Genética

Imprinting genômico: genes expressos só a partir da cópia materna ou da paterna, e as hipóteses para isso

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

Assuntos: Genética

Imprinting genômico é a expressão de um gene a partir de apenas uma das duas cópias, a herdada da mãe ou a herdada do pai, conforme uma marca química posta no óvulo ou no espermatozoide. Em camundongos, embriões com dois genomas maternos ou dois paternos não chegam ao fim. Por que isso evoluiu é questão aberta: a hipótese do conflito entre pai e mãe é a mais discutida, mas nenhuma explica todos os dados.

Todo mamífero tem duas cópias de cada gene, uma de cada genitor, e na maioria dos genes as duas podem estar ativas. Cerca de 150 a 200 genes identificados em humanos e camundongos fogem disso: só uma das cópias é lida, sempre a de um mesmo genitor. A marca que distingue as cópias é a metilação do DNA (grupos metil ligados às citosinas, sem mudar a sequência), posta em regiões de controle durante a formação dos gametas e mantida nas células do corpo. Nas células germinativas ela é apagada e refeita conforme o sexo do indivíduo. O fenômeno depende de qual genitor transmitiu o gene, não do sexo da prole. A base epigenética em geral está no post sobre epigenética.

A marca é refeita a cada geração

Em camundongos, as marcas de imprinting são apagadas nas células germinativas e refeitas conforme o sexo do indivíduo: um macho que herdou um gene da mãe o transmite com a marca paterna. O que conta é o genitor que passa o gene agora.

Como sabemos: embriões com dois pais ou duas mães

Em 1984, grupos de McGrath e Solter e de Surani montaram embriões de camundongo por transferência nuclear: os com dois pronúcleos maternos ou dois paternos morriam, e só os com um de cada geravam filhotes. Em 1991, o nocaute do Igf2 mostrou efeito só quando o alelo vinha do pai. Em 2025, camundongos adultos de dois espermatozoides foram obtidos editando sete regiões de controle. Tudo isso é camundongo, e a edição de 2025 vem de um só grupo.

Como a marca é posta, mantida e apagada

A metilação do DNA é a única marca que se mostrou claramente funcionar como imprint herdado em mamíferos. As regiões de controle do imprinting (ICRs) regulam os cerca de 200 genes com imprinting em mamíferos. A marca vem do óvulo ou do espermatozoide, é mantida nas células do corpo e é reposta nas células germinativas. Como as marcas escapam da reprogramação logo após a fertilização é uma pergunta que a revisão de 2014 chama de misteriosa.

Por que existe: conflito e outras hipóteses

A hipótese do conflito parental (Moore e Haig, 1991) diz que genes de expressão paterna favorecem o crescimento do embrião e os de expressão materna o contêm, porque a mãe divide recursos entre filhos que podem ter pais diferentes. A teoria do parentesco de Haig, na mesma linha, ainda carece, segundo um artigo de 2020, de teste independente robusto. Uma segunda hipótese, a defesa trofoblástica, também existe. Nenhuma explica todos os dados, e a hipótese do conflito é hipótese, não fato estabelecido.

Plantas: o imprinting no endosperma

Em plantas com flores, o imprinting ocorre sobretudo no endosperma, o tecido que nutre o embrião, e no embrião jovem. O endosperma tem 2 genomas maternos para 1 paterno, e cruzamentos que desfazem essa proporção produzem sementes inviáveis. Em Arabidopsis, a enzima DEMETER ativa o alelo materno do gene MEDEA. Como o imprinting existe em mamíferos, em artrópodes e em plantas, mas não de modo difundido nos demais grupos, uma revisão de 2014 infere ao menos três origens independentes.

Como sabemos

Mecanismo e experimentos clássicos são bem sustentados; as hipóteses sobre a origem evolutiva seguem em debate e a maior parte das evidências vem de camundongo e Arabidopsis.

Em debate: Há duas hipóteses publicadas, a do conflito parental e a da defesa trofoblástica; segundo a revisão de 2014, nenhuma explica todos os dados.

• Evidência forte: Cerca de 150 a 200 genes com imprinting foram identificados em humanos e camundongos, e quase um terço deles é compartilhado pelas duas espécies; em mamíferos, são aproximadamente 200 genes expressos só a partir de uma das cópias parentais. [2] Genomic imprinting, §1
  Contexto: Mamíferos, sobretudo humanos e camundongos. · Limitações: O número é uma contagem de genes identificados até agora; a própria revisão não exclui que análises mais refinadas achem outros. · Contagem de genes identificados até agora. · Conferida na fonte (texto integral), conferência automatizada
• Consenso científico: Na maioria dos genes, as cópias herdadas da mãe e do pai têm o mesmo potencial de estar ativas; no imprinting, a expressão fica restrita a uma das duas cópias, e isso depende de qual genitor a transmitiu, não do sexo da prole. [1] Overview
  Contexto: Mamíferos diploides. · Conferida na fonte (texto integral), conferência automatizada
• Fato estabelecido: Em 1991, três genes com imprinting foram descritos em camundongos (Igf2r, Igf2 e H19); no Igf2, o alelo mutante só causava efeito quando vinha do pai, e não quando vinha da mãe. [1] Historical overview
  Contexto: Camundongo; mutante nulo do gene Igf2 obtido por nocaute gênico. · Conferida na fonte (texto integral), conferência automatizada
• Fato estabelecido: Em camundongos, embriões montados com dois pronúcleos maternos (ginogenéticos) ou dois paternos (androgenéticos) morriam; só os que receberam um pronúcleo de cada genitor geraram filhotes vivos e férteis (McGrath e Solter; Surani e colaboradores, 1984). [1] Historical overview
  Contexto: Camundongo, por transferência nuclear de zigotos recém-fertilizados. · Limitações: A revisão cita os dois trabalhos de 1984; não os lemos no original. · Conferida na fonte (texto integral), conferência automatizada
• Fato estabelecido: Os embriões ginogenéticos morriam com defeito nos tecidos extraembrionários que contribuem para a placenta, e os androgenéticos com defeito no tecido embrionário. [1] Historical overview
  Contexto: Camundongo. · Limitações: A revisão relata que a identificação posterior de genes com imprinting não confirmou um viés tão simples; o efeito pode vir do efeito dominante de um ou poucos genes. · Conferida na fonte (texto integral), conferência automatizada
• Evidência forte: A marca que distingue as cópias é, em mamíferos, a metilação do DNA posta no óvulo ou no espermatozoide em regiões de controle (ICRs); ela é mantida nas células do corpo e apagada e refeita nas células germinativas de cada geração. [1] Section 1 [2] Abstract
  Contexto: Mamíferos, com a maior parte do detalhe vinda de camundongo. · Limitações: A revisão de 2014 chama de mistério como as marcas escapam da reprogramação do genoma depois da fertilização. · Conferida na fonte (texto integral), conferência automatizada
• Hipótese: A hipótese do conflito parental propõe que os genes com expressão paterna aumentam o crescimento do embrião e os de expressão materna o contêm, porque pai e mãe têm interesses diferentes na distribuição dos recursos maternos entre filhos. [1] Section 1
  Contexto: Hipótese de Moore e Haig (1991) para mamíferos placentários. · Limitações: É hipótese sobre a evolução; a formulação é de Moore e Haig (1991), citada pela revisão, que não lemos no original. · Hipótese evolutiva, não observação direta. · Conferida na fonte (texto integral), conferência automatizada
• Hipótese: A teoria do parentesco de Haig afirma que, em espécies com mais de um pai na prole de uma mãe, um alelo paterno tem menos chance de estar presente nos irmãos de mesma mãe do que um alelo materno, e por isso a seleção natural pode agir de modo diferente sobre os dois. [4] Impact Summary
  Contexto: Teoria de evolução do imprinting; testes recentes incluem insetos sociais. · Limitações: Segundo o artigo de 2020, falta um teste independente robusto. · Descrita por f4 como a explicação mais aceita, mas sem teste independente robusto. · Conferida na fonte (texto integral), conferência automatizada
• Em debate: Uma segunda hipótese, a da defesa trofoblástica, atribui o imprinting ao risco de a mãe ter placenta ativada sem fertilização; segundo a revisão de 2014, nem ela nem a do conflito explicam todos os dados. [1] Section 1
  Contexto: Mamíferos placentários. · Limitações: Revisão de 2014; não verificamos se houve consenso novo desde então. · Duas hipóteses concorrentes publicadas; nenhuma explica tudo. · Conferida na fonte (texto integral), conferência automatizada
• Evidência forte: Num levantamento de literatura de 2023, maior atividade de gordura marrom se associou a mais expressão de genes de origem materna e menos de origem paterna em 16 dos 19 genes com informação suficiente, o que os autores leem como apoio à teoria do parentesco. [6] Abstract
  Contexto: Humanos e camundongos; 19 genes com dados suficientes. · Limitações: É levantamento de estudos existentes, de poucos genes, e não prova a hipótese. · Conferida na fonte (texto integral), conferência automatizada
• Consenso científico: Em plantas com flores, o imprinting ocorre sobretudo no endosperma e no embrião jovem da semente. [3] Introduction
  Contexto: Plantas com flores; exemplos em Arabidopsis, milho e arroz. · Limitações: Há poucos genes com imprinting descritos no embrião em comparação com o endosperma. · Conferida na fonte (texto integral), conferência automatizada
• Evidência forte: O endosperma tem proporção 2 genomas maternos para 1 paterno; essa proporção é necessária para seu desenvolvimento, e cruzamentos que a desfazem (bloqueio triploide) levam a sementes inviáveis. [3] Section on hybrid barriers
  Contexto: Plantas com flores, sobretudo Arabidopsis. · Limitações: A revisão indica que só uma fração dos genes dessa barreira é conhecida. · Conferida na fonte (texto integral), conferência automatizada
• Evidência forte: Em Arabidopsis, a enzima DEMETER ativa o alelo materno do gene MEDEA, que controla o desenvolvimento da semente. [3] Section 2
  Contexto: Arabidopsis thaliana. · Conferida na fonte (texto integral), conferência automatizada
• Evidência forte: O imprinting não é difundido entre os reinos de eucariotos; existe em mamíferos placentários e marsupiais, em dois grupos de artrópodes e no endosperma de plantas como milho e Arabidopsis, o que indica pelo menos três origens independentes. [1] Section 1
  Contexto: Distribuição conhecida em 2014. · Limitações: A conclusão de três origens é inferência da revisão de 2014 sobre a distribuição então conhecida; não conferimos descobertas posteriores em outros grupos. · Conferida na fonte (texto integral), conferência automatizada
• Evidência forte: Em 2025, camundongos adultos foram obtidos de material genético de dois espermatozoides, editando a metilação de sete regiões de controle do imprinting; os autores leem isso como indício de que o imprinting é a principal barreira a embriões de um só genitor chegarem ao fim. [5] Significance
  Contexto: Camundongo, em laboratório, com edição epigenética; não se aplica a humanos. · Limitações: Resultado de um único grupo; a interpretação é dos autores. · Conferida na fonte (texto integral), conferência automatizada

Fontes

1. Cold Spring Harbor Perspectives in Biology — Genomic Imprinting in Mammals
   Barlow, D. P.; Bartolomei, M. S. · 2014 · Revisão ou síntese científica · lida na íntegra · consultada em 12/10/2026 DOI 10.1101/cshperspect.a018382
2. Genome Research — The superpowers of imprinting control regions
   Montibus, B.; Court, F.; Arnaud, P. · 2026 · Revisão ou síntese científica · lida na íntegra · consultada em 12/10/2026 DOI 10.1101/gr.281215.125
3. Frontiers in Plant Science — Unveiling the imprinted dance: how parental genomes orchestrate seed development and hybrid success
   Muthusamy, M.; Pandian, S.; Shin, E.-K.; An, H.-K.; Sohn, S.-I. · 2024 · Revisão ou síntese científica · lida na íntegra · consultada em 12/10/2026 DOI 10.3389/fpls.2024.1455685
4. Evolution Letters — Parent of origin gene expression in the bumblebee, Bombus terrestris, supports Haig's kinship theory for the evolution of genomic imprinting
   Marshall, H.; van Zweden, J. S.; Van Geystelen, A.; Benaets, K.; Wäckers, F.; Mallon, E. B. · 2020 · Artigo científico original · lida na íntegra · consultada em 12/10/2026 DOI 10.1002/evl3.197
5. Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) — Fertile androgenetic mice generated by targeted epigenetic editing of imprinting control regions
   Wei, Y.; Yue, T.; Wang, Y.; Yang, Y. · 2025 · Artigo científico original · lida na íntegra · consultada em 12/10/2026 DOI 10.1073/pnas.2425307122
6. Evolution, Medicine, and Public Health — Mother's warmth from maternal genes: genomic imprinting of brown adipose tissue
   Ayache, L.; Bushell, A.; Lee, J.; Salminen, I.; Crespi, B. · 2023 · Revisão ou síntese científica · lida na íntegra · consultada em 12/10/2026 DOI 10.1093/emph/eoad031

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