Evolução

Anticongelante no sangue: peixes antárticos e bacalhaus do norte chegaram à mesma proteína por genes distintos

Publicado em 13/10/2026 · Última alteração em 13/10/2026

Peixes antárticos (notothenioides) e bacalhaus do Ártico e do norte (gadídeos) produzem glicoproteínas anticongelantes quase idênticas, mas as sequências de DNA indicam que cada grupo as criou por conta própria. Nos antárticos, o gene veio de um gene de tripsinogênio, enzima do pâncreas; nos bacalhaus, de DNA que não codificava proteína. É convergência molecular, sob a pressão do mar gelado.

Glicoproteínas anticongelantes (AFGPs, do inglês antifreeze glycoproteins) são proteínas com açúcares presos a elas, que se ligam a cristais de gelo no corpo do peixe e impedem que cresçam. Em ambos os grupos, são feitas como uma família de moléculas de tamanhos diferentes, todas formadas por repetições de um tripeptídeo (treonina-alanina-alanina, com um dissacarídeo na treonina). Os notothenioides (Notothenioidei) são peixes do oceano Austral; os gadídeos (Gadidae) são os bacalhaus do hemisfério norte. Convergência é quando linhagens separadas chegam a um traço parecido de modo independente; aqui, a semelhança está na proteína, e a diferença, no gene que a escreve.

Mesma proteína, genes escritos de outro jeito

O tripeptídeo repetido é o mesmo nos dois grupos, mas o DNA que o codifica não: as repetições parecem ter nascido de duas sequências curtas distintas, com arranjos diferentes dos três códons do mesmo tripeptídeo.

Como sabemos que foram duas origens

A proteína dos dois grupos é quase igual, então o teste decisivo foi comparar os genes. Chen, DeVries e Cheng (1997) examinaram três pontos: o gene de partida, a organização de íntrons e espaçadores e as sequências que codificam o tripeptídeo. Em todos, os grupos diferem. Evidências morfológicas, paleontológicas e paleoclimáticas apoiam a conclusão. O limite é que se compara DNA de espécies atuais para reconstruir um passado que ninguém viu.

Antártida: um gene velho reaproveitado

Nos notothenioides, o ponto de partida foi um gene de tripsinogênio, de uma enzima do pâncreas. Suas extremidades forneceram o sinal de secreção e a região final; um trecho de 9 nucleotídeos que codifica treonina-alanina-alanina foi multiplicado para criar a parte repetitiva, o corpo da proteína anticongelante. A pequena divergência entre os dois genes (4 a 7%) sugere que isso ocorreu entre 5 e 14 milhões de anos atrás, uma estimativa de 1997.

Bacalhaus do norte: um gene criado do zero

Nos gadídeos não há gene parecido em lugar nenhum, e o trabalho de 2019 mostrou por quê: o gene saiu de DNA não codificante. Um elemento de 9 nucleotídeos, duplicado em fila, formou a parte repetitiva; uma mutação de 1 nucleotídeo ligou-a a um sinal de secreção que estava ali por acaso; e um promotor completou o gene. O último passo é uma hipótese (os autores dizem "putative"). Mesmo assim, a origem a partir de DNA não gênico foi comprovada por experimentos.

A pressão do frio

O sangue de um peixe marinho congela em torno de −0,7 a −1,0 °C, e a água do mar, a −1,9 °C. Com gelo por perto, o peixe sem proteção corre risco de congelar por dentro. As AFGPs reconhecem os cristais de gelo que entram no corpo, ligam-se a eles e inibem seu crescimento. O mar polar esfriou em épocas diferentes (cerca de 15 milhões de anos atrás no Sul e cerca de 3 milhões no Norte), e a seleção natural atuou, em cada grupo, sobre o material genético que ele já tinha. Para o que acontece com a água líquida abaixo de zero, veja o artigo ligado.

Como sabemos

As duas origens independentes são conclusão de 1997 reforçada em 2019 com a origem não codificante dos bacalhaus; só as datas e o passo do promotor são menos firmes.

Fontes

  1. Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) — Convergent evolution of antifreeze glycoproteins in Antarctic notothenioid fish and Arctic cod
    Chen, L.; DeVries, A. L.; Cheng, C.-H. C. · 1997 · Artigo científico original · lido só o resumo · consultada em 13/10/2026 DOI 10.1073/pnas.94.8.3817
  2. Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) — Evolution of antifreeze glycoprotein gene from a trypsinogen gene in Antarctic notothenioid fish
    Chen, L.; DeVries, A. L.; Cheng, C.-H. C. · 1997 · Artigo científico original · lido só o resumo · consultada em 13/10/2026 DOI 10.1073/pnas.94.8.3811
  3. Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) — Molecular mechanism and history of non-sense to sense evolution of antifreeze glycoprotein gene in northern gadids
    Zhuang, X.; Yang, C.; Murphy, K. R.; Cheng, C.-H. C. · 2019 · Artigo científico original · lida na íntegra · consultada em 13/10/2026 DOI 10.1073/pnas.1817138116
  4. Genes (MDPI) — Propagation of a De Novo Gene under Natural Selection: Antifreeze Glycoprotein Genes and Their Evolutionary History in Codfishes
    Zhuang, X.; Cheng, C.-H. C. et al. · 2021 · Artigo científico original · lida na íntegra · consultada em 13/10/2026 DOI 10.3390/genes12111777
Histórico de alterações
  • Versão 1 · 13/10/2026 — Primeira versão (produção 1.000, lote 13; conferência de trechos automatizada)

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