Qual o tamanho do genoma humano?

Quem já comprou um móvel para montar em casa ou um novo eletrodoméstico provavelmente sabe a importância de um manual de instruções. O pequeno livro mostra ao usuário onde cada peça se encaixa, as funcionalidades do produto e muito mais. A função do genoma para um ser vivo é a mesma do manual para o produto: ele é o conjunto de todo o material genético de um organismo, onde estão codificadas as informações necessárias para construir e regular todos os diferentes tipos de células presentes naquele ser.

Nosso genoma é constituído por DNA, que por sua vez é formado por quatro tipos de bases nitrogenadas, que abreviamos com letras: adenina (A), timina (T), citosina (C) e guanina (G). Podemos dizer, então, que o nosso manual de instruções é uma longa frase escrita apenas pelas letras ATCG, que é responsável por nossos traços físicos, riscos de desenvolver certas doenças, entre outras características.

Mas quão longa é essa frase, e como ela se compara com a frase de outras espécies?

DNA: Quantos metros deles nós temos?

O Projeto Genoma Humano, concluído em 2001, revelou que nosso material genético tem mais de 3 bilhões de pares de bases. Para termos uma ideia do seu tamanho, um milímetro de DNA contém, aproximadamente, 3 milhões de pares de base.

Isso significa que, dentro de cada uma de nossas células, temos 2 metros de DNA. Se fosse possível esticar todo material genético presente em um ser humano adulto, que tem cerca de 38 trilhões de células, teríamos mais de 76 bilhões de quilômetros de DNA – essa extensão é equivalente a quase 20 mil vezes a distância entre a Terra e a Lua.

Essa grande sequência de letras está dividida em 23 pares de cromossomos, sendo que herdamos um cromossomo de cada par da nossa mãe e um do nosso pai. O maior cromossomo da nossa espécie é o de número 1, formado por cerca de 245 milhões de pares de bases e por volta de 2 mil genes. O menor é o cromossomo sexual Y, presente apenas em pessoas do sexo masculino, com 59 milhões de letras.

Genoma humano e genes: Quantos são “DNA Lixo”?

Dentro de cada cromossomo, temos centenas, ou até milhares, de genes: sequências de DNA que codificam proteínas. No total, o genoma humano tem cerca de 22.500 genes.

Porém, esses genes representam somente 2% do nosso genoma; os 98% restantes receberam, na década de 1960, o nome de “DNA Lixo” por não codificarem proteínas. De lá para cá, com avanços na ciência e tecnologia, descobrimos que esse DNA tem diversas funções importantes no nosso organismo.

Cerca de 50% do nosso material genético são transposons, ou genes saltadores – sequências de DNA que conseguem saltar, ou mudar de posição, dentro do genoma. Cientistas acreditam que eles foram importantes para a evolução humana, já que cerca de 25% das sequências de DNA que ajudam a ligar ou desligar genes incluem transposons. Os telômeros também eram considerados DNA Lixo, mas hoje sabemos da sua importância para proteger nosso genoma de mutações.

Qual é o maior e o menor genoma do mundo?

O maior genoma que conhecemos atualmente é o da ameba Amoeba dubia, que tem 670 bilhões de letras, mais de 200 vezes maior do que o humano. Entre as plantas, o maior genoma é o da Paris japonica, natural do Japão, que tem 149 bilhões de pares de letras e é 50 vezes maior do que o humano. Entre os animais, um dos maiores genomas conhecidos é o do peixe Protopterus aethiopicus, com 130 bilhões de letras, 40 vezes maior do que o nosso.

Já o menor genoma conhecido é o da bactéria Carsonella ruddii, com apenas 159.662 letras de DNA e 182 genes codificantes de proteínas.

Quanto maior o genoma, maior a complexidade?

É natural pensar que organismos mais complexos, como mamíferos ou aves, tenham genomas maiores do que bactérias, por exemplo. Até onde sabemos, porém, não há uma relação direta entre tamanho do genoma e complexidade do organismo.

Muitos cientistas acreditavam que um indicativo melhor da complexidade do organismo seja a densidade de genes do genoma, ou seja, quantos genes, em média, cada organismo tem por milhões de letras (genes/Mbp). Para humanos, a densidade de genes é de 6,25 genes/Mbp, uma das menores entre todos os seres vivos. Para comparação, a bactéria E. coli tem uma densidade de 950 genes/Mbp, pois quase todo seu DNA é formado por genes.

A explicação para essa grande diferença é que, conforme a complexidade de um organismo aumenta, não é a quantidade de genes que cresce; e sim as regiões reguladoras, que controlam a expressão dos genes. 

Podemos pensar assim: como temos muitos tipos de células diferentes e todas têm o mesmo genoma, nosso corpo precisa saber exatamente quais genes devem estar “ligados” ou “desligados” em cada uma delas, para que elas possam ter o formato e a função corretos. Então controlar, ou regular, um gene é fundamental para o desenvolvimento correto do organismo, o que explica a grande quantidade do nosso genoma que, em vez de codificar genes, está preocupada em regulá-los. Consequentemente, a densidade de genes acaba sendo menor em organismos mais complexos.

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