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O mecanismo oculto de criação de genes

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O mecanismo oculto de criação de genes

Um novo estudo revela um mecanismo para gerar homólogos de DNA que poderiam dar origem a novos genes de microRNA, lançando luz sobre as origens dos genes e impactando potencialmente a nossa compreensão das estruturas de RNA.

Pesquisadores da Universidade de Helsinque descobriram um mecanismo que gera nascimento instantâneo ADN homólogos, o que pode levar à criação de novos genes de microRNA a partir de sequências de DNA não codificantes. Esta descoberta foi feita enquanto estudava erros de replicação do DNA e seus efeitos sobre ele ARN Estruturas moleculares fornecem novos insights sobre as origens dos genes.

A complexidade dos organismos vivos está codificada nos seus genes, mas de onde vêm esses genes? Pesquisadores da Universidade de Helsinque resolveram questões pendentes sobre a origem de pequenos genes reguladores e descreveram o mecanismo que cria sua homologia de DNA. Sob as condições certas, estes homólogos desenvolvem-se em genes de microRNA.

Genes e proteínas: os blocos de construção da vida

O genoma humano contém ca. 20.000 genes são usados ​​para construir proteínas. As ações desses genes clássicos são coordenadas por milhares de genes reguladores, dos quais o menor codifica moléculas de microRNA com 22 pares de bases de comprimento. Embora o número de genes permaneça relativamente constante, às vezes novos genes aparecem durante a evolução. Tal como a origem da vida biológica, a origem de novos genes continua a fascinar os cientistas.

Resolva o quebra-cabeça alternado

Todas as moléculas de RNA requerem conjuntos alternados de bases que prendem a molécula em sua forma funcional. É importante ressaltar que as chances de mutações aleatórias de base formarem essas vias progressivamente alternadas são muito pequenas, mesmo para genes de microRNA simples. Conseqüentemente, a origem dessas sequências alternadas intrigou os pesquisadores. Especialistas do Instituto de Biotecnologia da Universidade de Helsinque, na Finlândia, resolveram esse quebra-cabeça, descrevendo um mecanismo que pode gerar instantaneamente homólogos completos de DNA, criando assim novos genes de microRNA a partir de sequências de DNA anteriormente não codificantes.

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Insights sobre a replicação do DNA

Num projecto financiado pela Academia da Finlândia, os investigadores estudaram erros na replicação do ADN. Ari Luitinoja, o líder do projeto, compara a replicação do DNA à impressão de texto.

“O DNA é copiado uma base de cada vez, e as mutações geralmente são bases únicas erradas, como toques errados no teclado de um laptop. Estudamos um mecanismo que leva a erros maiores, como copiar e colar texto de outro contexto. Estávamos especialmente interessados. quando você copiou o texto ao contrário para criar um texto simétrico.

Estruturas em gancho de replicação de DNA

Os pesquisadores estudaram o mecanismo de erro na replicação do DNA e observaram que alguns erros criam homólogos que podem se transformar em estruturas em gancho. Crédito: Ari Löytynoja

Estruturas de RNA e erros de DNA.

Os pesquisadores perceberam que os erros de replicação do DNA às vezes podem ser benéficos. Eles descreveram essas descobertas para Mikko Freelander, especialista em biologia de RNA. Ele imediatamente viu a conexão com a estrutura das moléculas de RNA.

“Na molécula de RNA, as bases dos homólogos adjacentes podem emparelhar e formar estruturas semelhantes a grampos. Tais estruturas são essenciais para o funcionamento das moléculas de RNA”, explica.

Os investigadores decidiram concentrar-se nos genes microRNA devido à sua estrutura simples: os genes são muito curtos – apenas algumas dezenas de bases – e têm de se dobrar numa estrutura em gancho para funcionarem adequadamente.

A ideia central era modelar a história genética usando um algoritmo de computador personalizado. Segundo a pesquisadora de pós-doutorado Helle Monteinen, isso permite o exame mais próximo da origem dos genes até o momento.

“São conhecidos os genomas completos de dezenas de primatas e mamíferos. A comparação de seus genomas revela quais Classificar Possui um par palíndromo de microRNA, que lhe falta. “Através da modelagem detalhada da história, podemos ver que homólogos completos são criados por eventos de mutação única”, diz Montinen.

História dos genes microRNA

A ideia básica era modelar a história genética usando informações de espécies relacionadas. A modelagem mostrou que homólogos de genes de microRNA são gerados por eventos de mutação única. Crédito: Ari Löytynoja

Arqueologia e cosmopolitismo

Ao concentrarem-se nos seres humanos e noutros primatas, os investigadores em Helsínquia demonstraram que o mecanismo recentemente descoberto poderia explicar pelo menos um quarto dos novos genes de microRNA. Como foram encontrados casos semelhantes em outras linhagens evolutivas, o mecanismo de origem parece universal.

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Em princípio, o surgimento de genes microRNA é tão fácil que novos genes podem afetar a saúde humana. Helle Montinen vê a importância de trabalhar numa escala maior, por exemplo, na compreensão dos princípios básicos da vida biológica.

“O surgimento de novos genes do nada surpreendeu os pesquisadores. Agora temos um modelo elegante para a evolução dos genes de RNA.”

Embora as descobertas sejam baseadas em pequenos genes reguladores, os pesquisadores acreditam que as descobertas podem ser generalizadas para outros genes e moléculas de RNA. Por exemplo, utilizando as matérias-primas geradas pelo mecanismo recentemente descoberto, a selecção natural pode criar estruturas e funções de ARN mais complexas.

O estudo foi publicado em Com pessoas.

Referência: “Geração de novo de miRNAs a partir da troca de modelos durante a replicação do DNA” por Heli AM Mönttinen, Mikko J. Frilander e Ari Löytynoja, 29 de novembro de 2023, Anais da Academia Nacional de Ciências.
doi: 10.1073/pnas.2310752120

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Alimentos ultraprocessados ​​estão ligados à morte prematura, segundo 30 anos de pesquisa

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Alimentos ultraprocessados ​​estão ligados à morte prematura, segundo 30 anos de pesquisa

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CNN

Comer alimentos ultraprocessados ​​está associado ao risco de morte precoce, de acordo com um estudo de 30 anos, mas alimentos diferentes têm efeitos diferentes.

Carnes processadas e alimentos e bebidas açucarados não estão associados aos mesmos riscos que grãos integrais ultraprocessados, por exemplo, disse o autor principal do estudo, Dr. Mingyang Song, professor associado de epidemiologia clínica e nutrição na Escola de Saúde Pública T. H. Chan de Harvard.

O estudo analisou dados de mais de 100 mil profissionais de saúde nos Estados Unidos sem histórico de câncer, doenças cardiovasculares ou diabetes. De 1986 a 2018, os participantes forneceram informações sobre seus hábitos de saúde e estilo de vida a cada dois anos.

A cada quatro anos, eles completavam um questionário alimentar detalhado.

O grupo que comeu menos alimentos processados ​​comeu em média cerca de três porções por dia, enquanto o grupo mais alto comeu sete porções por dia, de acordo com o estudo. Um estudo publicado quarta-feira na revista BMJ.

Os dados mostraram que aqueles que comiam as maiores quantidades de alimentos tinham 4% mais probabilidade de morrer por qualquer causa, incluindo um aumento de 9% no risco de morrer de neurodegeneração.

Adam Hoglund/iStockPhoto/Getty Images

O novo estudo mostra que a carne tem um impacto maior no risco de morte do que muitos outros tipos de alimentos ultraprocessados.

Song descreveu a relação como “moderada”, observando que a relação não era igualmente forte entre todos os tipos de alimentos ultraprocessados.

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“A associação positiva é impulsionada principalmente por um pequeno número de subgrupos, incluindo carnes processadas e bebidas adoçadas com açúcar ou adoçadas artificialmente”, disse ele.

Marion Nestle, Professora Emérita Paulette Goddard de Estudos de Nutrição e Alimentos, disse que as descobertas deste estudo foram consistentes com centenas de outros estudos neste campo, mas o que torna este estudo único é a análise de diferentes subgrupos dentro da categoria de ultra- alimentos processados. Saúde Pública na Universidade de Nova York.

Song não recomenda necessariamente uma rejeição completa de todos os alimentos ultraprocessados ​​porque é uma categoria diversificada, disse ele.

“Cereais e pães integrais, por exemplo, também são considerados alimentos ultraprocessados, mas contêm muitos nutrientes benéficos, como fibras, vitaminas e minerais”, disse. “Por outro lado, acho que as pessoas deveriam tentar evitar ou limitar o consumo de alguns alimentos ultraprocessados, como carnes processadas, bebidas adoçadas com açúcar e também bebidas adoçadas artificialmente.”

Também há mais perguntas que precisam ser respondidas quando se trata de alimentos ultraprocessados.

Em primeiro lugar, o estudo mais recente é poderoso devido ao longo período de tempo que analisou, mas é um estudo observacional. Isto significa que, embora os investigadores possam ver uma correlação, não podem dizer que os alimentos foram a causa das mortes, disse o Dr. Peter Wild, membro honorário do Instituto Quadram de Biociências do Reino Unido.

Os pesquisadores também precisam examinar mais de perto quais ingredientes dos alimentos ultraprocessados ​​podem afetar a saúde, independentemente de afetarem ou não. Estes produtos são aditivos alimentares, emulsionantes ou aromatizantes – para aconselhar governos e instituições sobre como regular os alimentos, disse Song.

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Song disse que os pesquisadores também descobriram que o fator mais importante para reduzir o risco de morte é a qualidade da dieta geral de uma pessoa.

“Se as pessoas mantêm uma dieta geralmente saudável, não acho que elas precisem disso “Estar com medo ou aterrorizado”, disse ele. “O padrão alimentar geral continua a ser o factor dominante que determina os resultados de saúde.”

Uma dieta saudável é variada, incluindo tantas frutas coloridas, vegetais e grãos integrais quanto possível, disse Wilde.

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“Se você está preocupado com os aditivos alimentares, escolha alimentos com baixos níveis de aditivos alimentares”, disse ele por e-mail. “Basta estar atento ao conteúdo nutricional (dos alimentos ultraprocessados) que você escolhe consumir.”

Também é importante perceber que os alimentos devem ser consumidos de forma equilibrada. Wild disse que o suco de fruta contém vitaminas, minerais e antioxidantes benéficos quando consumido com moderação, mas o consumo excessivo contém altos níveis de açúcar que podem superar seus benefícios.

“Isso não é preto e branco”, disse ele. “Um determinado alimento não é bom nem ruim, conterá elementos de ambos, e o equilíbrio entre os dois pode depender de quanto você come.”

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Atualizações ao vivo do lançamento do Starlink Falcon 9 no KSC

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O voo do Boeing Starliner para astronautas da NASA foi cancelado

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O voo do Boeing Starliner para astronautas da NASA foi cancelado

Os astronautas da NASA terão que esperar pelo menos até o final da próxima semana para entrar em órbita a bordo da espaçonave Starliner da Boeing. Um lançamento planejado para segunda-feira à noite foi cancelado devido a um problema com o foguete Atlas V que estava programado para enviá-los ao espaço.

A NASA anunciou na noite de terça-feira que os astronautas Butch Wilmore e Sonny Williams permanecerão na Terra até 17 de maio, no mínimo. No início do dia, a agência disse que um lançamento poderia ser possível ainda esta semana, possivelmente na sexta-feira.

A United Launch Alliance, fabricante do foguete Atlas V, disse que o foguete retornará da plataforma de lançamento para substituir a válvula que regula a pressão no tanque de oxigênio no segundo estágio.

Isto levou ao adiamento do primeiro voo tripulado do Starliner, um voo para astronautas da NASA de e para a Estação Espacial Internacional, que sofreu uma série de atrasos dispendiosos nos últimos anos.

Cerca de três horas antes do horário programado de lançamento, 22h34 horário do leste dos EUA, e assim que os astronautas chegaram à plataforma de lançamento, a válvula começou a vibrar a uma taxa de cerca de 40 vezes por segundo. A tripulação na plataforma de lançamento descreveu ter ouvido um “som audível incomum” para os controladores de vôo.

Os preparativos para o voo continuaram com o Sr. Wilmore e a Sra. Williams embarcando na espaçonave. Mas às 20h34 horário do leste dos EUA, duas horas antes da decolagem programada, a United Launch Alliance, empresa que fabrica e opera o foguete, cancelou o voo.

Este comportamento já foi observado durante alguns outros lançamentos do Atlas V, e normalmente abrir e fechar a válvula interrompe o zumbido, disse o CEO da ULA, Torey Bruno.

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Mas para lançamentos de astronautas, a ULA estabeleceu uma regra para não fazer nada que pudesse alterar o estado do foguete enquanto os astronautas estivessem presentes, incluindo abrir e fechar a válvula. Isto em si não foi um acto perigoso, mas teria aumentado a incerteza.

“Nossa filosofia é que não precisamos mudar o estado do veículo quando há pessoas lá, então não faremos isso”, disse Bruno em entrevista coletiva na noite de segunda-feira com autoridades da NASA e da Boeing.

Depois que os astronautas saíram do Starliner e retornaram aos alojamentos da tripulação, a válvula fechou e o zumbido parou. Mas as oscilações se repetiram duas vezes quando o propelente foi drenado dos tanques.

Depois de analisar os dados, os engenheiros da ULA concluíram que a válvula havia excedido o número máximo de vezes que poderia abrir e fechar de forma confiável e precisava ser substituída.

A Boeing foi uma das duas empresas a ganhar um contrato para construir uma nave espacial para transportar astronautas de e para a estação espacial, vários anos depois de a NASA ter retirado os seus vaivéns espaciais em 2011. Durante nove anos, os astronautas só conseguiram chegar à ISS a bordo de uma nave espacial russa Soyuz. . Mísseis.

A outra empresa foi a SpaceX. Em maio de 2020, os astronautas da NASA Bob Behnken e Doug Hurley voaram para a Estação Espacial Internacional na espaçonave Crew Dragon da SpaceX. Desde então, essa cápsula se tornou a única maneira de alcançar a órbita dos Estados Unidos.

O desenvolvimento do Starliner da Boeing demorou muito mais do que o esperado. Os riscos técnicos incluíam testes de software inadequados, corrosão das válvulas de impulso, fita inflamável e um componente-chave do sistema de pára-quedas que se revelou mais fraco do que o concebido. A Boeing resolveu os problemas e finalmente estava pronta para funcionar. Os atrasos deixaram a Boeing enfrentando cobranças inesperadas no valor de mais de US$ 1,4 bilhão.

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Embora o voo cancelado na segunda-feira tenha sido devido ao foguete, a tentativa de lançamento adiada ocorre durante um difícil 2024 para o gigante espacial. Poucos dias depois do início do ano, um painel na fuselagem de um Boeing 737 MAX 9 explodiu durante um voo da Alaska Airlines. Os pilotos conseguiram pousar o avião com segurança e não houve feridos graves, mas o acidente teve ampla repercussão para a empresa, principalmente para o departamento de aviação.

Neeraj Chokshi Contribuiu para relatórios.

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