivos PxxP curtos (ou seja, 2 prolinas [P], separadas por dois aminoácidos não especificados [x], embora os aminoácidos circundantes possam determinar a especificidade de ligação exata). Muitos desses motivos foram coletados no banco de dados de Motivos Lineares Eucarióticos (ELM).

As proteínas são os principais atores dentro da célula, supostamente realizando as funções especificadas pelas informações codificadas nos genes. [26] Com exceção de certos tipos de RNA, a maioria das outras moléculas biológicas são elementos relativamente inertes sobre os quais as proteínas agem. As proteínas constituem metade do peso seco de um Escherichia coli célula, enquanto outras macromoléculas, como DNA e RNA constituem apenas 3% e 20%, respectivamente. [41] O conjunto de proteínas expressas em uma determinada célula ou tipo de célula é conhecido como seu proteoma.

A principal característica das proteínas que também permite seu conjunto diversificado de funções é a capacidade de se ligar a outras moléculas de maneira específica e firme. A região da proteína responsável pela ligação de outra molécula é conhecida como sítio de ligação e costuma ser uma depressão ou "bolsa" na superfície molecular. Essa capacidade de ligação é mediada pela estrutura terciária da proteína, que define a bolsa do local de ligação, e pelas propriedades químicas das cadeias laterais dos aminoácidos circundantes. A ligação da proteína pode ser extraordinariamente forte e específica, por exemplo, a proteína inibidora da ribonuclease se liga à angiogenina humana com uma constante de dissociação subfemtomolar (& lt10-15 M), mas não se liga de forma alguma ao seu homólogo anfíbio onconase (& gt1 M).Mudanças químicas extremamente pequenas, como a adição de um único grupo metil a um parceiro de ligação, às vezes podem ser suficientes para quase eliminar a ligação, por exemplo, a aminoacil tRNA sintetase específica para o aminoácido valina discrimina a cadeia lateral muito semelhante do aminoácido isoleucina. [42]

As proteínas podem se ligar a outras proteínas, bem como a substratos de pequenas moléculas. Quando as proteínas se ligam especificamente a outras cópias da mesma molécula, elas podem oligomerizar para formar fibrilas. Esse processo ocorre frequentemente em proteínas estruturais que consistem em monômeros globulares que se autoassociam para formar fibras rígidas. As interações proteína-proteína também regulam a atividade enzimática, controlam a progressão ao longo do ciclo celular e permitem a montagem de grandes complexos de proteínas que realizam muitas reações intimamente relacionadas com uma função biológica comum. As proteínas também podem se ligar ou mesmo ser integradas às membranas celulares. A capacidade dos parceiros de ligação de induzir mudanças conformacionais nas proteínas permite a construção de redes de sinalização extremamente complexas. [29]: 830-49 Como as interações entre proteínas são reversíveis e dependem fortemente da disponibilidade de diferentes grupos de proteínas parceiras para formar agregados que são capazes de realizar conjuntos discretos de função, o estudo das interações entre proteínas específicas é fundamental para compreender aspectos importantes da função celular e, em última análise, as propriedades que distinguem determinados tipos de células. [43] [44]

Enzimas

O papel mais conhecido das proteínas na célula é o de enzimas, que catalisam reações químicas. As enzimas são geralmente altamente específicas e aceleram apenas uma ou algumas reações químicas. As enzimas realizam a maioria das reações envolvidas no metabolismo, bem como manipulam o DNA em processos como a replicação do DNA, reparo do DNA e transcrição. Algumas enzimas atuam sobre outras proteínas para adicionar ou remover grupos químicos em um processo conhecido como modificação pós-tradução. Sabe-se que cerca de 4.000 reações são catalisadas por enzimas. [45] A aceleração da taxa conferida pela catálise enzimática é frequentemente enorme - aumento de até 10 17 vezes na taxa em relação à reação não catalisada no caso da orotato descarboxilase (78 milhões de anos sem a enzima, 18 milissegundos com a enzima). [46]

As moléculas ligadas e sob a ação de enzimas são chamadas de substratos. Embora as enzimas possam consistir em centenas de aminoácidos, geralmente é apenas uma pequena fração dos resíduos que entram em contato com o substrato, e uma fração ainda menor - três a quatro resíduos em média - que está diretamente envolvida na catálise. [47] A região da enzima que se liga ao substrato e contém os resíduos catalíticos é conhecida como sítio ativo.

As proteínas dirigentes são membros de uma classe de proteínas que ditam a estereoquímica de um composto sintetizado por outras enzimas. [48]

Sinalização celular e ligação ao ligante

Muitas proteínas estão envolvidas no processo de sinalização celular e transdução de sinal. Algumas proteínas, como a insulina, são proteínas extracelulares que transmitem um sinal da célula na qual foram sintetizadas para outras células em tecidos distantes. Outras são proteínas de membrana que atuam como receptores cuja função principal é ligar uma molécula sinalizadora e induzir uma resposta bioquímica na célula. Muitos receptores têm um local de ligação exposto na superfície da célula e um domínio efetor dentro da célula, que pode ter atividade enzimática ou pode sofrer uma alteração conformacional detectada por outras proteínas dentro da célula. [28]: 251-81

Os anticorpos são componentes proteicos de um sistema imunológico adaptativo cuja função principal é ligar antígenos, ou substâncias estranhas no corpo, e direcioná-los para destruição. Os anticorpos podem ser secretados no ambiente extracelular ou ancorados nas membranas de células B especializadas conhecidas como células plasmáticas. Enquanto as enzimas são limitadas em sua afinidade de ligação para seus substratos pela necessidade de conduzir sua reação, os anticorpos não têm tais restrições. A afinidade de ligação de um anticorpo ao seu alvo é extraordinariamente alta. [29]: 275-50

Muitas proteínas de transporte de ligantes ligam-se a pequenas biomoléculas específicas e as transportam para outros locais no corpo de um organismo multicelular. Essas proteínas devem ter uma alta afinidade de ligação quando seu ligante está presente em altas concentrações, mas também devem liberar o ligante quando ele está presente em baixas concentrações nos tecidos-alvo. O exemplo canônico de uma proteína de ligação ao ligante é a hemoglobina, que transporta oxigênio dos pulmões para outros órgãos e tecidos em todos os vertebrados e tem homólogos próximos em todos os reinos biológicos. [29]: 222-29 Lectinas são proteínas de ligação de açúcar que são altamente específicas para suas porções de açúcar. As lectinas normalmente desempenham um papel nos fenômenos de reconhecimento biológico envolvendo células e proteínas. [49] Receptores e hormônios são proteínas de ligação altamente específicas.

As proteínas transmembrana também podem servir como proteínas de transporte de ligantes que alteram a permeabilidade da membrana celular a pequenas moléculas e íons. A membrana sozinha tem um núcleo hidrofóbico através do qual moléculas polares ou carregadas não podem se difundir. As proteínas da membrana contêm canais internos que permitem que tais moléculas entrem e saiam da célula. Muitas proteínas de canais de íons são especializadas para selecionar apenas um íon específico, por exemplo, os canais de potássio e sódio freqüentemente discriminam apenas um dos dois íons. [28]: 232-34

Proteínas estruturais

As proteínas estruturais conferem rigidez e rigidez a componentes biológicos fluidos de outra forma. A maioria das proteínas estruturais são proteínas fibrosas, por exemplo, colágeno e elastina são componentes críticos do tecido conjuntivo, como cartilagem, e a queratina é encontrada em estruturas duras ou filamentosas, como cabelos, unhas, penas, cascos e algumas conchas de animais. [29]: 178-81 Algumas proteínas globulares também podem desempenhar funções estruturais, por exemplo, a actina e a tubulina são globulares e solúveis como monômeros, mas polimerizam para formar fibras longas e rígidas que compõem o citoesqueleto, o que permite que a célula mantenha sua forma e tamanho.

Outras proteínas que desempenham funções estruturais são proteínas motoras, como miosina, cinesina e dineína, que são capazes de gerar forças mecânicas. Essas proteínas são cruciais para a motilidade celular de organismos unicelulares e os espermatozoides de muitos organismos multicelulares que se reproduzem sexualmente. Eles também geram as forças exercidas pelos músculos em contração [29]: 258–64, 272 e desempenham papéis essenciais no transporte intracelular.

Uma questão chave na biologia molecular é como as proteínas evoluem, ou seja, como as mutações (ou melhor, as mudanças na sequência de aminoácidos) podem levar a novas estruturas e funções? A maioria dos aminoácidos em uma proteína pode ser alterada sem interromper a atividade ou função, como pode ser visto a partir de numerosas proteínas homólogas entre as espécies (conforme coletado em bancos de dados especializados para famílias de proteínas, por exemplo, PFAM). [50] Para evitar consequências dramáticas de mutações, um gene pode ser duplicado antes que possa sofrer mutação livremente. No entanto, isso também pode levar à perda completa da função do gene e, portanto, dos pseudo-genes. [51] Mais comumente, as alterações de um único aminoácido têm consequências limitadas, embora algumas possam alterar a função da proteína substancialmente, especialmente nas enzimas. Por exemplo, muitas enzimas podem alterar sua especificidade de substrato por uma ou algumas mutações. [52] Mudanças na especificidade do substrato são facilitadas por promiscuidade de substrato, isto é, a capacidade de muitas enzimas de se ligar e processar vários substratos. Quando ocorrem mutações, a especificidade de uma enzima pode aumentar (ou diminuir) e, portanto, sua atividade enzimática. [52] Assim, as bactérias (ou outros organismos) podem se adaptar a diferentes fontes de alimentos, incluindo substratos não naturais, como o plástico. [53]

As atividades e estruturas das proteínas podem ser examinadas em vitro, in vivo e in silico. Em vitro estudos de proteínas purificadas em ambientes controlados são úteis para aprender como uma proteína realiza sua função: por exemplo, estudos de cinética enzimática exploram o mecanismo químico da atividade catalítica de uma enzima e sua afinidade relativa para várias moléculas de substrato possíveis. Por contraste, na Vivo experimentos podem fornecer informações sobre o papel fisiológico de uma proteína no contexto de uma célula ou mesmo de um organismo inteiro. Em sílico estudos usam métodos computacionais para estudar proteínas.

Purificação de proteína

Atuar em vitro análise, uma proteína deve ser purificada de outros componentes celulares. Esse processo geralmente começa com a lise celular, na qual a membrana da célula é rompida e seu conteúdo interno liberado em uma solução conhecida como lisado bruto. A mistura resultante pode ser purificada usando ultracentrifugação, que fraciona os vários componentes celulares em frações contendo proteínas solúveis, lipídios de membrana e proteínas, organelas celulares e ácidos nucléicos. A precipitação por um método conhecido como salting out pode concentrar as proteínas desse lisado. Vários tipos de cromatografia são então usados ​​para isolar a proteína ou proteínas de interesse com base em propriedades como peso molecular, carga líquida e afinidade de ligação. [25]: 21-24 O nível de purificação pode ser monitorado usando vários tipos de eletroforese em gel se o peso molecular da proteína desejada e o ponto isoelétrico forem conhecidos, por espectroscopia se a proteína tiver características espectroscópicas distinguíveis ou por ensaios enzimáticos se a proteína tiver atividade enzimática. Além disso, as proteínas podem ser isoladas de acordo com sua carga usando eletrofocagem. [54]

Para proteínas naturais, uma série de etapas de purificação pode ser necessária para obter proteína suficientemente pura para aplicações de laboratório. Para simplificar esse processo, a engenharia genética é frequentemente usada para adicionar características químicas às proteínas que as tornam mais fáceis de purificar sem afetar sua estrutura ou atividade. Aqui, uma "etiqueta" que consiste em uma sequência de aminoácidos específica, freqüentemente uma série de resíduos de histidina (uma "etiqueta de His"), é anexada a um terminal da proteína. Como resultado, quando o lisado é passado por uma coluna de cromatografia contendo níquel, os resíduos de histidina ligam o níquel e se fixam à coluna enquanto os componentes não marcados do lisado passam desimpedidos. Uma série de tags diferentes foram desenvolvidas para ajudar os pesquisadores a purificar proteínas específicas de misturas complexas. [55]

Localização celular

O estudo das proteínas na Vivo está frequentemente preocupado com a síntese e localização da proteína dentro da célula. Embora muitas proteínas intracelulares sejam sintetizadas no citoplasma e proteínas ligadas à membrana ou secretadas no retículo endoplasmático, as especificações de como as proteínas são direcionadas a organelas ou estruturas celulares específicas muitas vezes não são claras. Uma técnica útil para avaliar a localização celular usa engenharia genética para expressar em uma célula uma proteína de fusão ou quimera que consiste na proteína natural de interesse ligada a um "repórter", como a proteína fluorescente verde (GFP). [56] A posição da proteína fundida dentro da célula pode ser limpa e eficientemente visualizada usando microscopia, [57] como mostrado na figura ao lado.

Outros métodos para elucidar a localização celular de proteínas requerem o uso de marcadores compartimentais conhecidos para regiões como o ER, o Golgi, lisossomas ou vacúolos, mitocôndrias, cloroplastos, membrana plasmática, etc. Com o uso de versões marcadas com fluorescência desses marcadores ou de anticorpos para marcadores conhecidos, torna-se muito mais simples identificar a localização de uma proteína de interesse. Por exemplo, a imunofluorescência indireta permitirá a colocalização da fluorescência e a demonstração da localização. Os corantes fluorescentes são usados ​​para marcar compartimentos celulares para um propósito semelhante. [58]

Outras possibilidades também existem. Por exemplo, a imuno-histoquímica geralmente utiliza um anticorpo para uma ou mais proteínas de interesse que são conjugadas a enzimas produzindo sinais luminescentes ou cromogênicos que podem ser comparados entre as amostras, permitindo informações de localização. Outra técnica aplicável é o cofracionamento em gradientes de sacarose (ou outro material) usando centrifugação isopícnica. [59] Embora essa técnica não prove a co-localização de um compartimento de densidade conhecida e a proteína de interesse, ela aumenta a probabilidade e é mais passível de estudos em grande escala.

Finalmente, o método padrão ouro de localização celular é a microscopia imunoeletrônica. Essa técnica também usa um anticorpo para a proteína de interesse, juntamente com técnicas clássicas de microscopia eletrônica. A amostra é preparada para exame microscópico eletrônico normal e, em seguida, tratada com um anticorpo para a proteína de interesse que é conjugado a um material extremamente eletrodenso, geralmente ouro. Isso permite a localização de detalhes ultraestruturais, bem como da proteína de interesse. [60]

Por meio de outra aplicação de engenharia genética conhecida como mutagênese dirigida ao local, os pesquisadores podem alterar a sequência da proteína e, portanto, sua estrutura, localização celular e suscetibilidade à regulação. Essa técnica permite até mesmo a incorporação de aminoácidos não naturais em proteínas, usando tRNAs modificados, [61] e pode permitir o projeto racional de novas proteínas com novas propriedades. [62]

Proteômica

O complemento total de proteínas presentes em um dado momento em uma célula ou tipo de célula é conhecido como seu proteoma, e o estudo de tais conjuntos de dados em grande escala define o campo da proteômica, denominado por analogia ao campo relacionado da genômica. As principais técnicas experimentais em proteômica incluem eletroforese 2D, [63] que permite a separação de muitas proteínas, espectrometria de massa, [64] que permite rápida identificação de alto rendimento de proteínas e sequenciamento de peptídeos (mais frequentemente após a digestão em gel), proteína microarrays, que permitem a detecção dos níveis relativos das várias proteínas presentes em uma célula, e a triagem de dois híbridos, que permite a exploração sistemática das interações proteína-proteína. [65] O complemento total de tais interações biologicamente possíveis é conhecido como o interactome. [66] Uma tentativa sistemática de determinar as estruturas das proteínas que representam todas as dobras possíveis é conhecida como genômica estrutural. [67]

Determinação da estrutura

Descobrir a estrutura terciária de uma proteína, ou a estrutura quaternária de seus complexos, pode fornecer pistas importantes sobre como a proteína desempenha sua função e como ela pode ser afetada, ou seja, no projeto de drogas. Como as proteínas são muito pequenas para serem vistas em um microscópio de luz, outros métodos devem ser empregados para determinar sua estrutura. Métodos experimentais comuns incluem cristalografia de raios-X e espectroscopia de NMR, os quais podem produzir informações estruturais em resolução atômica. No entanto, experimentos de NMR são capazes de fornecer informações a partir das quais um subconjunto de distâncias entre pares de átomos pode ser estimado e as conformações finais possíveis para uma proteína são determinadas resolvendo um problema de geometria de distância. A interferometria de polarização dupla é um método analítico quantitativo para medir a conformação geral da proteína e as mudanças conformacionais devido a interações ou outro estímulo. O dicroísmo circular é outra técnica laboratorial para determinar a composição interna da folha β / helicoidal α das proteínas. A microscopia crioeletrônica é usada para produzir informações estruturais de resolução mais baixa sobre complexos de proteínas muito grandes, incluindo vírus reunidos [28]: 340-41 uma variante conhecida como cristalografia eletrônica também pode produzir informações de alta resolução em alguns casos, especialmente para cristais bidimensionais de proteínas de membrana. [68] Estruturas resolvidas são geralmente depositadas no Protein Data Bank (PDB), um recurso disponível gratuitamente a partir do qual dados estruturais sobre milhares de proteínas podem ser obtidos na forma de coordenadas cartesianas para cada átomo na proteína. [69]

Muito mais sequências de genes são conhecidas do que estruturas de proteínas. Além disso, o conjunto de estruturas resolvidas é enviesado em direção a proteínas que podem ser facilmente submetidas às condições exigidas na cristalografia de raios-X, um dos principais métodos de determinação de estrutura. Em particular, as proteínas globulares são comparativamente fáceis de cristalizar na preparação para a cristalografia de raios-X. As proteínas de membrana e grandes complexos de proteínas, por outro lado, são difíceis de cristalizar e estão sub-representados no PDB. [70] Iniciativas de genômica estrutural têm tentado remediar essas deficiências resolvendo sistematicamente estruturas representativas das principais classes de dobra. Os métodos de previsão da estrutura da proteína tentam fornecer um meio de gerar uma estrutura plausível para proteínas cujas estruturas não foram determinadas experimentalmente. [71]

Previsão de estrutura

Complementar ao campo da genômica estrutural, previsão da estrutura da proteína desenvolve modelos matemáticos eficientes de proteínas para prever computacionalmente as formações moleculares em teoria, em vez de detectar estruturas com observação em laboratório. [72] O tipo de predição de estrutura mais bem-sucedido, conhecido como modelagem de homologia, depende da existência de uma estrutura "modelo" com similaridade de sequência à proteína sendo modelada. O objetivo da genômica estrutural é fornecer representação suficiente em estruturas resolvidas para modelar a maioria dos aqueles que permanecem. [73] Embora a produção de modelos precisos permaneça um desafio quando apenas estruturas de modelo relacionadas distantemente estão disponíveis, foi sugerido que o alinhamento de sequência é o gargalo neste processo, já que modelos bastante precisos podem ser produzidos se um alinhamento de sequência "perfeito" for conhecido. [74] Muitos métodos de previsão de estrutura serviram para informar o campo emergente da engenharia de proteínas, em que novas dobras de proteínas já foram projetadas. [75] Também proteínas (em eucariotos

33%) contêm grandes segmentos não estruturados, mas biologicamente funcionais e podem ser classificados como proteínas intrinsecamente desordenadas. [76] Prever e analisar o distúrbio de proteína é, portanto, uma parte importante da caracterização da estrutura da proteína. [77]

Bioinformática

Uma vasta gama de métodos computacionais foi desenvolvida para analisar a estrutura, função e evolução das proteínas. O desenvolvimento de tais ferramentas foi impulsionado pela grande quantidade de dados genômicos e proteômicos disponíveis para uma variedade de organismos, incluindo o genoma humano. É simplesmente impossível estudar todas as proteínas experimentalmente, portanto, apenas algumas são submetidas a experimentos de laboratório, enquanto ferramentas computacionais são usadas para extrapolar para proteínas semelhantes. Essas proteínas homólogas podem ser eficientemente identificadas em organismos distantemente relacionados por alinhamento de sequências. O genoma e as sequências de genes podem ser pesquisados ​​por uma variedade de ferramentas para certas propriedades. As ferramentas de perfil de sequência podem encontrar locais de enzimas de restrição, abrir quadros de leitura em sequências de nucleotídeos e prever estruturas secundárias.Árvores filogenéticas podem ser construídas e hipóteses evolutivas desenvolvidas usando um software especial como o ClustalW sobre a ancestralidade dos organismos modernos e os genes que eles expressam. O campo da bioinformática agora é indispensável para a análise de genes e proteínas.

Simulação in silico de processos dinâmicos

Um problema computacional mais complexo é a previsão de interações intermoleculares, como no docking molecular, [78] dobramento de proteínas, interação proteína-proteína e reatividade química. Os modelos matemáticos para simular esses processos dinâmicos envolvem a mecânica molecular, em particular, a dinâmica molecular. A respeito disso, em sílico simulações descobriram o dobramento de pequenos domínios de proteína α-helicoidal, como o capacete da vilina, [79] a proteína acessória do HIV [80] e métodos híbridos combinando dinâmica molecular padrão com matemática mecânica quântica exploraram os estados eletrônicos das rodopsinas. [81]

Além da dinâmica molecular clássica, os métodos de dinâmica quântica permitem a simulação de proteínas em detalhes atomísticos com uma descrição precisa dos efeitos da mecânica quântica. Os exemplos incluem o método Hartree dependente do tempo (MCTDH) e a abordagem de equações hierárquicas de movimento (HEOM), que foram aplicadas a criptocromos de plantas [82] e complexos de colheita de luz de bactérias [83], respectivamente. Ambas as simulações mecânicas quânticas e clássicas de sistemas em escala biológica são extremamente exigentes computacionalmente, então iniciativas de computação distribuída (por exemplo, o projeto Folding @ home [84]) facilitam a modelagem molecular explorando avanços no processamento paralelo de GPU e técnicas de Monte Carlo.

Análises químicas

O conteúdo total de nitrogênio da matéria orgânica é formado principalmente pelos grupos amino nas proteínas. O Nitrogênio Total Kjeldahl (TKN) é uma medida de nitrogênio amplamente utilizada na análise de águas (residuais), solo, alimentos, rações e matéria orgânica em geral. Como o nome sugere, o método Kjeldahl é aplicado. Métodos mais sensíveis estão disponíveis. [85] [86]

A maioria dos microorganismos e plantas pode biossintetizar todos os 20 aminoácidos padrão, enquanto os animais (incluindo humanos) devem obter alguns dos aminoácidos da dieta. [41] Os aminoácidos que um organismo não consegue sintetizar por conta própria são chamados de aminoácidos essenciais. As principais enzimas que sintetizam certos aminoácidos não estão presentes em animais - como a aspartoquinase, que catalisa a primeira etapa na síntese de lisina, metionina e treonina a partir do aspartato. Se os aminoácidos estiverem presentes no ambiente, os microrganismos podem conservar energia absorvendo os aminoácidos de seu ambiente e diminuindo a regulação de suas vias biossintéticas.

Em animais, os aminoácidos são obtidos por meio do consumo de alimentos contendo proteínas. As proteínas ingeridas são então quebradas em aminoácidos por meio da digestão, que normalmente envolve a desnaturação da proteína por meio da exposição ao ácido e hidrólise por enzimas chamadas proteases. Alguns aminoácidos ingeridos são usados ​​para a biossíntese de proteínas, enquanto outros são convertidos em glicose por meio da gliconeogênese ou alimentados no ciclo do ácido cítrico. Esse uso de proteína como combustível é particularmente importante em condições de fome, pois permite que as próprias proteínas do corpo sejam usadas para sustentar a vida, especialmente aquelas encontradas nos músculos. [87]

Em animais como cães e gatos, a proteína mantém a saúde e a qualidade da pele, promovendo o crescimento do folículo piloso e a queratinização, reduzindo assim a probabilidade de problemas de pele produzirem mau cheiro. [88] Proteínas de baixa qualidade também têm um papel relacionado à saúde gastrointestinal, aumentando o potencial de flatulência e compostos odoríferos em cães, porque quando as proteínas chegam ao cólon em um estado não digerido, elas são fermentadas produzindo gás sulfeto de hidrogênio, indol e escatol. [89] Cães e gatos digerem proteínas animais melhor do que as de plantas, mas produtos de origem animal de baixa qualidade são mal digeridos, incluindo pele, penas e tecido conjuntivo. [89]


É por isso que a cor azul é realmente rara na natureza

A cor mais favorita do mundo é o azul. De acordo com uma pesquisa do YouGov, praticamente todos os países do planeta o listam como tal. Além disso, ele está encantado e intrigado cientistas e artistas (veja: O Período Azul de Picasso) por séculos, e é a escolha número um para tudo, desde pintura de casa até jeans que você provavelmente está usando neste minuto. Ainda assim, a cor é surpreendentemente difícil de encontrar na natureza.

Caso em questão: os animais vêm em todas as variedades de cores, mas quantos você consegue pensar que são realmente azuis? Talvez o gaio-azul ou a baleia-azul (que não é assim tão azul assim). Depois, há as criaturas menos comuns, mas muito mais impressionantes, com cores azuis impressionantes, como borboletas, sapos e papagaios.

Por que o azul é tão incomum? A maioria dos pigmentos que os animais exibem em seu pelo, pele ou penas estão relacionados aos alimentos que consomem. O salmão é rosa por causa do marisco rosa que comem. Os pintassilgos obtêm essa cor amarela das flores amarelas que consomem. Mas, embora pigmentos como vermelho, marrom, laranja e amarelo venham dos alimentos que os animais comem, esse não é o caso com o azul. Na verdade, aquele azul que você vê não é realmente um pigmento.

Quando o azul aparece na natureza, está relacionado a outras razões além do pigmento. Em muitos animais, essa cor azul se deve à estrutura das moléculas e à maneira como elas refletem a luz. Por exemplo, a borboleta morfo azul (que você pode reconhecer como o emoji de borboleta) obtém sua cor do fato de que suas escamas de asas são em forma de cristas que fazem com que a luz do sol se curve de tal forma que a luz azul, no comprimento de onda certo , chega aos nossos olhos. Se as escamas tivessem formato diferente ou se algo diferente de ar estivesse preenchendo as lacunas entre elas, o azul desapareceria.

Pássaros azuis, como o gaio-azul, adquirem sua cor por meio de um processo semelhante, mas ligeiramente diferente: cada pena é feita de contas microscópicas que dispersam a luz, espaçadas de forma que tudo, exceto a luz azul, é cancelado. O azul em qualquer animal (incluindo os olhos azuis dos humanos) é devido a algum tipo de reflexão de luz desse tipo. A única exceção é a borboleta obrina asa de azeitona, que é o único animal conhecido na natureza que produz pigmento azul.

Por que a cor azul é quase exclusivamente encontrada em estruturas azuis, em vez de pigmentos? Os cientistas não podem dizer com certeza, mas uma teoria popular é que, à medida que desenvolver uma cor azul se tornou benéfico (para a sobrevivência e comunicação), ficou mais fácil, de uma perspectiva evolutiva, para esses animais mudarem as formas de seus corpos de maneiras microscópicas do que reescrever as regras da química.

Uma situação semelhante pode ser vista em plantas, onde o pigmento azul também não realmente existir. De acordo com David Lee, autor de Paleta da Natureza: A Ciência das Cores das Plantas e um professor aposentado do Departamento de Ciências Biológicas da Florida International University em Miami, menos de 10 por cento das 280.000 espécies de plantas com flores produzem flores azuis.

As plantas que parecem azuis, na verdade, costumam usar um pigmento vermelho conhecido como antocianina. Por meio de mudanças de pH e uma mistura de pigmentos, combinados com o reflexo da luz natural, as plantas são capazes de gerar a aparência de uma cor azul que ocorre naturalmente. Essa é a razão pela qual plantas como campânulas, hortênsias e ipoméias aparecem em vários tons de azul, quando na verdade, como explica Lee, "não há pigmento azul verdadeiro nas plantas". E para obter mais informações fascinantes sobre a roda de cores, aqui estão 30 fatos malucos sobre cores que vão explodir sua mente.

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Variação nas Plantas (com Diagrama)

Com o crescimento desta ciência, Bateson cunhou a palavra Genética em 1906 para aquele ramo da Biologia que se preocupa com o “Elucidação dos fenômenos de hereditariedade e variação”. A palavra em si é de origem latina e significa a gênese ou origem dos organismos.

A genética procura explicar as semelhanças e diferenças encontradas entre os organismos relacionados por descendência. Hereditariedade é a transmissão de qualidades parentais, expressas ou latentes, à progênie. Assim, a genética é o estudo crítico da hereditariedade, permitindo compreender o mecanismo da evolução. A eugenia é a ciência da genética aplicada aos seres humanos, com referência especial ao aprimoramento racial.

A ciência da genética começou com um estudo de variações para descobrir quais delas eram herdadas.

Variação:

A formação real de qualquer organismo é determinada por dois fatores - hereditariedade e ambiente, ou seja, natureza e criação. Vimos que enquanto Lamarck enfatizava a importância do meio ambiente (além dos & # 8216 esforços conscientes & # 8217 dos animais) sozinho, Weismann foi ao extremo oposto e, a princípio, ignorou completamente o efeito do meio ambiente.

Mas é claro que, se a hereditariedade for tão constante e imutável, então novas espécies não podem ser formadas e nenhuma evolução pode ocorrer. Para explicar a evolução, deve haver variação. A variação é da maior importância na evolução. A natureza seleciona aquelas variações hereditárias que tornam o organismo mais adequado ao seu ambiente.

Assim, as variantes selecionadas tornam-se mais adaptadas ao ambiente e, com o passar do tempo, a seleção progressiva forma uma nova espécie. Assim, variação, seleção e adaptação e timidez determinam principalmente o curso da evolução. As adaptações são modificações especiais que se adequam ao ambiente particular do organismo.

Os argumentos mais amargos em Genética e Evolução giram em torno do problema da origem das variações. Esta é uma questão de discórdia entre os neo-lamarckianos e os weismannianos ou neodarwinistas. Alguns filósofos vitais (Bergson, Smuts, Bernard Shaw, etc.) falaram de alguma força sobrenatural ou alguma Força de Vida causando evolução em certas direções. Mas estes são meramente especulativos e não baseados em fatos reais. No momento, todos os argumentos se condensaram em dois canais principais - ou as variações hereditárias são causadas por mudanças acidentais no germoplasma ou o ambiente molda essas variações.

A maioria dos geneticistas hoje acredita na evolução acidental causada pelas variações ou mutações acidentais. É possível que algumas das mutações sejam devidas a distúrbios causados ​​por mudanças ambientais. Por outro lado, há outros que acreditam que novas variações verdadeiras de criação surgem como resultado do efeito direto do meio ambiente. A escola russa de genética Lysenko, que afirmava ser eles os verdadeiros seguidores de Darwin, eram fortes defensores desta última visão.

Certos fenômenos na evolução foram explicados de maneira diferente pelos vitalistas, pelos mutacionistas e pelos ambientalistas. Ortogênese significa evolução em uma direção definida. É assim que se desenvolveu o hábito da semente nas plantas e o cérebro nos animais. Os vitalistas argumentam que uma força diretiva causou essa evolução e & # 8216predeterminou & # 8217 a direção da ortogênese.

Os mutacionistas, por outro lado, dizem que a natureza selecionou essas mutações, enquanto os ambientalistas diriam que o ambiente moldou essas formas. Epharmose significa evolução de formas semelhantes em grupos diferentes no mesmo ambiente. Assim, as formas de almofada e roseta foram desenvolvidas em plantas alpinas de diferentes tipos. Os cactos xerofíticos e as eufórbias xerofíticas são muito parecidos, embora venham de grupos amplamente diferentes.

Esse fenômeno também é conhecido como homoplasia. Essa convergência na evolução causada pela adaptação eparmônica deu origem a muitas especulações. A evolução paralela da heterosporia em diferentes grupos pteriodofíticos também pode ser atribuída a razões semelhantes. Vavilov formulou uma interessante Lei das Séries Homólogas na Variação, mostrando que as diferentes culturas cultivadas seguem o mesmo curso na evolução de novas variedades. Isso também provoca discussões sobre se essa evolução paralela pode ser acidental.

Verificou-se que organismos com a mesma hereditariedade apresentam os seguintes tipos de variação:

(1) As variações flutuantes ou contínuas são muito comuns. É muito difícil encontrar duas folhas exatamente iguais na mesma planta. Esta variação é causada mais pela & # 8216nurture & # 8217 do que pela & # 8216nature & # 8217 hereditária. O ambiente interno e externo causa tais variações e estas não são herdadas.

O conceito original de variações flutuantes, como entendido por Darwin e outros, no entanto, incluía algo mais do que o que foi afirmado acima. Isto inclui o segre e shygates de poligenes, i.e., os genes múltiplos e tais poligenes menores e genes modificadores que surgem constantemente na natureza por mutação.

(2) Mutações ou variações descontínuas aparecem repentinamente. Eles são causados ​​acidentalmente ou como efeito de mudanças ambientais.

(3) Variação por hibridação e recombinação do material germinativo. Mendel é chamado de Pai da Genética, pois foi o primeiro cientista que demonstrou como a hibridização pode ser utilizada na compreensão da hereditariedade dos organismos.

(4) Quimeras. Em enxertos entre duas plantas, às vezes, alguns botões peculiares ocorrem no ponto de união do tronco e do rebento (Fig. 814A). O tecido desse botão é, na verdade, uma mistura do tecido das duas plantas.

Os ramos originados de tais botões e plantas propagados vegetativamente a partir deles mostram algumas misturas das duas plantas-mãe simulando verdadeiros híbridos e são conhecidos como quimeras. Também se sabe que as quimeras surgem em plantas normais sem enxerto, sendo causadas por mutação de células somáticas, isto é, mutações de botões.

Sabe-se que as mutações cromossômicas ocorrem nos tecidos somáticos das plantas, de modo que dois tecidos, com células que são geneticamente diferentes (ou seja, com diferenças nos cromossomos), passam a viver lado a lado. Isso é chamado de quimera cromossômica. Um botão que se desenvolve a partir de tal tecido será uma mutação de botão quimeral. Uma quimera muito interessante é a forma ginandromórfica dos insetos, metade dos quais é masculino e metade feminino, já que metade do inseto é desenvolvido de células masculinas e a outra metade, feminino.

Também pode haver uma quimera envolvendo mais de dois tipos de genes e tecidos timidamente diferentes. Isso é denominado quimera policlinal.

Os dois tipos de tecidos parentais em uma quimera podem ser arranjados de maneira diferente e diferentes tipos de quimeras são reconhecidos de acordo com isso. A Fig. 814B mostra os arranjos nos tipos (a) periclinal (um tecido na periferia apenas), (b) setorial (duas seções ocupadas por dois tecidos) e (c) hipercimaeral (dois tecidos misturados indiscriminadamente).

O termo enxerto híbrido tem sido usado para variações semelhantes por alguns autores clássicos, mas em um sentido diferente. A hipótese do & # 8216graft hybird & # 8217 supõe que há hibridização real ou, melhor, fusão nuclear entre as células do estoque e do descendente. Os tecidos podem se separar posteriormente pela segregação dessas células fundidas. O mesmo termo & # 8216graft hybrid & # 8217 foi, novamente, usado em um sentido diferente pela escola russa Lysenko.

Winkler (1911) obteve notáveis ​​quimeras de enxertos de Solanum nigrum (woody night & shyshade) x Solanum lycopersicum (tomate) (Fig. 815), todos podendo passar por verdadeiros híbridos. Mas, em um exame mais atento, esses 'híbridos de enxerto & # 8217 foram considerados quimeras periclinais. Cytisus adami, uma quimera periclinal entre Laburnum vulgare e Cytisus purpureus, também é famosa.


Onde a tradução ocorre

Em todas as células, a máquina de tradução reside em uma organela especializada chamada ribossomo. Nos eucariotos, as moléculas de mRNA maduras devem deixar o núcleo e viajar para o citoplasma, onde os ribossomos estão localizados. Por outro lado, em organismos procarióticos, os ribossomos podem se anexar ao mRNA enquanto ele ainda está sendo transcrito. Nesta situação, a tradução começa na extremidade 5 'do mRNA, enquanto a extremidade 3' ainda está ligada ao DNA.

Em todos os tipos de células, o ribossomo é composto por duas subunidades: a subunidade grande (50S) e a subunidade pequena (30S) (S, para unidade de svedberg, é uma medida da velocidade de sedimentação e, portanto, da massa). Cada subunidade existe separadamente no citoplasma, mas as duas se unem na molécula de mRNA. As subunidades ribossômicas contêm proteínas e moléculas especializadas de RNA & # 8212 especificamente, RNA ribossômico (rRNA) e RNA de transferência (tRNA). As moléculas de tRNA são moléculas adaptadoras & # 8212; elas têm uma extremidade que pode ler o código tripleto no mRNA por meio de emparelhamento de base complementar e outra extremidade que se liga a um aminoácido específico (Chapeville et al., 1962 Grunberger et al., 1969). A ideia de que o tRNA era uma molécula adaptadora foi proposta pela primeira vez por Francis Crick, co-descobridor da estrutura do DNA, que fez grande parte do trabalho fundamental na decifração do código genético (Crick, 1958).

Dentro do ribossomo, os complexos de mRNA e aminoacil-tRNA são mantidos juntos, o que facilita o emparelhamento de bases. O rRNA catalisa a ligação de cada novo aminoácido à cadeia crescente.


Acesso aberto: o verdadeiro custo da publicação científica

Periódicos baratos de acesso aberto levantam questões sobre o valor que os editores agregam ao seu dinheiro.

Michael Eisen não se detém quando é convidado a desabafar. “Ainda é ridículo quanto custa publicar pesquisas - sem falar no que pagamos”, declara ele. A maior farsa, diz ele, é que a comunidade científica realiza revisão por pares - uma parte importante da publicação acadêmica - de graça, mas os editores de revistas por assinatura cobram bilhões de dólares por ano, ao todo, para que os cientistas leiam o produto final. “É uma transação ridícula”, diz ele.

Eisen, um biólogo molecular da Universidade da Califórnia, Berkeley, argumenta que os cientistas podem obter muito mais valor publicando em periódicos de acesso aberto, que tornam os artigos gratuitos para todos lerem e que recuperam seus custos cobrando dos autores ou financiadores. Entre os exemplos mais conhecidos estão os periódicos publicados pela Public Library of Science (PLoS), que Eisen cofundou em 2000. “Os custos de publicação de pesquisas podem ser muito mais baixos do que as pessoas pensam”, concorda Peter Binfield, cofundador da um dos mais novos periódicos de acesso aberto, PeerJ, e ex-editor da PLoS.

Mas os editores de revistas por assinatura insistem que tais opiniões são equivocadas - nascidas de uma falha em apreciar o valor que agregam aos artigos que publicam e à comunidade de pesquisa como um todo. Eles dizem que suas operações comerciais são de fato bastante eficientes, de modo que se uma mudança para a publicação de acesso aberto levasse os cientistas a reduzir as taxas ao escolher periódicos mais baratos, isso prejudicaria valores importantes como a qualidade editorial.

Essas acusações e contra-acusações têm sido disparadas de um lado para o outro desde que a ideia do acesso aberto surgiu na década de 1990, mas como as finanças do setor são em grande parte misteriosas, faltam evidências para apoiar ambos os lados. Embora os preços de tabela dos periódicos tenham subido mais rápido do que a inflação, os preços que as bibliotecas do campus realmente pagam para comprar periódicos são geralmente ocultados pelos acordos de não divulgação que elas assinam. E os verdadeiros custos que os editores incorrem para produzir seus periódicos não são amplamente conhecidos.

Os últimos anos, entretanto, viram uma mudança. O número de periódicos de acesso aberto tem aumentado constantemente, em parte por causa da opinião dos financiadores de que artigos baseados em pesquisas com financiamento público devem ser gratuitos para qualquer pessoa ler. Em 2011, 11% dos artigos em todo o mundo estavam sendo publicados em periódicos de acesso totalmente aberto 1 (consulte 'A ascensão do acesso aberto'). De repente, os cientistas podem comparar preços de publicação diferentes. Um artigo que custa US $ 5.000 para um autor publicar em Relatórios de Célula, por exemplo, pode custar apenas US $ 1.350 para publicar em PLoS ONE - enquanto que PeerJ oferece a publicação de um número ilimitado de artigos por autor por uma taxa única de $ 299. “Pela primeira vez, o autor pode avaliar o serviço que está recebendo pela taxa que está pagando”, diz Heather Joseph, diretora executiva da Scholarly Publishing and Academic Resources Coalition em Washington DC.

A variação dos preços está levando todos os envolvidos a questionar o estabelecimento editorial acadêmico como nunca antes. Para pesquisadores e financiadores, a questão é quanto de seus escassos recursos precisam ser gastos na publicação e que forma essa publicação assumirá. Para os editores, é se seus modelos de negócios atuais são sustentáveis ​​- e se periódicos caros e altamente seletivos podem sobreviver e prosperar em um mundo de acesso aberto.

O custo de publicação

Dados da consultoria Outsell em Burlingame, Califórnia, sugerem que a indústria de publicação científica gerou US $ 9,4 bilhões em receita em 2011 e publicou cerca de 1,8 milhões de artigos em inglês - uma receita média por artigo de cerca de US $ 5.000. Os analistas estimam as margens de lucro em 20-30% para a indústria, de modo que o custo médio para o editor de produção de um artigo é provavelmente em torno de US $ 3.500-4.000.

A maioria dos editores de acesso aberto cobra taxas muito mais baixas do que a receita média do setor, embora haja uma grande dispersão entre os periódicos. As maiores editoras de acesso aberto - BioMed Central e PLoS - cobram US $ 1.350–2.250 para publicar artigos revisados ​​por pares em muitas de suas revistas, embora suas ofertas mais seletivas cobrem US $ 2.700–2.900. Em uma pesquisa publicada no ano 2, o economista Bo-Christer Björk da Hanken School of Economics em Helsinque e o psicólogo David Solomon da Michigan State University em East Lansing analisaram 100.697 artigos publicados em 1.370 periódicos de acesso aberto com cobrança de taxas ativas em 2010 ( cerca de 40% dos artigos de acesso totalmente aberto naquele ano), e descobriu que as taxas variavam de $ 8 a $ 3.900. Cobranças mais altas tendem a ser encontradas em periódicos 'híbridos', nos quais os editores se oferecem para fazer artigos individuais gratuitamente em uma publicação que, de outra forma, teria acesso pago (consulte 'Preço de prestígio'). Outsell estima que a cobrança média por artigo para editores de acesso aberto em 2011 foi de US $ 660.

Embora essas taxas pareçam refrescantemente transparentes, não são a única maneira de os editores de acesso aberto ganharem dinheiro. Como observa Outsell, a média de US $ 660, por exemplo, não representa a receita real arrecadada por jornal: inclui jornais publicados com descontos ou taxas dispensadas e não conta o dinheiro dos esquemas de adesão que alguns editores de acesso aberto administram além de cobrando por artigos. Freqüentemente, pequenas editoras de acesso aberto também são subsidiadas, com universidades ou sociedades cobrindo os custos de hospedagem de servidores, computadores e espaço de construção. Isso explica por que muitos periódicos dizem que podem oferecer acesso aberto de graça. Um exemplo é Acta Palaeontologica Polonica, um respeitado jornal de paleontologia de acesso aberto, cujos custos são em sua maioria cobertos por subsídios do governo ao Instituto de Paleobiologia da Academia Polonesa de Ciências em Varsóvia, ele não cobra nada por artigos com menos de 10 páginas. Outro é eLife, que é coberto por doações do Wellcome Trust em Londres, da Max Planck Society em Munique, Alemanha e do Howard Hughes Medical Institute em Chevy Chase, Maryland. E alguns editores usam conjuntos de periódicos para subsidiar uns aos outros: por exemplo, PLoS Biology e PLoS Medicine receber subsídio de PLoS ONE, diz Damian Pattinson, diretor editorial da PLoS ONE.

Nem a PLoS nem a BioMed Central discutiriam os custos reais (embora ambas as organizações sejam lucrativas como um todo), mas alguns participantes emergentes que os revelaram neste artigo dizem que seus custos internos reais são extremamente baixos. Paul Peters, presidente da Open Access Scholarly Publishing Association e chefe de estratégia da editora de acesso aberto Hindawi no Cairo, diz que no ano passado, seu grupo publicou 22.000 artigos a um custo de US $ 290 por artigo. Brian Hole, fundador e diretor da Ubiquity Press de Londres, liderada por pesquisadores, diz que os custos médios são £ 200 (US $ 300). E Binfield diz que PeerJOs custos da empresa estão na casa das “poucas centenas de dólares” por artigo.

O cenário também é misto para as editoras por assinatura, muitas das quais geram receita de uma variedade de fontes - bibliotecas, anunciantes, assinantes comerciais, cobranças de autoria, pedidos de reimpressão e subsídios cruzados de periódicos mais lucrativos. Mas eles são ainda menos transparentes sobre seus custos do que suas contrapartes de acesso aberto. A maioria se recusou a revelar preços ou custos quando entrevistados para este artigo.

Os poucos números disponíveis mostram que os custos também variam muito neste setor. Por exemplo, Diane Sullenberger, editora executiva da Proceedings of the National Academy of Sciences em Washington DC, diz que a revista precisaria cobrar cerca de US $ 3.700 por artigo para cobrir os custos caso fosse de acesso aberto. Mas Philip Campbell, editor-chefe da Natureza, estima os custos internos de seu diário em £ 20.000–30.000 ($ 30.000–40.000) por artigo. Muitos editores dizem que não podem estimar quais são seus custos por artigo porque a publicação de artigos está emaranhada com outras atividades. (Ciência, por exemplo, diz que não pode dividir seus custos por artigo e que as assinaturas também pagam pelas atividades da sociedade da revista, a Associação Americana para o Avanço da Ciência em Washington DC.)

Os cientistas que questionam por que algumas editoras vendem roupas mais caras do que outras costumam apontar para margens de lucro. Números confiáveis ​​são difíceis de obter: Wiley, por exemplo, costumava relatar 40% dos lucros de sua divisão de publicação científica, técnica e médica (STM) antes dos impostos, mas suas contas de 2013 observaram que alocando para publicação de ciência uma proporção de ' serviços '- custos de distribuição, tecnologia, aluguel de edifícios e tarifas de eletricidade - reduziriam pela metade os lucros relatados. As margens informadas pela Elsevier são de 37%, mas os analistas financeiros as estimam em 40–50% para a divisão de publicação da STM antes dos impostos. (Natureza diz que não divulgará informações sobre as margens.) Os lucros também podem ser obtidos no lado do acesso aberto: a Hindawi lucrou 50% com os artigos que publicou no ano passado, diz Peters.

Os editores comerciais são amplamente reconhecidos por terem lucros maiores do que as organizações administradas por instituições acadêmicas. Um estudo de 2008 da Cambridge Economic Policy Associates, com sede em Londres, estimou as margens em 20% para editoras de sociedade, 25% para editoras universitárias e 35% para editoras comerciais 3. Isso é irritante para muitos pesquisadores, diz Deborah Shorley, consultora de comunicação acadêmica do Imperial College London - não tanto porque os lucros comerciais são maiores, mas porque o dinheiro vai para os acionistas em vez de ser investido em ciência ou educação.

Mas a diferença nas margens de lucro explica apenas uma pequena parte da variação nos preços por papel. Uma razão pela qual os editores de acesso aberto têm custos mais baixos é simplesmente que eles são mais novos e publicam inteiramente online, para que não tenham que fazer tiragens ou configurar paywalls de assinatura (consulte 'Como os custos se dividem'). Enquanto pequenas start-ups podem criar novos fluxos de trabalho usando as ferramentas eletrônicas mais recentes, alguns editores estabelecidos ainda estão lidando com fluxos de trabalho antiquados para organizar revisão por pares, composição tipográfica, conversão de formato de arquivo e outras tarefas. Ainda assim, a maioria das editoras mais antigas está investindo pesado em tecnologia e deve recuperar o atraso eventualmente.

Os editores de revistas caras dão duas outras explicações para seus altos custos, embora ambas tenham sofrido forte fogo de defensores de modelos de negócios mais baratos: eles fazem mais e tendem a ser mais seletivos. Quanto mais esforço um editor investe em cada artigo e quanto mais artigos um periódico rejeita após a revisão por pares, mais caro é a publicação de cada artigo aceito.

Os editores podem administrar o processo de revisão por pares, que inclui atividades como encontrar revisores, avaliar as avaliações e verificar se há plágio nos manuscritos. Eles podem editar os artigos, o que inclui revisão, composição, adição de gráficos, transformando o arquivo em formatos padrão como XML e adicionando metadados aos padrões da indústria acordados. E podem distribuir cópias impressas e hospedar periódicos online. Algumas revistas por assinatura têm uma grande equipe de editores, designers e especialistas em computação em tempo integral. Mas nem todo editor preenche todas as caixas desta lista, faz o mesmo esforço ou contrata uma equipe profissional dispendiosa para todas essas atividades. Por exemplo, a maioria de PLoS ONEOs editores de são cientistas ativos, e a revista não desempenha funções como edição de texto. Algumas revistas, incluindo Natureza, também gera conteúdo adicional para os leitores, como editoriais, artigos de comentários e jornalismo (incluindo o artigo que você está lendo). “Recebemos feedback positivo sobre nosso processo editorial, portanto, em nossa experiência, muitos cientistas entendem e apreciam o valor que isso agrega ao seu artigo”, disse David Hoole, diretor de marketing da Nature Publishing Group.

“Os custos de publicação de pesquisas podem ser muito mais baixos do que as pessoas pensam. ”

A questão chave é se o esforço extra agrega valor útil, diz Timothy Gowers, um matemático da Universidade de Cambridge, Reino Unido, que no ano passado liderou uma revolta contra Elsevier (ver Natureza http://doi.org/kwd 2012). A apreciação dos cientistas por revistas por assinatura se manteria se os custos fossem pagos pelos autores, em vez de repartidos entre os assinantes? “Se você vir da perspectiva do editor, pode se sentir muito magoado”, diz Gowers. “Você pode sentir que muito do seu trabalho não é realmente apreciado pelos cientistas. A verdadeira questão é se esse trabalho é necessário, e isso é muito menos óbvio. ”

Muitos pesquisadores em áreas como matemática, física de alta energia e ciência da computação não acham que sim. Eles postam versões pré e pós-revisadas de seu trabalho em servidores como o arXiv - uma operação que custa cerca de US $ 800.000 por ano para continuar, ou cerca de US $ 10 por artigo. Sob um esquema de periódicos de 'Episciências' de acesso aberto e gratuito proposto por alguns matemáticos em janeiro, os pesquisadores organizariam seu próprio sistema de revisão por pares da comunidade e hospedar pesquisas no arXiv, tornando-o aberto para todos a um custo mínimo (ver Natureza http://doi.org/kwg 2013).

Essas abordagens são adequadas para comunidades que têm uma cultura de compartilhamento de pré-impressões e que produzem trabalho teórico ou veem um alto escrutínio de seu trabalho experimental - portanto, é efetivamente revisado por pares antes mesmo de ser enviado a um editor. Mas eles encontram menos apoio em outros lugares - nos campos biomédicos altamente competitivos, por exemplo, os pesquisadores tendem a não publicar preprints por medo de serem descobertos e dão mais valor à revisão por pares formal (baseada em periódicos). “Se aprendemos alguma coisa no movimento de acesso aberto, é que nem todas as comunidades científicas são criadas da mesma forma: um tamanho não serve para todos”, diz Joseph.

O valor da rejeição

Atrelado aos custos variáveis ​​dos periódicos está o número de artigos que eles rejeitam. PLoS ONE (que cobra US $ 1.350 dos autores) publica 70% dos artigos submetidos, enquanto Cartas de revisão física (um jornal híbrido que tem uma taxa de acesso aberto opcional de US $ 2.700) publica menos de 35% Natureza publicado apenas 8% em 2011.

A conexão entre preço e seletividade reflete o fato de que os periódicos têm funções que vão além da simples publicação de artigos, destaca John Houghton, economista da Victoria University em Melbourne, Austrália. Ao rejeitar artigos no estágio de revisão por pares por motivos outros que não a validade científica e, assim, direcionar os artigos aos periódicos mais apropriados, os editores filtram a literatura e fornecem sinais de prestígio para guiar a atenção dos leitores. Essa orientação é essencial para os pesquisadores que lutam para identificar quais dos milhões de artigos publicados a cada ano valem a pena ser examinados, argumentam os editores - e o custo inclui esse serviço.

Um periódico mais caro e seletivo deveria, em princípio, gerar maior prestígio e impacto. Ainda assim, no mundo de acesso aberto, os periódicos de cobrança mais alta não comandam de forma confiável a maior influência baseada em citações, argumenta Jevin West, um biólogo da Universidade de Washington em Seattle. No início deste ano, West lançou uma ferramenta gratuita que os pesquisadores podem usar para avaliar a relação custo-benefício de periódicos de acesso aberto (ver Natureza http://doi.org/kwh 2013).

E para Eisen, a ideia de que a pesquisa é filtrada em periódicos de marca antes de ser publicada não é um recurso, mas um bug: um desperdício de ressaca da época da impressão. Em vez de guiar os artigos em 'baldes' de periódicos, ele sugere, eles podem ser filtrados após a publicação usando métricas como downloads e citações, que se concentram não no periódico antiquado, mas no próprio artigo (ver página 437).

Alicia Wise, da Elsevier, duvida que isso possa substituir o sistema atual: “Não acho apropriado dizer que a filtragem e a seleção só devam ser feitas pela comunidade de pesquisa após a publicação”, diz ela. Ela argumenta que as marcas e os filtros que as acompanham, que os editores criam por meio da revisão seletiva por pares, agregam valor real e seriam perdidos se removidos por completo.

PLoS ONE apoiadores têm uma resposta pronta: comece tornando qualquer texto central que passe na revisão por pares para validade científica aberto a todos se os cientistas perderem a orientação da revisão por pares seletiva, então eles podem usar ferramentas de recomendação e filtros (talvez até comerciais) para organizar a literatura - mas pelo menos os custos não serão incluídos nas despesas de pré-publicação.

Esses argumentos, diz Houghton, são um lembrete de que editores, pesquisadores, bibliotecas e financiadores existem em um sistema complexo e interdependente. Suas análises, e as da Cambridge Economic Policy Associates, sugerem que a conversão de todo o sistema de publicação para acesso aberto valeria a pena, mesmo se os custos por artigo permanecessem os mesmos - simplesmente por causa do tempo que os pesquisadores economizariam ao tentar acessar ou ler papéis que não estavam mais alojados atrás de paywalls.

O caminho para abrir o acesso

Mas uma conversão total demorará a acontecer, porque os cientistas ainda têm todos os incentivos econômicos para enviar seus artigos a revistas com assinatura de alto prestígio. As assinaturas tendem a ser pagas pelas bibliotecas do campus, e poucos cientistas individuais vêem os custos diretamente. Do ponto de vista deles, a publicação é efetivamente gratuita.

É claro que muitos pesquisadores foram influenciados pelo argumento ético, feito com tanta veemência pelos defensores do acesso aberto, de que pesquisas com financiamento público deveriam estar disponíveis gratuitamente para todos. Outra razão importante para os periódicos de acesso aberto terem progredido é que as bibliotecas estão estourando seus orçamentos, diz Mark McCabe, economista da Universidade de Michigan em Ann Arbor. Sem mais dinheiro da biblioteca disponível para gastar em assinaturas, adotar um modelo de acesso aberto era a única maneira de novos periódicos entrarem no mercado. Novos mandatos de agências de financiamento para acesso aberto imediato poderiam acelerar o progresso de periódicos de acesso aberto. Mas, mesmo assim, a economia da indústria permanece obscura. As tarifas baixas dos artigos provavelmente aumentarão se os periódicos mais seletivos optarem pelo acesso aberto. E alguns editores alertam que mudar todo o sistema para acesso aberto também aumentaria os preços porque os periódicos precisariam reivindicar toda a sua receita de pagamentos adiantados, em vez de uma variedade de fontes, como direitos secundários. “Trabalhei com revistas médicas em que o fluxo de receita de direitos secundários varia de menos de 1% a até um terço da receita total”, disse David Crotty, da Oxford University Press, Reino Unido.

Algumas editoras podem conseguir travar preços mais altos para seus produtos premium ou, seguindo o exemplo de sucesso da PLoS, grandes editoras de acesso aberto podem tentar subsidiar periódicos de alto prestígio, seletivos e caros com periódicos mais baratos e de alto rendimento. Editores que publicam um pequeno número de artigos em algumas revistas de médio porte podem ter problemas com o modelo de acesso aberto se não puderem reduzir custos rapidamente. “No final”, diz Wim van der Stelt, vice-presidente executivo da Springer em Doetinchem, Holanda, “o preço é definido pelo que o mercado quer pagar por ele”.

Em teoria, um mercado de acesso aberto poderia reduzir os custos ao encorajar os autores a pesar o valor do que recebem contra o que pagam. Mas isso pode não acontecer: em vez disso, financiadores e bibliotecas podem acabar pagando os custos da publicação de acesso aberto no lugar dos cientistas - para simplificar a contabilidade e manter a liberdade de escolha para os acadêmicos. Joseph diz que algumas bibliotecas institucionais já estão aderindo a esquemas de associação de editoras, nos quais compram uma série de artigos gratuitos ou com desconto para seus pesquisadores. Ela teme que tal comportamento possa reduzir a consciência do autor sobre o preço que está sendo pago para publicar - e, portanto, o incentivo para reduzir os custos.

E embora muitos vejam uma mudança para o acesso aberto como inevitável, a transição será gradual. No Reino Unido, parte do dinheiro do subsídio está sendo gasto em acesso aberto, mas as bibliotecas ainda precisam pagar por pesquisas publicadas em revistas por assinatura. Nesse ínterim, alguns cientistas estão incentivando seus colegas a depositar quaisquer manuscritos que publicarem em revistas por assinatura em repositórios online gratuitos. Mais de 60% dos periódicos já permitem que os autores arquivem o conteúdo que foi revisado por pares e aceito para publicação, diz Stevan Harnad, um veterano ativista de acesso aberto e cientista cognitivo da Universidade de Quebec em Montreal, Canadá.A maioria dos outros pede aos autores que esperem um tempo (digamos, um ano), antes de arquivar seus artigos. No entanto, a vasta maioria dos autores não arquiva seus manuscritos por conta própria, a menos que seja solicitado pela universidade ou pelos mandatos do financiador.

Como demonstra essa falta de entusiasmo, a força fundamental que impulsiona a velocidade do movimento em direção ao acesso totalmente aberto é o que os pesquisadores - e os financiadores da pesquisa - desejam. Eisen diz que embora PLoS tenha se tornado uma história de sucesso - publicando 26.000 artigos no ano passado - não catalisou a indústria a mudar da maneira que ele esperava. “Não esperava que as editoras abrissem mão de seus lucros, mas minha frustração reside principalmente nos líderes da comunidade científica por não reconhecerem que o acesso aberto é uma forma perfeitamente viável de fazer publicações”, diz ele.


Familia ruim

Dos vírus que atacam os humanos, os coronavírus são grandes. Com 125 nanômetros de diâmetro, eles também são relativamente grandes para os vírus que usam o RNA para se replicar, o grupo responsável pela maioria das doenças emergentes. Mas os coronavírus realmente se destacam por seus genomas. Com 30.000 bases genéticas, os coronavírus possuem os maiores genomas de todos os vírus de RNA. Seus genomas são mais de três vezes maiores que os do HIV e da hepatite C, e mais do que o dobro do da influenza.

Os coronavírus também são um dos poucos vírus de RNA com um mecanismo de revisão genômica - que impede o vírus de acumular mutações que poderiam enfraquecê-lo. Essa capacidade pode ser a razão pela qual antivirais comuns como a ribavirina, que podem impedir vírus como a hepatite C, não conseguiram dominar a SARS-CoV-2. As drogas enfraquecem os vírus induzindo mutações. Mas, nos coronavírus, o revisor pode eliminar essas alterações.

A corrida pelas vacinas contra o coronavírus: um guia gráfico

As mutações podem ter suas vantagens para os vírus. A gripe sofre mutações até três vezes mais frequentemente do que os coronavírus, um ritmo que permite que ela evolua rapidamente e evite as vacinas. Mas os coronavírus têm um truque especial que lhes dá um dinamismo mortal: eles freqüentemente se recombinam, trocando pedaços de seu RNA por outros coronavírus. Normalmente, essa é uma troca sem sentido de partes semelhantes entre vírus semelhantes. Mas quando dois parentes distantes do coronavírus terminam na mesma célula, a recombinação pode levar a versões formidáveis ​​que infectam novos tipos de células e passam para outras espécies, diz Rambaut.

A recombinação ocorre frequentemente em morcegos, que carregam 61 vírus conhecidos por infectar humanos, algumas espécies abrigam até 12 1. Na maioria dos casos, os vírus não prejudicam os morcegos, e existem várias teorias sobre por que o sistema imunológico dos morcegos pode lidar com esses invasores. Um artigo publicado em fevereiro argumenta que as células dos morcegos infectadas por vírus liberam rapidamente um sinal que as torna capazes de hospedar o vírus sem matá-lo 2.

As estimativas para o nascimento do primeiro coronavírus variam amplamente, de 10.000 a 300 milhões de anos atrás. Os cientistas agora estão cientes de dezenas de cepas 3, sete das quais infectam humanos. Entre os quatro que causam resfriados comuns, dois (OC43 e HKU1) vieram de roedores e os outros dois (229E e NL63) de morcegos. Os três que causam a doença grave - SARS-CoV (a causa da SARS), síndrome respiratória do Oriente Médio MERS-CoV e SARS-CoV-2 - todos vieram de morcegos. Mas os cientistas acham que geralmente há um intermediário - um animal infectado pelos morcegos que carrega o vírus para os humanos. Com a SARS, acredita-se que o intermediário sejam os gatos civetas, que são vendidos em mercados de animais vivos na China.

A origem do SARS-CoV-2 ainda é uma questão em aberto (consulte ‘Família de assassinos’). O vírus compartilha 96% de seu material genético com um vírus encontrado em um morcego em uma caverna em Yunnan, China 4 - um argumento convincente de que veio de morcegos, dizem os pesquisadores. Mas há uma diferença crucial. As proteínas de pico dos coronavírus têm uma unidade chamada domínio de ligação ao receptor, que é fundamental para seu sucesso em entrar nas células humanas. O domínio de ligação do SARS-CoV-2 é particularmente eficiente e difere em aspectos importantes do domínio do morcego Yunnan, que parece não infectar as pessoas 5.

Fonte: M. F. Boni et al. Pré-impressão em bioRxiv https://doi.org/10.1101/2020.03.30.015008 (2020).

Para complicar as coisas, um tamanduá escamoso chamado pangolim apareceu com um coronavírus que tinha um domínio de ligação ao receptor quase idêntico ao da versão humana. Mas o resto do coronavírus era apenas 90% geneticamente semelhante, então alguns pesquisadores suspeitam que o pangolim não seja o intermediário 5. O fato de mutações e recombinações estarem em ação complica os esforços para desenhar uma árvore genealógica.

Mas estudos divulgados nos últimos meses, que ainda não foram avaliados por pares, sugerem que o SARS-CoV-2 - ou um ancestral muito semelhante - se esconde em algum animal há décadas. De acordo com um artigo publicado online em 6 de março, a linhagem do coronavírus que leva ao SARS-CoV-2 se separou há mais de 140 anos daquela estreitamente relacionada observada hoje em pangolins. Então, em algum momento nos últimos 40-70 anos, os ancestrais do SARS-CoV-2 se separaram da versão do morcego, que posteriormente perdeu o domínio de ligação ao receptor eficaz que estava presente em seus ancestrais (e permanece no SARS-CoV-2). Um estudo publicado em 21 de abril apresentou resultados muito semelhantes usando um método de datação diferente 7.

Esses resultados sugerem uma longa história familiar, com muitos ramos de coronavírus em morcegos e possivelmente pangolins carregando o mesmo domínio de ligação ao receptor mortal que o SARS-CoV-2, incluindo alguns que podem ter habilidades semelhantes para causar uma pandemia, diz Rasmus Nielsen, um biólogo evolucionário na Universidade da Califórnia, Berkeley, e co-autor do segundo estudo. “Há uma necessidade de vigilância contínua e maior vigilância em relação ao surgimento de novas cepas virais por transferência zoonótica”, diz ele.


Evitando o estigma

Devido à relevância para o público, "posso ver a necessidade de uma maneira mais direta de nomear as variantes de preocupação", diz Oliver Pybus, biólogo evolucionista da Universidade de Oxford, no Reino Unido, que co-desenvolveu um sistema de nomenclatura que descreve 1 as relações entre as várias linhagens iniciais de SARS-CoV-2 e seus descendentes evolutivos. Esta é a fonte do nome B.1.1.7, em que cada caractere sucessivo denota um subgrupo do precedente. “Já existem esquemas de nomenclatura para todas essas linhagens, mas eles são principalmente relevantes para geeks de filogenética como eu”, diz Pybus.

Os especialistas também querem acabar com os nomes que associam uma variante ao país ou região em que foi identificada. “Gostaríamos que essa nomenclatura fosse facilmente compreendida e não incluísse nomes de países, porque queremos remover qualquer uma das questões geopolíticas”, disse Van Kerkhove. “Estamos tentando evitar 'a variante do Reino Unido', 'a variante da África do Sul', 'a variante do Brasil' - e haverá mais variantes.”

As variantes não são necessariamente identificadas no país onde surgiram, e as variantes de rápida disseminação, como B.1.1.7 (ou VOC 202012/01, se você preferir), que são detectadas em uma nação, eventualmente se espalharão pelo mundo. As associações geográficas também podem estigmatizar os países e, assim, desencorajar a vigilância, acrescenta Pybus. “A última coisa que queremos fazer é dissuadir qualquer lugar específico de relatar que eles têm uma nova variante preocupante - na verdade, queremos fazer o oposto.”

Quando os pesquisadores sul-africanos identificaram uma variante 2 preocupante, eles evitaram incluir o país em seu nome a pedido do presidente e ministro da saúde da África do Sul, disse o membro da equipe Tulio de Oliveira, bioinformático da Universidade de KwaZulu-Natal em Durban. Eles optaram por chamá-lo de 501Y.V2, agora também é chamado de B.1.351 no sistema que a equipe de Pybus desenvolveu. Até que os pesquisadores concordem com um sistema de nomenclatura menos confuso, de Oliviera espera que a mídia e o público continuem a usar "a variante sul-africana". “A nomenclatura está uma bagunça sangrenta no momento”, acrescenta.


Os vírus estão vivos?

Nota do Editor: Esta história foi publicada originalmente na edição de dezembro de 2004 da Americano científico.

Em um episódio da comédia clássica da televisão dos anos 1950 The Honeymooners, Ralph Kramden, motorista de ônibus do Brooklyn, explica em voz alta para sua esposa, Alice: "Você sabe que eu sei como é fácil pegar o vírus." No entanto, é quase certo que eles não sabiam exatamente o que era um vírus. Eles estavam e não estão sozinhos.

Por cerca de 100 anos, a comunidade científica mudou repetidamente sua mente coletiva sobre o que são os vírus. Vistos primeiro como venenos, depois como formas de vida, depois produtos químicos biológicos, os vírus hoje são vistos como estando em uma área cinzenta entre vivos e não vivos: eles não podem se replicar por conta própria, mas podem fazê-lo em células verdadeiramente vivas e também podem afetar o comportamento de seus hospedeiros profundamente. A categorização de vírus como não vivos durante grande parte da era moderna da ciência biológica teve uma consequência não intencional: levou a maioria dos pesquisadores a ignorar os vírus no estudo da evolução. Finalmente, porém, os cientistas estão começando a apreciar os vírus como atores fundamentais na história da vida.

Chegando aos termos
É fácil ver por que os vírus são difíceis de classificar. Eles parecem variar com cada lente aplicada para examiná-los. O interesse inicial em vírus resultou de sua associação com doenças & mdash a palavra & ldquovirus & rdquo tem suas raízes no termo latino para & ldquopoison. & Rdquo No final do século 19, os pesquisadores perceberam que certas doenças, incluindo raiva e febre aftosa, eram causadas por partículas que pareciam para se comportar como bactérias, mas eram muito menores. Como eram claramente biológicos e podiam se espalhar de uma vítima para outra com efeitos biológicos óbvios, os vírus eram então considerados as formas de vida mais simples de todas as vivas, portadoras de genes.

Seu rebaixamento para produtos químicos inertes veio depois de 1935, quando Wendell M. Stanley e seus colegas, no que hoje é a Universidade Rockefeller na cidade de Nova York, cristalizaram um vírus & vírus do mosaico do tabaco mdash & mdash pela primeira vez. Eles viram que consistia em um pacote de compostos bioquímicos complexos. Mas carecia de sistemas essenciais necessários para as funções metabólicas, a atividade bioquímica da vida. Stanley compartilhou o Prêmio Nobel de 1946 & mdash em química, não em fisiologia ou medicina & mdash por este trabalho.

Pesquisas posteriores de Stanley e outros estabeleceram que um vírus consiste em ácidos nucléicos (DNA ou RNA) encerrados em uma capa protéica que também pode abrigar proteínas virais envolvidas na infecção. Por essa descrição, um vírus parece mais um conjunto de química do que um organismo. Mas quando um vírus entra em uma célula (chamada de hospedeiro após a infecção), ele está longe de ser inativo. Ele desprende seu revestimento, descobre seus genes e induz a própria máquina de replicação da célula a reproduzir o DNA ou RNA do intruso e a fabricar mais proteína viral com base nas instruções do ácido nucléico viral. Os bits virais recém-criados se reúnem e, voil & agrave, surgem mais vírus, que também podem infectar outras células.

Esses comportamentos levaram muitos a pensar que os vírus existiam na fronteira entre a química e a vida. Mais poeticamente, os virologistas Marc HV van Regenmortel, da Universidade de Estrasburgo, na França, e Brian WJ Mahy, dos Centros de Controle e Prevenção de Doenças, disseram recentemente que, com sua dependência das células hospedeiras, os vírus levam uma espécie de vida emprestada. embora os biólogos tenham defendido por muito tempo a ideia de que os vírus eram meras caixas de produtos químicos, eles tiraram proveito da atividade viral nas células hospedeiras para determinar como os ácidos nucléicos codificam as proteínas: de fato, a biologia molecular moderna se baseia em informações obtidas por meio dos vírus.

Os biólogos moleculares passaram a cristalizar a maioria dos componentes essenciais das células e hoje estão acostumados a pensar em constituintes celulares - por exemplo, ribossomos, mitocôndrias, membranas, DNA e proteínas - tem maquinário químico ou o material que o maquinário usa ou produz. Essa exposição a múltiplas estruturas químicas complexas que realizam os processos da vida é provavelmente a razão pela qual a maioria dos biólogos moleculares não passa muito tempo se perguntando se os vírus estão vivos. Para eles, esse exercício pode parecer equivalente a ponderar se esses constituintes subcelulares individuais estão vivos por conta própria. Essa visão míope permite que eles vejam apenas como os vírus cooptam células ou causam doenças. A questão mais abrangente das contribuições virais para a história da vida na Terra, que irei abordar em breve, permanece em grande parte sem resposta e até mesmo não feita.

Ser ou não ser
A questão aparentemente simples de saber se os vírus estão vivos ou não, que meus alunos costumam perguntar, provavelmente tem defi nido uma resposta simples todos esses anos porque levanta uma questão fundamental: o que exatamente define & ldquolife? & Rdquo Uma definição científica precisa de vida é algo evasivo, mas a maioria dos observadores concordaria que a vida inclui certas qualidades, além da capacidade de se replicar. Por exemplo, uma entidade viva está em um estado limitado pelo nascimento e pela morte. Acredita-se que os organismos vivos também requeiram um certo grau de autonomia bioquímica, realizando as atividades metabólicas que produzem as moléculas e a energia necessárias para sustentar o organismo. Este nível de autonomia é essencial para a maioria das definições.

Os vírus, entretanto, parasitam essencialmente todos os aspectos biomoleculares da vida. Ou seja, eles dependem da célula hospedeira para obter as matérias-primas e a energia necessárias para a síntese de ácido nucléico, síntese de proteínas, processamento e transporte, e todas as outras atividades bioquímicas que permitem que o vírus se multiplique e se espalhe. Pode-se então concluir que, embora esses processos sejam controlados por vírus, os vírus são simplesmente parasitas não vivos de sistemas metabólicos vivos. Mas pode existir um espectro entre o que certamente está vivo e o que não está.

Uma rocha não está viva. Um saco metabolicamente ativo, desprovido de material genético e com potencial de propagação, também não está vivo. Uma bactéria, porém, está viva. Embora seja uma única célula, pode gerar energia e as moléculas necessárias para se sustentar e pode se reproduzir. Mas e uma semente? Uma semente pode não ser considerada viva. No entanto, tem potencial para a vida e pode ser destruído. Nesse sentido, os vírus se parecem mais com sementes do que com células vivas. Eles têm um certo potencial, que pode ser extinto, mas não atingem o estado de vida mais autônomo.

Outra maneira de pensar sobre a vida é como uma propriedade emergente de uma coleção de certas coisas inanimadas. Tanto a vida quanto a consciência são exemplos de sistemas complexos emergentes. Cada um deles requer um nível crítico de complexidade ou interação para atingir seus respectivos estados. Um neurônio sozinho, ou mesmo em uma rede de nervos, não é consciente e toda a complexidade do cérebro é necessária. No entanto, mesmo um cérebro humano intacto pode estar biologicamente vivo, mas incapaz de consciência, ou "morto como um esqueleto". Da mesma forma, nem os genes ou proteínas individuais celulares nem virais estão vivos por si próprios. A célula enucleada é semelhante ao estado de cabeça-cerebral, pois carece de uma complexidade crítica total. Um vírus também não atinge uma complexidade crítica. Portanto, a própria vida é um estado emergente e complexo, mas é feita dos mesmos blocos de construção físicos fundamentais que constituem um vírus. Abordados dessa perspectiva, os vírus, embora não totalmente vivos, podem ser considerados mais do que matéria inerte: eles estão à beira da vida.

Na verdade, em outubro, pesquisadores franceses anunciaram descobertas que ilustram novamente o quão perto alguns vírus podem chegar. Didier Raoult e seus colegas da Universidade do Mediterrâneo em Marselha anunciaram que sequenciaram o genoma do maior vírus conhecido, o Mimivirus, descoberto em 1992. O vírus, quase do mesmo tamanho de uma pequena bactéria, infecta amebas. A análise da sequência do vírus revelou numerosos genes que antes existiam apenas em organismos celulares. Alguns desses genes estão envolvidos na produção de proteínas codificadas pelo DNA viral e podem tornar mais fácil para o Mimivírus cooptar sistemas de replicação de células hospedeiras. Como a equipe de pesquisa observou em seu relatório no jornal Ciência, a enorme complexidade do complemento genético do Mimivírus e rsquos desafia a fronteira estabelecida entre os vírus e os organismos celulares parasitas. & rdquo

Impacto na evolução
Os debates sobre rotular os vírus como vivos levam naturalmente a outra questão: será que ponderar sobre o status dos vírus como vivos ou não vivos é mais do que um exercício filosófico, a base de um debate retórico animado e acalorado, mas com poucas consequências reais? Eu acho que o problema é importante, porque a forma como os cientistas consideram essa questão influencia seu pensamento sobre os mecanismos da evolução.

Os vírus têm sua própria história evolutiva antiga, que data desde a própria origem da vida celular. Por exemplo, algumas enzimas de reparo viral & mdash que extirpam e ressintetizam o DNA danificado, remendam os danos do radical de oxigênio e assim por diante & mdash são exclusivas de certos vírus e têm existido quase inalteradas provavelmente por bilhões de anos.

No entanto, a maioria dos biólogos evolucionistas afirma que, como os vírus não estão vivos, eles são indignos de uma consideração séria ao tentar compreender a evolução. Eles também consideram os vírus provenientes de genes do hospedeiro que, de alguma forma, escaparam do hospedeiro e adquiriram uma capa protéica. Nessa visão, os vírus são genes de hospedeiros fugitivos que degeneraram em parasitas. E com os vírus assim excluídos da teia da vida, contribuições importantes que eles podem ter feito para a origem das espécies e a manutenção da vida podem passar despercebidas. (Na verdade, apenas quatro das 1.205 páginas do volume de 2002 A Enciclopédia da Evolução são dedicados a vírus.)

Claro, os biólogos evolucionistas não negam que os vírus tiveram algum papel na evolução. Mas, ao ver os vírus como inanimados, esses pesquisadores os colocam na mesma categoria de influências que, digamos, as mudanças climáticas. Essas influências externas selecionam, entre os indivíduos com características variadas e geneticamente controladas, aqueles indivíduos mais capazes de sobreviver e prosperar quando confrontados com esses desafios, que se reproduzem com mais sucesso e, portanto, espalham seus genes para as gerações futuras.

Mas os vírus trocam informações genéticas diretamente com organismos vivos - isto é, dentro da própria teia da vida. Uma possível surpresa para a maioria dos médicos, e talvez também para a maioria dos biólogos evolucionistas, é que a maioria dos vírus conhecidos são persistentes e inócuos, não patogênicos. Eles fixam residência nas células, onde podem permanecer dormentes por longos períodos ou aproveitar o aparato de replicação das células para se reproduzirem em um ritmo lento e constante. Esses vírus desenvolveram muitas maneiras inteligentes de evitar a detecção pelo sistema imunológico do hospedeiro - essencialmente, todas as etapas do processo imunológico podem ser alteradas ou controladas por vários genes encontrados em um vírus ou outro.

Além disso, um genoma de vírus (todo o complemento de DNA ou RNA) pode colonizar permanentemente seu hospedeiro, adicionando genes virais às linhagens do hospedeiro e, finalmente, tornando-se uma parte crítica do genoma da espécie hospedeira. Os vírus, portanto, certamente têm efeitos mais rápidos e diretos do que os das forças externas que simplesmente selecionam entre as variações genéticas internas geradas mais lentamente. A enorme população de vírus, combinada com suas taxas rápidas de replicação e mutação, torna-os a principal fonte mundial de inovação genética: eles constantemente "inventam" novos genes. E genes únicos de origem viral podem viajar, encontrando seu caminho para outros organismos e contribuindo para a mudança evolutiva.

Dados publicados pelo International Human Genome Sequencing Consortium indicam que algo entre 113 e 223 genes presentes em bactérias e no genoma humano estão ausentes em organismos bem estudados - como a levedura Saccharomyces cerevisiae, a mosca da fruta Drosophila melanogaster e o nematóide Caenorhabditis elegans& mdashthat situam-se entre esses dois extremos evolucionários. Alguns pesquisadores pensaram que esses organismos, que surgiram depois das bactérias, mas antes dos vertebrados, simplesmente perderam os genes em questão em algum momento de sua história evolutiva. Outros sugeriram que esses genes foram transferidos diretamente para a linhagem humana por bactérias invasoras.

Meu colega Victor DeFilippis do Vaccine and Gene Therapy Institute da Oregon Health and Science University e eu sugerimos uma terceira alternativa: os vírus podem originar genes e então colonizar duas linhagens diferentes - por exemplo, bactérias e vertebrados. Um gene aparentemente concedido à humanidade por bactérias pode ter sido transmitido a ambos por um vírus.

Na verdade, junto com outros pesquisadores, Philip Bell, da Macquarie University em Sydney, Austrália, e eu afirmamos que o próprio núcleo da célula é de origem viral. O advento do núcleo & mdash que diferencia eucariotos (organismos cujas células contêm um núcleo verdadeiro), incluindo humanos, de procariotos, como bactérias & mdash não pode ser explicado satisfatoriamente apenas pela adaptação gradual de células procarióticas até que se tornem eucarióticas. Em vez disso, o núcleo pode ter evoluído de um grande vírus de DNA persistente que fez um lar permanente dentro dos procariotos. Algum suporte para essa ideia vem de dados de sequência que mostram que o gene para uma DNA polimerase (uma enzima de cópia de DNA) no vírus chamado T4, que infecta bactérias, está intimamente relacionado a outros genes de DNA polimerase em eucariotos e nos vírus que os infectam. Patrick Forterre, da Universidade de Paris-Sud, também analisou enzimas responsáveis ​​pela replicação do DNA e concluiu que os genes para essas enzimas em eucariotos provavelmente têm origem viral.

De organismos unicelulares a populações humanas, os vírus afetam toda a vida na Terra, muitas vezes determinando o que sobreviverá. Mas os próprios vírus também evoluem. Novos vírus, como o HIV-1, causador da AIDS, podem ser as únicas entidades biológicas que os pesquisadores podem realmente testemunhar o surgimento, fornecendo um exemplo em tempo real da evolução em ação.

Os vírus são importantes para a vida. Eles são a fronteira em constante mudança entre os mundos da biologia e da bioquímica. À medida que continuamos a desvendar os genomas de mais e mais organismos, as contribuições desse pool genético antigo e dinâmico devem se tornar aparentes. Salvador Luria, ganhador do Prêmio Nobel, refletiu sobre a influência viral na evolução em 1959. "Não podemos sentir", escreveu ele, "que no vírus, em sua fusão com o genoma celular e ressurgindo deles, observamos as unidades e processos que, em o curso da evolução, criaram os padrões genéticos bem-sucedidos que sustentam todas as células vivas? & rdquo Independentemente de considerarmos ou não os vírus vivos, é hora de reconhecê-los e estudá-los em seu contexto natural & mdash dentro da teia da vida.


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