O que torna seu cérebro único

As diferenças surgem em todos os níveis da arquitetura orgânica, de forma surpreendente e complexa. O cérebro humano contém algo em torno de100 bilhões de neurônios (dos quais existem milhares de tipos), que formam mais de 100 trilhões de interconexões. Todas essas características levam a variações nas formas de pensamento, aprendizado e comportamento e em nossa predisposição para doenças mentais.

Mas, na prática, como surge essa diversidade nas “ligações” e funções cerebrais? Variações de genes que herdamos podem ser relevantes. Mas mesmo gêmeos idênticos criados pelos mesmos pais podem diferir quando se trata de funcionamento mental, características comportamentais e riscos de doença neurodegenerativa.

Com certeza as experiências que temos também são relevantes; elas podem, por exemplo, influenciar a força das conexões entre grupos específicos de neurônios. Ainda assim, pesquisadores estão encontrando cada vez mais indícios intrigantes de que há outros fatores em jogo – como os processos que provocam mutação de genes ou que afetam o comportamento do gene no início do desenvolvimento de um embrião ou mais tarde na vida. Nos últimos anos, pesquisadores chegaram a suspeitos muito intrigantes, que parecem mais ativos no cérebro que em outros tecidos: os genes saltadores, ou de transposição, que têm sido encontrados em praticamente todas as espécies, entre elas os seres humanos.

Genes saltadores conseguem colar cópias de si em outras partes do genoma (o conjunto completo de DNA no núcleo) e alterar o funcionamento da célula, fazendo-a se comportar de maneira diferente de outra célula idêntica, ao seu lado. Evidência crescente sugere que, pela indução de variabilidade nas células do cérebro, eles podem impregnar organismos com flexibilidade para se adaptar rapidamente à evolução das circunstâncias.

Os genes de transposição que se insinuam em novas áreas dos genoma chegam a formar metade dos nucleotídeos, ou blocos de construção de DNA, no genoma humano. Chamados de retrotranspósons, são descendentes dos primeiros sistemas primitivos de replicação molecular que invadiram os genomas de eucariotas (organismos com células que contêm um núcleo) há muito tempo. Em 1988, um grupo liderado por Haig H. Kazazian, Jr., da Universidade da Pensilvânia, mostrou que os retrotranspósons, antes considerados “lixo de DNA”, eram ativos em tecidos humanos.

Em especial, um tipo de retrotranspósons conhecido como elementos longos dispersos 1 (L1) parece ser essencial no genoma humano. É capaz de saltar ao redor com frequência, provavelmente porque, diferentemente de outros elementos móveis em seres humanos, codifica seu próprio maquinário para espalhar cópias de si mesmo por todo o genoma celular. Análise de seu comportamento em células revela que, quando algo ativa um L1 no genoma nuclear para iniciar o processo de “salto”, primeiro ele se transcreve em RNA de cadeia simples que, depois, viaja a partir do núcleo para o citoplasma, onde serve como modelo para a construção de proteínas especificadas por algumas partes do DNA L1.

Essas proteínas formam um complexo molecular com o RNA ainda intacto, e todo o complexo se volta para o núcleo. Lá, uma das proteínas, uma enzima denominada endonuclease se prende a locais específicos no DNA. Ela também usa o RNA como modelo para produzir uma cópia de DNA de cadeia dupla do retrotranspóson L1 original e insere essa duplicata no genoma onde o corte foi feito.

Muitas vezes a retrotransposição não consegue seguir seu curso, produzindo cópias truncadas não funcionais do DNA L1 original. Com alguma frequência, esses fragmentos (ou a cópia L1 inteira) não têm efeito sobre um gene de codificação de proteína. Outras vezes, podem, cair para dentro e, assim, alterar a região de codificação de proteína de um gene. Essa manobra pode levar à criação de uma nova variante da proteína que ajuda ou prejudica o organismo.

Em outros casos, o DNA recentemente colado pode cair fora de uma região de codificação, mas atuar como um promotor (um comutador que pode ativar genes próximos) e alterar o nível de expressão do gene – a quantidade de proteína produzida a partir do gene – com, mais uma vez, resultados positivos ou negativos.

Quando os retrotranspósons L1 acabam em outros locais dos neurônios ou em muitas células do cérebro, ou ambos, o cérebro será muito diferente do que seria se formado sem sua influência. É lógico que esse mosaico genético pode afetar o comportamento, a cognição, e influir no risco de doença e também é capaz de explicar por que um gêmeo idêntico pode permanecer livre de doença quando um irmão é diagnosticado com esquizofrenia, por exemplo.