Relógios genéticos moleculares evolutivos – um exercício perpétuo de futilidade e fracassoSÁBADO, 01 DE AGOSTO DE 2015

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por Jeffrey P. Tomkins, Ph.D., e Jerry Bergman, Ph.D.

No Diário da Criação 29 (2): 26-35

Desde seu primeiro uso no início da década de 1960, as metodologias de relógio genético molecular assumem evolução e calibrações de tempo profundo tiradas da paleontologia. Além disso, os seguintes problemas afligem seu uso: 1) genes/sequências diferentes fornecem taxas evolutivas muito diferentes, 2) taxa diferentes exibem taxas diferentes para sequências homólogas e 3) datas de divergência geralmente discordam da paleontologia, apesar de serem calibradas por ela. Como a ideia do relógio molecular está diretamente ligada à teoria da evolução do modelo neutro, descobertas recentes em plena utilidade de códons e funcionalidade bioquímica abrangente em todo o genoma negam sua premissa fundamental.

A ideia de um relógio genético molecular evolutivo impactou e influenciou significativamente a biologia moderna. A técnica emprega comparações de sequências biológicas entre táxons para estimar as taxas de evolução e é calibrada rotineiramente com estimativas de tempo profundo retiradas da paleontologia. Além desse viés evolutivo, os seguintes problemas também afligem seu uso:

1) diferentes genes/sequências dão taxas evolutivas muito diferentes,

2) táxons diferentes exibem taxas diferentes para sequências homólogas, e

3) datas de divergência comumente discordam da paleontologia apesar de serem calibradas por ela.

Além disso, como a ideia do relógio molecular está diretamente ligada à teoria da evolução do modelo neutro, descobertas recentes em plena utilidade de códons e funcionalidade bioquímica abrangente em todo o genoma negam completamente suas premissas fundamentais.



Desde seu primeiro uso no início da década de 1960, as metodologias de relógio genético molecular assumem evolução e calibrações de tempo profundo tiradas da paleontologia. Além disso, os seguintes problemas afligem seu uso: 1) genes/sequências diferentes fornecem taxas evolutivas muito diferentes, 2) taxa diferentes exibem taxas diferentes para sequências homólogas e 3) datas de divergência geralmente discordam da paleontologia, apesar de serem calibradas por ela. Como a ideia do relógio molecular está diretamente ligada à teoria da evolução do modelo neutro, descobertas recentes em plena utilidade de códons e funcionalidade bioquímica abrangente em todo o genoma negam sua premissa fundamental. A história dos relógios moleculares relógio molecular é agora uma suposição padrão em quase todos os estudos de evolução molecular.”1 O relógio molecular teve uma grande influência em quase todas as disciplinas biológicas, além de causar muito sofrimento e dissensão para os campos da paleontologia e geocronologia.2,3 A premissa básica é que macromoléculas informacionais como proteínas e sequências de DNA evoluem em taxas que podem ser medidas e calibradas por estimativas evolutivas fornecidas pela paleontologia . A sistemática é ilustrada pelo número anual de publicações de pesquisa documentadas no banco de dados PubMed do NCBI (figura 1). Embora houvesse apenas um punhado de tais artigos no final dos anos 1960 e 1970, as tendências atuais indicam que esses tipos de relatórios podem em breve ultrapassar 100 publicações por ano. Zuckerkandl começou a analisar fragmentos de proteínas de hemoglobina digeridas enzimaticamente de gorilas, chimpanzés, macacos rhesus, orangotangos, vacas, porcos e vários peixes . Usando o tempo estimado da divergência de cavalos e humanos (retirado da paleontologia), que eles colocaram em 130 Ma, e o número de diferenças entre suas cadeias ÿ, eles calcularam um tempo de cerca de 14,5 Ma para cada mudança de aminoácido . Zuckerkandl e Pauling então usaram esse valor de 14,5 Ma como a taxa padrão de uma mudança em cada cadeia de globina alfa . Ao multiplicar o número de mudanças por 14,5 e depois dividir por 2 porque as mudanças ocorreram nas duas linhagens, eles estimaram que a diferença entre as cadeias de globina do gorila e da humana indicava que seu último ancestral comum viveu de 7,3 a 14,5 Ma atrás. A ideia de um relógio molecular foi introduzida pela primeira vez no Eles então calcularam a média desses dois números para obter 11 Ma, um valor muito anterior ao proposto pelos paleontólogos da época, que era de 11 a 35 Ma. Essas alegações provocaram uma controvérsia acalorada e contenciosa com os proponentes tradicionais da teoria darwiniana moderna . síntese do dia. Um dos céticos mais proeminentes e vocais foi Ernst Mayr, um dos principais especialistas em especiação e sistemática, além de George Gaylord Simpson, um proeminente historiador Sean Carroll, foram Zuckerkandl e Pauling os primeiros a propor uma “nova imagem da evolução que era invisível para paleontólogos e taxonomistas – uma imagem de moléculas marcando o tempo evolutivo sem afetar a aparência, o comportamento ou o funcionamento dos organismos”.8 Zuckerkandl, o pós-doutorado de Linus Pauling, afirmou em uma entrevista 50 anos depois que “parecia natural perguntar se a sucessão de mudanças que obviamente estavam ocorrendo através da evolução, e não exclusivamente por qualquer meio, mas em grande parte, eram então conhecidas como atribuível principalmente a trocas de bases individuais em genes ou aminoácidos em proteínas correspondentes”. muito problemático para nós” e “Isso significa que as datas que tiramos da genética são realmente embaraçosamente ruins e incertas”. Como afirmado em uma revisão recente da teoria evolucionária: “Um início da década de 1960, em uma época em que a biologia molecular ainda estava em sua infância e o sequenciamento de DNA não seria realizado por mais uma década. Segundo o biólogo evolucionista e Quando o relógio molecular estava sendo desenvolvido, muita esperança foi investida na técnica com a ideia de que ela finalmente permitiria a construção de uma árvore evolutiva unificada da vida marcada por pontos de tempo profundos historicamente precisos. No entanto, em vez de resolver a árvore da vida, as últimas cinco décadas de pesquisa do relógio molecular produziram nada além de discordância e confusão dentro da comunidade evolucionária.3,6 De fato, em uma entrevista recente este ano, o geneticista evolucionista humano David Reich, de Harvard declarou: “O fato de o relógio ser tão incerto é Jeffrey P. Tomkins e Jerry Bergman 26 Machine Translated by Google De fato, algumas das primeiras discussões sobre a ideia da teoria neutra da evolução estão contidas no artigo de 1965 de Zuckerkandl e Pauling, no qual eles afirmam: “As mudanças na sequência de aminoácidos , no entanto, serão limitadas quase exclusivamente ao funcionalmente mudanças quase neutras.”16 As altas taxas evolutivas relatadas por Zuckerkandl e Pauling, juntamente com suas ideias sobre taxas de substituição de aminoácidos, foi o primeiro tópico abordado no popular artigo de 1968 de Mootoo Kimura (Kimura foi um dos principais proponentes iniciais da teoria neutra). 17 paleontólogo. Eles foram dois dos principais arquitetos da chamada Síntese Moderna da teoria evolucionária que surgiu na década de 1940.8 Simpson e Mayr inferiram do registro fóssil que a evolução ocorreu de forma irregular, e algumas criaturas pareciam não ter evoluído. Assim, a ideia de que funcionava como um relógio de tique-taque constante não foi prontamente aceita. para avaliações absolutas em vez de apenas relativas , e capazes de extrapolar do presente para o passado.”16 mostraremos mais tarde, descobertas recentes de bioquímica No entanto, outros pesquisadores proeminentes, que estavam desenvolvendo idéias semelhantes na época (por exemplo, Jack King e Thomas Jukes ), logo notaram que as estimativas de Kimura de taxas de substituição por genoma poderiam ser exageradas . existem paradigmas que propõem diferentes níveis de neutralidade e seleção na evolução do genoma.20–23 controvérsia que causou dentro da comunidade evolutiva. No entanto, a ideia básica da teoria neutra forneceu uma forte justificativa para o relógio molecular, embora a pesquisa anterior para um relógio molecular tenha sido um pouco anterior ao desenvolvimento formal e à promulgação da teoria neutra. O modelo básico postula que os sítios neutros no genoma não estão sob seleção e que a taxa de evolução/substituição em um sítio neutro é a mesma que a taxa de mutação.20,24 Como A teoria neutra foi desenvolvida por Kimura em grande parte como uma solução para o dilema de Haldane que Kimura observou ao afirmar: “… o cálculo do custo baseado na fórmula de Haldane mostra que se novos alelos produzidos pela substituição de nucleotídeos a taxa de uma substituição a cada 2 anos, então a carga substitucional se torna tão grande que nenhuma espécie de mamífero poderia tolerá-la. ” o limite estabelecido pela carga substitucional assumindo que a maioria das mutações produzidas pela substituição de nucleotídeos são quase neutras na seleção natural”.17 No entanto, Zuckerkandl e Pauling impulsionaram fortemente a ideia de um relógio evolutivo molecular baseado na sequência biológica e formalizaram suas ideias ainda mais em 1965, afirmando: “Qualquer um que reconheça o valor da abordagem imunológica para estimar a distância filética com certos limites deve achar impossível negar que a comparação de sequências de aminoácidos seja potencialmente uma ferramenta ainda melhor. É apenas potencialmente menos equívoco, mais preciso, adequado Mais ou menos na mesma época da pesquisa de Zuckerkandl e Pauling, técnicas imunológicas (diferenças relativas entre taxa em precipitado de proteína usando anticorpos humanos) também estavam sendo aplicadas para estudar a relação de proteínas dentro de um cenário de relógio evolutivo e usadas para proteínas do soro humano, citocromo c e fibrinopeptídeos .12–15 1969 1976 1980 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 cinco noventa e novecentos seis noventa e novecentos mil 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 60 100 cinquenta vinte 70 0 30 80 40 90 10 Enquanto as técnicas de base imunológica continuaram a ser aplicadas por vários anos depois, a ideia de usar sequências biológicas tornou-se mais importante à medida que ideias contínuas sobre seleção, mudanças neutras e fixação começaram a tomar forma no contencioso caldeirão esotérico do debate evolutivJá, problemas pressuposicionais básicos com o método do relógio molecular devem ser notados fora do 27 VISÃO GERAL || REVISTA DA CRIAÇÃO 29(2) 2015 Número de publicações de relógio molecular evolutivo por ano Ou seja, assume evolução e depende de calibrações de tempo profundo da paleontologia.6,11 Como observado, Zuckerkandl e Pauling usaram o tempo estimado de divergência de cavalos e humanos para desenvolver sua taxa de substituição de sequência. E, como veremos mais adiante, embora as aplicações estatísticas dessa suposição tenham se tornado cada vez mais sofisticadas, a restrição básica da paleontologia evolutiva sempre foi um componente-chave dos relógios moleculares desde seu início. Figura 1. Número de publicações listadas pelo PubMed no NCBI por ano usando os termos de busca combinados ‘evolucionário’ + ‘molecular’ + ‘relógio’. Machine Translated by Google REVISTA DA CRIAÇÃO 29(2) 2015 || VISÕES GERAIS eventos de divergência e são refletidos nas grandes discrepâncias entre estimativas obtidas com diferentes abordagens.”32 A maneira mais empírica de medir a mudança genética é determinar as substituições de bases de DNA observadas entre gerações de linhagens. Demonstrou- se que eles excedem em muito as taxas mais especulativas e espúrias alcançadas pela paleontologia.6 Alguns pesquisadores tentaram corrigir esses dados empíricos conflitantes com os efeitos hipotéticos da seleção.31 O outro método de determinar a mudança genética é puramente hipotético e baseado na comparação seqüências homólogas entre diversos táxons. Isso poderia ser chamado de método filogenético, enquanto o primeiro poderia ser chamado de método bioquímico. Quando um dos métodos é usado, os dados geralmente são calibrados com tempo profundo. 28 Uma grande dificuldade que os evolucionistas tiveram com o método do relógio é sua suposição original de que as moléculas acumulavam diferenças a uma taxa regular puramente em função do tempo evolutivo. A partir do registro fóssil, os paleontólogos inferiram que a taxa de evolução variou muito, às vezes enormemente , enquanto muitas espécies permaneceram inalteradas por longos períodos de tempo (referidos como “estase”). propuseram que a hipótese do relógio poderia até ser usada para “determinar eventos evolutivos do passado remoto para os quais o fóssil e outras evidências são inexistentes ou insuficientes”. função em todo o genoma humano e outros metazoários ameaçam diretamente a validade deste conceito. A influência dos efeitos do gene ou da região genômica é notória e atormenta quase todos os estudos feitos em relógios moleculares.34 Esse fato inconveniente foi amplamente popularizado pelo evolucionista Francisco Ayala no início da revolução genômica quando observou “… cada um dos milhares de proteínas ou genes de um organismo é um relógio independente , cada um tiquetaqueando em uma taxa diferente ” . ). ) genes que codificam as principais proteínas metabólicas encontradas em uma diversidade de animais. Em relação a esses genes, Ayala afirma: “Moscas e mamíferos de Drosophila (que têm maior tempo de geração e números populacionais menores do que ocorrem em Drosophila) evoluem na mesma taxa de SOD , mas os mamíferos evoluem cinco vezes mais rápido no caso de GPDH”. Ele então observa que um dos principais problemas com essa discrepância é que “o papel intracelular de eliminação de radicais de oxigênio parece ter permanecido o mesmo ao longo do tempo e entre linhagens nos últimos 650 My [Ma]”. Na era inicial da pesquisa do relógio molecular, antes da revolução genômica , o foco estava em grande parte em eventos evolutivos relativamente recentes que supostamente ocorreram durante a evolução dos hominídeos . entre diversos filos animais e mesmo para os principais reinos de organismos vivos.27,28 No entanto, logo se tornou aparente que existiam grandes diferenças de taxa entre filogenias baseadas em análises genéticas e aquelas obtidas estritamente pelo registro fóssil. Conforme observado por Ho et al.: “As taxas de mudança microevolucionária [dentro das espécies], medidas entre gerações sucessivas, foram muito mais altas do que as taxas de mudança macroevolucionária inferidas do registro fóssil.”29 Venkatesh et al. concluiu que as análises “de sequências moleculares forneceram modelos conflitantes mesmo quando grandes conjuntos de dados foram usados”.30 Sua conclusão é “que ficamos sem poder preditivo e sem relógio adequado”. Juntamente com a progressão de tais estudos ao longo dos anos, tem havido o crescente reconhecimento de que a variação da taxa (também denominada heterogeneidade da taxa) contradiz a premissa fundamental do relógio molecular. Para combater esse enigma, as análises agora incluem modelos sofisticados que incorporam a heterogeneidade das taxas entre as diferentes linhagens.33 No entanto, a variação das taxas é um importante problema de negação da evolução que não pode ser simplesmente varrido para debaixo do tapete com modelos estatísticos sofisticados. Deve ser totalmente compreendido para apreciar os profundos problemas fundamentais que existem na pesquisa do relógio molecular evolutivo. Outro problema significativo é que, enquanto alguns genes diferem amplamente em suas características de sequência, outros exibem pouca mudança em uma ampla variedade de formas de vida. Por esta razão, genes de histonas nunca são usados porque eles gerariam um relógio molecular e datas de divergência em completa contradição com aqueles obtidos em estudos de outros genes menos conservados.36 Em outro dos muitos exemplos, a proteína motora miosina 2 é estruturalmente idêntica em perus e Com qualquer um dos métodos para determinar a taxa do relógio genético , as perspectivas de alcançar qualquer tipo de concordância evolutiva têm sido sombrias. Como observado em uma revisão recente, o autor afirmou que a estimativa de datas de divergência “é um exercício perigoso repleto de artefatos que se tornam progressivamente mais severos para eventos mais distantes do passado” e, “Essas dificuldades são intrínsecas à datação de antigos Avaliar problemas de heterogeneidade Os componentes subjacentes da variação da taxa são multifatoriais e incluem efeitos de sequência de genes, efeitos de linhagem e efeitos residuais (a diferença entre o valor observado e o valor estimado/ previsto ).34 Para os propósitos deste estudo, focaremos nos efeitos de gene e linhagem … uma vez que os grandes níveis de resíduos comuns a esses estudos são em grande parte o resultado do fato inconveniente de que os dados, por sua natureza, contêm muitos outliers estatísticos, principalmente porque as suposições evolutivas não se encaixam na biologia do mundo real. Machine Translated by Google entre os diferentes táxons animais? O nível de discrepância na datação de um único conjunto de organismos causado por efeitos de linhagem pode chegar a vinte vezes.42 Embora muitos fatores contribuam para isso, uma resposta evolutiva tem sido elusiva. O proponente do modelo neutro Masatoshi Nei declarou em 2005: “Devido à degeneração do código genético, espera-se que uma certa proporção de substituições de nucleotídeos em genes codificadores de proteínas seja silenciosa e não resulte em substituição de aminoácidos.”21 Nei et al. reafirmou essa crença amplamente difundida em um artigo de 2010 seguido por seu livro, Mutation Driven Evolution, publicado em 2013.22,23 No entanto, nos últimos anos, a evidência de funcionalidade multifuncional na terceira posição do códon tem aumentado rapidamente. Mesmo dentro de um grupo mais restrito de organismos que possuem maquinaria molecular um pouco semelhante, como os mamíferos, a variação da taxa entre os taxa pode ser grande. A mais popularizada delas é a discrepância entre roedores (roedores murídeos em particular) que têm uma taxa de substituição elevada em comparação com macacos e humanos, que têm uma taxa menor.41 Isso foi notoriamente denominado “a desaceleração dos hominídeos” pelos evolucionistas. Curiosamente, em um sentido ainda mais restrito, apenas entre os diferentes taxa de morcegos, as taxas também variaram amplamente.40 Variações de taxa existem não apenas para diferentes genes e regiões genômicas, mas também entre linhagens, incluindo os principais metazoários. Peterson et ai. apontou essa discrepância, afirmando que “análises genômicas comparativas sugerem que existe uma diferença significativa de taxa entre vertebrados e dípteros, porque a diferença percentual entre os genomas de mosquito e mosca é maior do que entre peixes e camundongos, embora a divergência entre os vertebrados seja quase o dobro a do díptero.”39 Como um autor de um artigo de revisão evolucionária declarou: “As diferenças na taxa de evolução entre os principais grupos de vida são dramáticas.” 40 Quando a suposta redundância de códons foi descoberta, os cientistas estavam interessados no possível papel evolutivo que as mutações na terceira base poderiam desempenhar.43 No dogma emergente da época, as mutações que não alteravam o aminoácido codificado de um códon (sinônimo) acabariam não têm efeito sobre a sequência de proteína resultante e, portanto, não têm efeito sobre a funcionalidade celular, aptidão do organismo ou processos evolutivos seletivos. Eles eram candidatos ideais para locais neutros de evolução. Ainda mais notavelmente, os autores mostraram que dois tipos diferentes de relógios genômicos operavam nessas regiões nas quais eles “demonstram que os dois tipos de mutações [origem de replicação e origem de metilação] seguem relógios moleculares estatisticamente diferentes”. Eles continuam dizendo: “As mutações de origem de metilação se acumulam de forma relativamente constante ao longo do tempo, enquanto as mutações de origem de replicação aumentam com os tempos de geração”. Nas regiões codificadoras de proteínas dos genes, três letras consecutivas de DNA formam o que é chamado de códon, e cada códon corresponde a um aminoácido específico em uma proteína traduzida. relataram: “Nossa conclusão de que diferentes regiões de genomas seguem diferentes relógios moleculares deve ser considerada ao inferir tempos de divergência usando dados moleculares e em análise filogenética”. natureza diferente , refletindo diferenças em suas origens moleculares”. Códons – não tão redundantes afinal Mais recentemente, descobriu-se que os tRNAs são reutilizados no processo de tradução e que a sequência de códons, especialmente célula devido à enorme interconectividade da bioquímica celular. Um exemplo é que um código de códon específico está ligado ao sistema de produção de tRNA, e uma mudança em um códon afeta a eficácia do aparelho de tradução de proteínas. Os níveis de produção de tRNA são ‘definidos’ para o código original e as alterações causam um desequilíbrio no fornecimento de tRNA.47 vieiras apesar dos 600 Ma de evolução que separam as duas formas de vida.37 Em um estudo abrangente que analisou as taxas de mutação em um conjunto diversificado de 44 genes homólogos para 2.108 nós na superárvore de mamíferos , os pesquisadores afirmaram: refutando qualquer uma ou todas as diferenças nos mecanismos de revisão e reparo do DNA celular , tamanho do corpo, taxa metabólica específica de massa e/ou tempo de geração (genômica).”40 Conforme observado em uma revisão recente do assunto, esses cenários complicados de uso de códons representam “características que são difíceis de explicar apenas por mutação”.44 Essa variação intragenoma para a preferência de códon foi confirmada mais recentemente em um extenso estudo entre táxons de insetos.46 Um aspecto dos códons notado cedo é o da aparente redundância, onde as duas primeiras bases não são negociáveis, mas a terceira base pode variar. A variação na terceira base foi denominada ‘wobble’ e a variabilidade de códons foi considerada redundante. Com efeito, assumiu-se que diferentes variantes de códons para um dado aminoácido eram funcionalmente equivalentes. Organismos em todo o espectro da vida mostram grande variabilidade em suas preferências particulares para o uso de diferentes códons que codificam o mesmo aminoácido.44-46 Em um estudo interessante, 50 genes selecionados aleatoriamente foram escolhidos entre quatro procariontes diversos e cinco eucariotos diversos (incluindo humanos) e descobriu-se que o nível de preferência de códons varia não apenas entre os taxa, mas também varia amplamente entre os genes, mesmo dentro do próprio genoma de umVISÃO GERAL || REVISTA DA CRIAÇÃO 29(2) 2015 29 Desde o início, sabia-se que as mudanças na terceira base de códons afetam a eficácia funcional do Em um estudo recente entre primatas avaliando diferenças em ilhas CpG conservadas em todo o genoma, Kim et al. Então, qual é a causa bioquímica dessa variação de taxa Machine Translated by Google REVISTA DA CRIAÇÃO 29(2) 2015 || VISÕES GERAIS Isso é especialmente verdadeiro para genes que são expressos alta e rapidamente para melhorar a eficiência da tradução. Outro problema com o relógio molecular é que os genes não funcionam como entidades únicas, mas fazem parte de redes genômicas complexas e altamente interconectadas. Este conceito foi recentemente demonstrado quando os cientistas observaram os efeitos de 550 genes sequencialmente inibidos na aptidão geral de nematóides ao longo de oito gerações . não tinha a mutação. Na maioria dos casos, a ruptura de genes únicos reduziu a aptidão das populações de nematóides. Este foi um efeito que continuou aumentando com sucessivas gerações. Teoricamente, isso acabaria levando à extinção. Como resultado, os pesquisadores concluíram que quase todos os genes testados eram essenciais para a sobrevivência do nematoide. E como a aptidão dos vermes mutantes diminuiu ao longo de gerações sucessivas, os pesquisadores também concluíram que mesmo mutações únicas afetam negativamente redes inteiras de genes. Os pesquisadores escreveram: “Em contraste com estimativas anteriores, descobrimos que, nesses ensaios populacionais de várias gerações, a maioria dos genes afeta a aptidão, e isso sugere que as redes genéticas não Além da descoberta dos duões, também foi documentado recentemente que são robustas à mutação. a terceira base do códon desempenha um papel bioquímico chave durante a tradução de proteínas. Durante a tradução, ocorre uma pausa periódica enquanto a proteína está sendo produzida e direcionada para fora de um túnel no ribossomo.53,54 Os genes estão em rede na terceira base, desempenha um grande papel neste sistema de reciclagem.48 As implicações evolutivas para a preponderância de códigos duais em códons, particularmente no que se refere ao modelo neutro, imediatamente se tornaram óbvias para a comunidade científica. Vários pesquisadores em uma revisão recente reconheceram esse problema e declararam: “Quão difundido é o fenômeno dos códigos ‘reguladores’ que se sobrepõem ao código genético e como eles restringem a evolução das sequências de proteínas?”52 rotulados como ‘duons’. Um dos maiores problemas para a ideia de redundância, no entanto, tem sido a descoberta nos últimos anos de códigos duais encontrados em códons. Em genomas eucarióticos complexos, foi amplamente demonstrado que os éxons codificadores de proteínas contêm uma variedade de sinais (por exemplo, sítios de emenda, sítios de edição, sítios de ligação de miRNA, sinais de renovação de mRNA, etc.) também demonstrou recentemente em um estudo genômico em humanos que os fatores de transcrição comumente se prendem a locais específicos codificados dentro de éxons dentro dos genes.50 Enquanto um conjunto de códons especifica a ordem dos aminoácidos para uma proteína, a mesma sequência especifica onde os fatores de transcrição são para se ligar para regular a transcrição.51 Mais especificamente, foi determinado que cerca de 14% dos códons dentro de 87% dos genes humanos são sítios-alvo ocupados para fatores de transcrição. Esses sítios de códons de dupla função em éxons foram A sequência especificada nos códons afeta a taxa de pausa no ribossomo e é fundamental para o dobramento das proteínas em sua forma tridimensional adequada, que ocorre durante o processo de saída do ribossomo. Como a tradução e o enovelamento inicial da proteína estão ligados, os processos são chamados de ‘co-traducionais’. Um estudo recente mostrou que a terceira base é a chave para dizer ao ribossomo quando pausar e como regular a taxa na qual a proteína está sendo produzida, o que, em última análise, determina o dobramento da proteína em sua forma tridimensional adequada.55 Não apenas um códon fornece o alfabeto para qual aminoácido adicionar em uma proteína, mas fornece informações importantes necessárias para regular seu dobramento. Os pesquisadores afirmam: “Essas interpretações duplas permitem a montagem da estrutura primária da proteína, ao mesmo tempo em que fornecem importantes controles de dobramento por meio da pausa do processo de tradução”. Para agravar o problema evolutivo dos genes interconectados está o fato de que os limites do que constitui um gene tornaram-se obscuros à medida que começamos a desvendar as complexidades do genoma. O que antes se pensava ser um único gene pode ser um ninho de genes diferentes devido ao fato de que os íntrons podem conter genes, os genes podem se sobrepor e muitos genes têm genes correspondentes antisense localizados na fita oposta.57-60 Além disso, reguladores sequências como promotores e potenciadores que podem controlar e regular vários genes (mesmo bidirecionalmente), podem estar localizados a longas distâncias dos genes que controlam (até um milhão de bases), ou mesmo serem encontrados dentro de genes vizinhos, e são frequentemente transcritos para produzir produtos que participam da regulação gênica e/ou modificação da cromatina.61-64 Além dos genes codificadores de proteínas, agora é amplamente entendido que existem até duas vezes mais genes de RNA não codificantes longos no os códons são recursos ricos em informações contendo várias linguagens de sobreposição e conjuntos de instruções para diferentes sistemas em diferentes partes da célula. De fato, os pesquisadores do mais recente estudo de dobramento de proteínas continuam dizendo: “A funcionalidade da redundância codônica nega o rótulo imprudente de ‘degeneração’.”55 Eles acrescentam: “A redundância no código genético primário permite códigos. Juntamente com os intérpretes e processadores algorítmicos apropriados, múltiplas dimensões de significado e função podem ser instanciadas na mesma sequência de códonsNossos resultados demonstram que, em uma única condição ambiental, a maioria dos genes animais desempenha papéis essenciais”. O que antes se pensava ser apenas redundância sem sentido e forragem para uma sequência de evolução neutra, agora provou ser exatamente o oposto. claramente 30 Machine Translated by Google aumentou com o tamanho do genoma, a taxa de recombinação diminuiu.73 Em um artigo recente, os autores afirmam: “Grandes disparidades são reconhecidas entre datas de divergência molecular e idades fósseis para nós críticos na Árvore da Vida.” genoma que são co-regulados e ligados em rede com genes codificadores de proteínas. 65-69 Levar em conta esse nível de interação e complexidade e aplicálo às análises padrão do relógio evolutivo está essencialmente além da razão neste momento. Um dos principais pesquisadores que tentam fazer isso foi Michael Lynch. Em sua opinião, “embora numerosos pesquisadores assumam que as características globais das redes genéticas são moldadas pela seleção natural, não houve demonstração formal da origem adaptativa de qualquer rede genética” e “os mecanismos pelos quais as redes genéticas se estabelecem evolutivamente são muito distantes”. do claro”.70 Então, que tipo de modelo Lynch propõe para explicar a origem de redes genéticas complexas? Algo parecido com o modelo neutro baseado em mutação em grande escala, onde os genomas de alguma forma evoluem misticamente por meio de deriva genética aleatória. Ele afirma: “… muitas das características qualitativas das redes transcricionais conhecidas podem surgir prontamente através dos processos não adaptativos de deriva genética, mutação e recombinação, levantando questões sobre se a seleção natural é necessária ou mesmo suficiente para a origem de muitos aspectos . . de topologias de redes genéticas.” Discrepâncias do relógio molecular com a paleontologia Funcionalidade bioquímica complexa, em todo o genoma, seguindo várias linhas de evidências combinatórias associadas à transcrição pervasiva, funcionalidade de RNA não codificante longa , padrões complexos de modificação da cromatina e dados de co-regulação de todo o genoma, agora está sendo amplamente documentado em plantas e animais. 63,69,74–79 Assim, a quantidade de paisagem genômica que não está sob restrição seletiva funcional (como o evolucionista veria) está diminuindo rapidamente à medida que a pesquisa progride. Curiosamente, vários anos depois que Lynch publicou esse artigo hipotético, ele produziu vários outros artigos mostrando como a mutação aleatória em escala genômica era realmente contraproducente para a evolução. Um artigo descreveu um extenso estudo de genética populacional em pulgas d’água, um eucarioto complexo, e descobriu que linhagens genéticas com altas taxas de mutação espontânea na linha germinativa geralmente tinham níveis mais baixos de aptidão.71 Assim, um aumento na taxa de mutação espontânea, o suposto motor da evolução, na verdade, reduziu a capacidade do organismo de sobreviver e se reproduzir. Outro relatório de Lynch mostrou como a taxa de mutação do organismo diminui com o tamanho do genoma e o tamanho efetivo da população entre procariontes e eucariotos . regiões para a evolução do modelo neutro – todas Então, se a quantidade de suposto DNA lixo está aumentando com o tamanho do genoma, a forragem da evolução do modelo neutro, por que a taxa de mutação não está escalando de acordo? Claramente, a resposta é que quase todo o genoma está servindo a algum propósito funcional não descoberto, mesmo naqueles genes que parecem ser amplamente povoados com retroelementos, como é frequentemente observado em muitas espécies de plantas. 31 VISÃO GERAL || REVISTA DA CRIAÇÃO 29(2) 2015 grupo-coroa parentes de tronco nó de tronco Grupo irmão nó de coroa Grupo total Figura 2. Terminologia evolutiva básica de relações filogenéticas inferidas usadas na calibração e desenvolvimento de modelos para relógios moleculares. Um grupo coroa é o ancestral comum mais recente localizado no nó coroa de um clado vivo, que também inclui todos os descendentes vivos e extintos desse ancestral. Um nó de caule representa a divergência evolutiva inferida de todos os membros de um grupo monofilético descendente de um ancestral comum, incluindo linhagens extintas que supostamente divergiram abaixo de grupos de coroa, chamados parentes de caule. Machine Translated by Google A Figura 2, além de ilustrar o conceito de filogenia evolutiva, mostra a diferença entre os nós do caule e da coroa. Curiosamente, essa discrepância entre os dois sistemas de datação (genética versus paleontologia) levou alguns biólogos a propor a ideia de que, de alguma forma, as taxas de relógio molecular não apenas variam entre genes e linhagens, mas também devem variar em escalas de tempo evolutivas profundas . sistemas (relógios genéticos e paleontologia) não concordam consistentemente uns com os outros, isso nos leva à questão principal da teoria do relógio molecular – calibração e a suposição primordial da evolução. Calibração do relógio – o cerne da questão A frustração que essa discrepância comum causou à comunidade evolucionária foi recentemente expressa em um artigo escrito por paleontólogos no qual os autores afirmaram: clados de aves. Eles descobriram que “para Aves, a discórdia entre as estimativas de divergência molecular e o registro fóssil é generalizada em todos os clados e de magnitude consistentemente maior para clados mais jovens” e “Essas estimativas de divergência eram, em média, mais de duas vezes a idade do fóssil mais antigo nesses clados .” Em outro estudo muito recente e ainda mais taxonomicamente amplo entre mamíferos placentários, os pesquisadores examinaram uma matriz complexa de caracteres morfológicos em combinação com um grande conjunto de dados de sequência de DNA nuclear e a total discordância com o registro fóssil foi o resultado final.81 cenários de calibração.”3 Esses resultados conflitantes foram alcançados apesar do fato de que dois modelos de relógio relaxados muito diferentes foram usados para explicar a extensa heterogeneidade da taxa, incluindo um que foi restringido usando o atual consenso evolutivo para a filogenia placentária. Os autores afirmaram que o resultado final do esforço foi “recuperar estimativas implausivelmente antigas, do Jurássico Superior e do Cretáceo Inferior para a diversificação inicial da Placentalia (grupo da coroa Eutheria)” e que “Essas datas são muito mais antigas do que todas as datas moleculares recentes. ajudará a preencher lacunas no registro fóssil. No entanto, encontramos estimativas de idade de divergência molecular (‘datas’) difíceis de avaliar, e não apenas porque muitos resultados diferem notavelmente dos dados fósseis. As datas moleculares são extremamente sensíveis aos posicionamentos dos fósseis de calibração nos nós do caule vs. da coroa e às escolhas de métodos e Quando os evolucionistas determinam o tempo em uma árvore filogenética, eles rotineiramente insistem que “o relógio molecular precisa ser calibrado” . desde os primeiros estudos publicados por Zuckerkandl e Pauling. No entanto, como observado em uma revisão recente, “a incerteza na informação fóssil ou geológica usada para construir calibrações é e estimativas paleontológicas”. Para tentar forçar seus resultados a se adequarem ao paradigma evolutivo, eles adicionaram restrições de tempo profundo ainda mais fortes e declararam: “Aplicar restrições de idade adicionais em divergências internas selecionadas resulta em apenas uma ligeira redução da idade de Placentalia”. REVISTA DA CRIAÇÃO 29(2) 2015 || VISÕES GERAIS 32 D A datação de rochas é baseada em calibração sequência evolutiva de fósseis PARA Pontos C Interpretação evolutiva dos fósseis B. Paleontologia/Geocronologia dependendo da datação das rochas Figura 3. Ilustração básica do raciocínio circular empregado na paleontologia e os pontos (nós) em uma filogenia evolutiva aos quais são empregados. Possíveis pontos de calibração e restrição de acordo com as diretrizes em timetree.org podem incluir uma restrição mínima (limite rígido) que seria o fóssil mais antigo em um grupo ou uma restrição máxima que poderia ser uma distribuição de probabilidade das rochas fossilíferas relacionadas ao tempo em pergunta. “Como paleontólogos que frequentemente colaboram com geocronologistas, esperamos que as ‘árvores do tempo’ moleculares Machine Translated by Google É claro que os criacionistas há muito apontam os sérios problemas com o uso de fósseis e sistemas de datação geocronológica , mostrando inequivocamente que eles não podem ser usados como uma base válida para determinação de tempos antigos ou como prova de macroevolução em uma árvore coesa de -vida contínua. 83-88 “Embora os sistematas moleculares possam usar a terminologia do cladismo, alegando que a reconstrução das relações filogenéticas é baseada em estados derivados compartilhados (sinapomorfias), este não é o caso. Em vez disso, a sistemática molecular é (em grande parte) baseada na suposição, primeiro claramente articulada por Zuckerkandl e Pauling (1962), de que o grau de semelhança geral reflete o grau de parentesco. Essa suposição deriva da interpretação da similaridade molecular (ou dissimilaridade) entre taxa no contexto de um modelo darwiniano de mudança contínua e gradual [ênfase adicionada].” VISÃO GERAL || REVISTA DA CRIAÇÃO 29(2) 2015 33 Resumo ou um evento geocronológico hipotético.6,34,90 Veja as figuras 2 e 3, que mostram os vários tipos de pontos (nós) em uma árvore filogenética que são ‘calibrados’ por suposições evolutivas. Como as estimativas de taxas agradáveis são tipicamente difíceis de obter, a última abordagem geralmente é empregada quando muitos táxons diversos são usados durante um grande período evolutivo, particularmente quando há diferenças substanciais de taxas entre as linhagens – uma anomalia generalizada descrita anteriormente. O paradigma de um relógio genético molecular evolutivo emprega o alinhamento múltiplo de sequências biológicas combinado com uma variedade de modelos estatísticos sofisticados para estimar taxas de evolução entre diversos táxons que os criacionistas considerariam como tipos criados completamente separados. Desde a sua primeira criação e uso no início da década de 1960, as metodologias padrão de relógio molecular rotineiramente usam calibrações de tempo profundo tiradas da paleontologia e assumem a macroevolução baseada em uma grande árvore da vida. Além desse viés pressuposicional, os seguintes problemas ainda afligem o uso do relógio molecular: 1) genes/sequências diferentes dão taxas evolutivas muito diferentes (mesmo entre genes dentro do mesmo genoma); 2) taxa diferentes exibem taxas de mudança muito diferentes para sequências aparentemente homólogas ; e 3) as datas de divergência derivadas do relógio geralmente discordam da paleontologia, apesar do fato de que as calibrações de tempo profundo são incorporadas aos modelos de relógio evolucionários. Além disso, porque a ideia do relógio molecular está diretamente ligada à teoria da evolução do modelo neutro, as recentes descobertas na utilidade total dos códons e ampla funcionalidade bioquímica do genoma, apresentam sérios obstáculos à necessidade evolutiva de uma grande fração do genoma ser ‘lixo’. Uma pesquisa de estudos de divergência profunda pelos evolucionistas moleculares Dan Graur e William Martin criticou um estudo em particular no qual os autores “afirmam ter 95% de certeza de que sua data de divergência para certos grupos de animais cai dentro de um intervalo de 14,2 bilhões de anos – mais de três vezes a idade da Terra e um resultado claramente sem sentido”.5 Graur e Martin documentam ainda mais o absurdo do problema afirmando que esses cientistas “inferiram datas de relógio molecular ostensivamente precisas para eventos de especiação que vão desde a divergência entre cães e gatos até a diversificação precoce de procariontes”. Como Graur e Martin observaram, as estimativas de tempo de divergência são frequentemente baseadas em um único ponto de calibração e uma metodologia tênue afirmando que o “ponto de calibração que é impreciso e inexato – e em muitos casos inaplicável e irrelevante – foi usado para produzir uma linha do tempo evolutiva exaustiva . isso é excitante, mas totalmente imaginário”. Eles concluíram que muitas estimativas de relógio molecular “parecem enganosamente precisas”, mas, dados os muitos problemas com essa técnica, seu “conselho ao leitor é: sempre que você vir uma estimativa de tempo na literatura evolutiva , exija incerteza!” No entanto, apesar das incertezas evolutivas inerentes associadas à calibração do relógio molecular, o problema primordial é o raciocínio circular ilógico que cerca todo o processo (figura 3). Os relógios genéticos moleculares são calibrados por fósseis que são calibrados por suas formações rochosas sedimentares e as formações rochosas sedimentares são calibradas pelos fósseis. Em última análise, a pressuposição e assunção da evolução é o paradigma dominante – calibrando tudo. Mesmo evolucionistas honestos ocasionalmente admitirão isso, como explicado por Schwartz e Maresca em seu artigo de 2007 intitulado: “Os relógios moleculares funcionam ? Uma crítica da sistemática molecular”:92 Conforme declarado em uma recente revisão evolucionária: “Em todas as análises de datação molecular, o componente mais importante é a escolha das calibrações.”89 A calibração do relógio molecular é geralmente realizada de duas maneiras: definindo a taxa para um valor conhecido retirado da paleontologia ou restringindo a idade em um ou mais nós na filogenia usando a alegada idade de fósseis e/ Normalmente, o fóssil mais antigo em uma linhagem é usado para inferir o tempo de divergência para essa linhagem de sua suposta linhagem irmã.91 A suposta restrição de idade pode ser aplicada de várias maneiras, das quais a mais fácil é fixar a idade do nó em um único ponto. valor. É claro que esta metodologia ignora a incerteza inerente à calibração baseada na evolução da (s) idade(s) geocronológica(s) associada(s) tanto à datação radiométrica quanto à atribuição taxonômica. Assim, muitos estudos tentam explicar essa incerteza, permitindo que a idade do nó filogenético varie dentro dos limites escolhidos.6,34 Machine Translated by Google 52. Weatheritt, RJ e Babu, MM, Evolution. Os códigos ocultos que moldam a evolução das proteínas, Science 342:1325-1326, 2013, doi:10.1126/ 41. Kumar, S. e Subramanian, S., taxas de mutação em genomas de mamíferos, Proc. Natl Acad. Sci. USA 99:803–808, 2002, doi:10.1073/pnas.022629899. 18. King, JL e Jukes, TH, evolução não-darwiniana, Science 164:788-798, 1969. REVISTA DA CRIAÇÃO 29(2) 2015 || VISÕES GERAIS 3. 4 48. Cannarozzi, G. et al., A role for codon order in translation dynamics, Cell 40. Bininda-Emonds, OR, genes rápidos e clados lentos: taxas comparativas de evolução molecular em mamíferos, Evol. Bioinform. On -line 3:59–85, 2007. 31. Cutter, AD, tempos de divergência em caenorhabditis e drosófila inferidos a partir de estimativas diretas da taxa de mutação neutra, Mol. Biol.Evol. 55. 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Eu me formei na Wayne State University em Detroit, na Medical University of Ohio em Toledo, na University of Toledo e na Bowling Green State University. Escritor prolífico com inúmeras publicações, o Dr. Bergman ensinou biologia, química e bioquímica na Northwest State em Archbold, Ohio, por mais de 24 anos. Ele também é Professor Associado Adjunto da Faculdade de Medicina da Universidade de Toledo. Jeffrey P. Tomkins tem um Ph.D. em Genética pela Clemson University, MS em Plant Science pela University of Idaho, Moscou, e bacharel em Agricultura pela Washington State University. Ele estava na Faculdade no Dept of Genetics and Biochemistry, Clemson University, por uma década, onde publicou 58 trabalhos de pesquisa seculares em revistas científicas revisadas por pares e sete capítulos de livros em livros científicos – na área de genética, genômica e proteômica. Nos últimos três anos, o Dr. Tomkins tem sido um Cientista de Pesquisa no ICR, onde publicou nove artigos científicos de criação revisados por pares, 14 artigos semi-técnicos na revista Acts & Facts do ICR e dois livros. 83. Reed, JK e Oard, MJ, The geologic column: Perspectives within diluvial geology, Creation Research Society Books, 2006. 84. Morris, JD e Sherwin, FJ, O registro fóssil: Desenterrando a história da natureza 71. Schaack, S. et al., O efeito de mutações espontâneas na capacidade competitiva, J. Evol. Biol. 26:451–456, 2013, doi:10.1111/jeb.12058. 82. Ho, SYW e Lo, N., O relógio molecular de insetos, Australian J. Entomology 74. Liu, J. et al., Análise de todo o genoma revela a regulação de RNAs não codificantes intergênicos longos em arabidopsis, Plant Cell 24:4333-4345, 2012, doi:10.1105/ 61. Clark, MB et al., The dark matter rises: The expansion world of regulador RNAs, Essays Biochem. 54:1–16, 2013, doi:10.1042/bse0540001. Machine Translated by Google

3 PERSPECTIVAS || REVISTA DA CRIAÇÃO 29(2) 2015 Além disso, como a ideia do relógio molecular está diretamente ligada à teoria da evolução do modelo neutro, descobertas recentes em plena utilidade de códons e ampla funcionalidade bioquímica abrangente do genoma negam totalmente suas premissas fundamentais.1 Depois que os resultados experimentais da entropia genética no genoma humano via simulação computacional foram publicados em vários artigos (citados acima), suas conclusões foram espetacularmente confirmadas por dois estudos genéticos de alto perfil baseados em dados empíricos que essencialmente Quando os pesquisadores fizeram isso, descobriram uma explosão massiva muito recente de diversificação genética humana, principalmente associada à entropia genética. Um dos trabalhos de pesquisa afirmou: “O tempo de máxima probabilidade para o crescimento acelerado foi de 5.115 anos atrás . ” a Torre de Babel. as mutações não são eliminadas mesmo com intensa seleção natural. Por causa disso, o acúmulo de mutações acabaria atingindo um nível crítico e se tornaria tão grave que os humanos acabariam sendo extintos em um ponto chamado catástrofe do erro. 17,18 Esse processo de degradação do genoma ao longo do tempo e gerações sucessivas é chamado de entropia genética.17,18 E notavelmente, o processo de degradação do genoma humano é espelhado de perto pela tendência biblicamente documentada de declínio da expectativa de vida humana, particularmente nos últimos aproximadamente 4.300 anos desde o Dilúvio.15,18–20 Além desses extensos estudos de simulação, em grande parte realizados por teóricos do design inteligente , evolucionistas proeminentes também mostraram que o problema do acúmulo de mutações no genoma humano é acompanhado pela incapacidade de seleção para aliviá -lo. 5,21 O que aconteceria se a suposição de evolução e tempo profundo não fosse usada para calibrar a É importante ressaltar que essa recente explosão de variantes genéticas raras claramente associadas à entropia genética também segue o mesmo padrão de expectativa de vida humanJeffrey P. Tomkins Entropia genômica e relógios genéticos Relógios genéticos empíricos fornecem cronogramas bíblicos A ideia de uma evolução O relógio genético molecular impactou e influenciou significativamente a biologia moderna. A técnica emprega comparações de sequências biológicas entre táxons para estimar as taxas de evolução e é calibrada rotineiramente com estimativas de tempo profundo retiradas da paleontologia. Além desse viés evolutivo, os seguintes problemas também atrapalham seu uso: 1) genes/sequências diferentes fornecem taxas evolutivas muito diferentes, 2) taxa diferentes exibem taxas diferentes para sequências homólogas e 3) datas de divergência geralmente discordam da paleontologia, apesar de serem calibrado por ele. modelos de relógios? A variação da sequência de DNA forneceria informações úteis para ajudar a testar as previsões criacionistas sobre as origens? Curiosamente, temos uma variedade de casos de cientistas seculares e estudos feitos por pesquisadores criacionistas em que os relógios de DNA foram medidos empiricamente dentro de taxa únicos e sem calibrações de tempo profundo e produziram apenas idades de 5 a 10 mil anos, não milhões. Cada um desses diferentes casos de teste será discutido a seguir, mas primeiro vamos visitar a ideia de entropia genética que está intimamente ligada. forneceram os mesmos resultados, e também dentro de um período de tempo paralelo aos eventos bíblicos.5,6 Ambos os estudos seculares envolveram o sequenciamento das regiões codificadoras de proteínas (exons) do genoma humano, chamadas de exoma.22,23 Os projetos examinaram a preponderância de espécies raras variantes de nucleotídeos que ocorrem em exomas humanos – um estudo analisou 2.440 indivíduos e o outro 6.515. Mais de 80% das variantes de nucleotídeo único em éxons codificadores de proteínas foram consideradas deletérias ou prejudiciais (associadas a doenças hereditárias) e os pesquisadores atribuíram a presença inesperada dessas mutações prejudiciais à “seleção purificadora fraca”. Isso significa essencialmente que a suposta capacidade da seleção natural de remover essas variantes nocivas das populações humanas era impotente para fazê-lo, uma descoberta também observada nos modelos de simulação de computador discutidos acima.11,14–16 Quando eventos mutacionais ocorrem durante a meiose, eles podem ser herdados e passados para a próxima geração e quando estes são medidos empiricamente dentro de um heredograma, uma estimativa da taxa de mutação pode ser alcançada. De fato, os cientistas mediram essa taxa no genoma de humanos em vários estudos e descobriram que ela estava entre 75 e 175 mutações por geração.2–9 Usando esses dados conhecidos sobre taxas de mutação, vários grupos de pesquisa conseguiram modelar o acúmulo de mutações no genoma humano ao longo do tempo usando simulações de computador complexas incorporando as restrições padrão da teoria da genética populacional.10-16 Eles descobriram que mais de 90% das Um grande benefício analítico deste tipo de dados de variantes raras no exoma é devido ao fato de que as regiões codificadoras de proteínas são menos tolerantes à mutação do que outras partes do genoma, fornecendo informações genéticas históricas mais confiáveis sobre as populações humanas. Além disso, esse tipo de dados pode ser convenientemente integrado a modelos demográficos em tempo histórico e espaço geográfico conhecidos. Machine Translated by Google A descrição de uma criação recente vem do cientista criacionista Nathaniel Jeanson, que vem examinando as taxas de mutação em genomas mitocondriais.24 diminuindo rapidamente após o Dilúvio, conforme mencionado acima.18,20 0 1.500.000 160.000 40 40.000 60 80.000 500.000 Drosophila (mosca da fruta) 1.000.000 Nematóide (verme redondo) 90 2.500.000 2.000.000 0 120.000 20 140.000 30 1.000.000 20.000 60.000 0 0 2.000.000 180.000 50 70 80 Humano 2.500.000 1.500.000 Daphnia (pulga d’água) 10 500.000 100.000 Variabilidade do DNA mitocondrial e relógios genéticos é tipicamente herdado maternamente e suas taxas de mutação podem ser medidas com precisão em heredogramas para produzir um relógio específico de linhagem. Quando esses relógios também não são calibrados por e Carter também conduziram Um outro domínio importante de Cientistas criacionistas Sanford genoma mitocondrial.18,25 Eles descobriram que “o ser humano médio tem apenas cerca de 22 mutações removidas da sequência de Eve, embora alguns indivíduos tenham até 100 mutações removidas de Eve”.18 A demônio da pesquisa do relógio molecular A molécula de DNA mitocondrial Figura 1. Gráficos mostrando a origem recente da diversidade do DNA mitocondrial. A primeira, segunda e terceira barras mostram a diversidade evolutiva prevista (com base no tempo profundo), a quantidade prevista após apenas 10.000 anos e a quantidade realmente encontrada na sequência, respectivamente. As barras pretas representam um intervalo de confiança de 95%. Em todos os quatro casos, os dados empíricos se ajustam a um período de tempo bíblico previsto de 10.000 anos ou menos. Os dados são calculados usando o tempo médio de geração e a taxa de mutação empírica. Esta imagem foi criada a partir de dados publicados na referência 16 com permissão do autor. 4 REVISTA DA CRIAÇÃO 29(2) 2015 || PERSPECTIVAS Presente (previsto) anos (previsto) 940 – 1.781 Depois de (real) (previsto) 1.168 Presente Real = Depois de Depois de 20.000.000 49 – 1.157 Depois de Intervalo = 1.655 Depois de 10.000 anos (previsto) Real = Depois de (real) Presente 10.000 anos 50.000 anos Intervalo = 18.000.000 (previsto) 10.000 anos anos (previsto) 7.600.000 10.000 anos anos (previsto) Presente 646 Real = 162 – 210 (real) Depois de Intervalo = (real) (previsto) Depois de A estimativa empírica mais recente da taxa de mutação nas mitocôndrias humanas é de cerca de 0,5 por geração.26 Com base nessa taxa, mesmo para as sequências mitocondriais mais mutantes, Sanford e Carter determinaram que “seria evento para todos esses organismos (incluindo humanos) ocorreu não mais de 10.000 anos atrás (figura 1). requerem apenas 200 gerações (menos de 6.000 anos) para acumular 100 mutações”.18 a história de vida genética da criatura pode ser obtida. Ao comparar as taxas do relógio mitocondrial empírico em moscas da fruta, vermes redondos, pulgas d’água e humanos, Jeanson demonstrou que uma criação Surpreendentemente, os evolucionistas foram os primeiros a notar esses prazos bíblicos de apoio. Enterrado dentro estudo independente sobre a variação do mtDNA humano no qual eles analisaram estatisticamente mais de 800 sequências diferentes e reconstruíram uma aproximação muito próxima do original de Eve escalas de tempo evolutivas, mas usando o tempo de geração do organismo, uma estimativa mais realista e imparcial disso Machine Translated by Google 3. Kondrashov, AS, estimativas diretas de taxas de mutação humana por nucleotídeo em 20 loci causando doenças mendelianas, Hum. Mutante. 21:12–27, 2003, doi:10.1002/humu.10147. PERSPECTIVAS || REVISTA DA CRIAÇÃO 29(2) 2015 5 Conclusão Referências 11. Sanford, J. et al., Usando simulação de computador para entender a dinâmica de acumulação de mutação e carga genética, Notas de aula em Ciência da Computação 4488:386–392, 2007. Além dos dados de mtDNA, grande escala e incorpora calibrações de tempo profundo, uma abordagem empírica direta restrita a análises dentro de um único táxon, normalmente produz datas de não mais que cerca de 5.000 a 10.000 anos. Assim, quando as restrições evolutivas hipotéticas são removidas e os dados são analisados empiricamente, as linhas do tempo bíblicas são alcançadas. Assim como em seu trabalho anterior com mtDNA , esta é a aplicação mais direta do conceito de relógio de DNA e fornece dados perfeitamente de acordo com um cronograma bíblico para as origens do homem. paradigma cionário de um relógio molecular que assume a evolução em um Em contraste com a evolução imperfeita 27. Parsons, TJ et al., A alta taxa de substituição observada na região de controle do DNA mitocondrial humano , Nat. 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O artigo continua a observar que as novas descobertas de taxas de mutação mais rápidas que apontam para a Eva mitocondrial cerca de 6.000 anos atrás, contribuíram para o desenvolvimento de novas diretrizes de pesquisa de mtDNA usadas em investigações forenses adotadas pelo FBI. Agora, mais de 17 anos depois, e usando ainda mais dados de mtDNA, Jeanson, Carter e Sanford estão confirmando espetacularmente essa descoberta anterior não anunciada. taxa de mutação para o cromossomo Y (cerca de 1 mutação por cromossomo por geração), precisaríamos apenas de 300 gerações (cerca de seis mil anos), para obter 300 mutações.” Por exemplo, os pesquisadores calcularam que a ‘Eva mitocondrial’ – a mulher cujo mtDNA era ancestral daquele em todas as pessoas vivas – viveu de 100.000 a 200.000 anos atrás na África. Usando o novo relógio, ela teria apenas 6.000 anos [grifo nosso].”28 Em um artigo de pesquisa secular em 1997, as mesmas tendências observadas recentemente pelos criacionistas em relação às taxas de mutação do mtDNA humano foram relatadas pela primeira vez, mas receberam pouca atenção na comunidade evolucionária.27 Os autores do artigo afirmam: “Usando nossa taxa empírica para calibrar o mtDNA O relógio molecular resultaria em uma idade do mtDNA MRCA [ ancestral comum mais recente ou a primeira mulher humana ] de apenas ~ 6.500 anos”. Um ano depois, outro pesquisador secular comentou sobre este estudo afirmando: “Independentemente da causa, os evolucionistas estão mais preocupados com o efeito de uma taxa de mutação mais rápida. 6. Campbell, CD e Eichler, EE, Propriedades e taxas de mutações germinativas em humanos, Trends Genet. 29: 8. Kong, A. et al., Taxa de mutações de novo e a importância da idade do pai para o risco de doença, Nature 488:471–475, 2012; doi:10.1038/ 22. Tennessen, JA et al., Evolução e impacto funcional da variação de codificação rara do sequenciamento profundo de exomas humanos, Science 337:64– 69, 2012; doi:10.1126/science.1219240. 26. Madrigal, L. et al., Altas taxas de mutação mitocondrial estimadas de raízes profundas da Costa Rica , Am. J. Física. Antropol. 148:327–333, 2012; doi:10.1002/ajpa.22052. 14. Gibson, G. et al., em: Marks RJ III (Ed.), Informação Biológica: Novas Perspectivas, Publicação Científica Mundial, Hackensack, NJ, pp. 232–263, 2013. que eles descobriram ser apenas cerca de 300 mutações, em média, diferentes da sequência de consenso de um cromossomo Y Adam.18 Como resultado, eles afirmam: 4. Xue, Y. et al., Taxa de mutação de substituição de base do cromossomo y humano medida por sequenciamento direto em um pedigree de raiz profunda, Curr. Biol.19: 7. Michaelson, JJ et al., Sequenciamento do genoma inteiro no autismo identifica pontos quentes para mutação da linha germinativa de novo, Cell 151:1431–1442, 2012; doi:10.1016/j.cell.2012.11.019. 10. Sanford, J. et al., contador de Mendel: Um programa de genética populacional de tempo futuro biologicamente realista , Scalable Computing 8: 19. Osgood, J., A data do dilúvio de Noé, Machine Translated by Google