A Evolução das Redes Genéticas Multitarefas Controladas: O Papel dos Introns e Outros RNAs Não Codificantes no Desenvolvimento de Organismos Complexos

A diversidade fenotípica eucariótica surge da multitarefa de um proteoma central de tamanho limitado. A multitarefa é rotina em computadores, assim como em outros sistemas de informação sofisticados, e requer múltiplas entradas e saídas para controlar e integrar a atividade da rede. Eucariontes superiores possuem uma estrutura gênica mosaico com uma dupla saída, sequências de mRNA (codificadoras de proteínas) e introns, que são liberados do pré-mRNA por processamento pós-transcricional. Os introns têm sido enormemente bem-sucedidos como uma classe de sequências e compreendem até 95% dos transcritos primários de genes codificadores de proteínas em mamíferos. Além disso, muitos outros transcritos (talvez mais da metade) não codificam proteínas, mas parecem ser regulados no desenvolvimento e ter função genética. Sugerimos que esses RNAs (eRNAs) evoluíram para funcionarem como moléculas de controle da rede endógena, que possibilitam a comunicação direta gene-gene e a multitarefa dos genomas eucarióticos. A análise de uma gama de fenômenos genéticos complexos nos quais o RNA está envolvido ou implicado, incluindo co-supressão, silenciamento de transgenes, interferência de RNA, impressão, metilação e transvecção, sugere que um sistema regulatório de ordem superior baseado em sinais de RNA opera nos eucariontes superiores e envolve remodelação da cromatina, bem como outras interações RNA-DNA, RNA-RNA e RNA-proteína. A evolução de redes gênicas densamente conectadas seria esperada para resultar em um proteoma central relativamente estável devido à reutilização múltipla de componentes, implicando que a diferenciação celular e a variação fenotípica nos eucariontes superiores resultam principalmente da variação na arquitetura de controle. Assim, a integração de rede e a multitarefa usando moléculas de RNA trans-ativas produzidas em paralelo com sequências codificadoras de proteínas podem fundamentar tanto a evolução de organismos multicelulares desenvolvidos quanto a rápida expansão da complexidade fenotípica em ambientes não contestados, como aqueles iniciados na radiação Cambriana e os vistos após eventos de extinção em massa.