ALTERAÇÃO DO PERFIL ESTERÁSICO NA GERAÇÃO F2 DA ESPÉCIE
DROSOPHILA MELANOGASTER SUBMETIDA A ESTRESSE COM METAL PESADO
Vanessa Falchetti Lopes (UNICENTRO-ICV), Luciana Paes de Barros Machado, Rogério
Pincela Mateus (Orientador), e-mail: [email protected]
Universidade Estadual do Centro-Oeste - UNICENTRO – Laboratório de Genética e
Evolução – Departamento de Ciências Biológicas – Guarapuava – PR.
Palavras-chave: Drosophila melanogaster, esterase, cádmio.
Resumo: O presente trabalho teve como objetivo avaliar o efeito do cádmio, um metal
pesado, em larvas e adultos F2 da espécie Drosophila melanogaster submetidos a
estresse com 1,92 x 10-6 M do metal pesado. Este elemento traço pode entrar em contato
com o ciclo de vida de diversos seres vivos por conseqüência da contaminação ambiental,
competir pelo sítio ativo de diversas enzimas e assim afetar o desenvolvimento e fisiologia
dos mesmos.Foram detectados 6 loci de esterases, sendo que cinco deles foram
preferencialmente alfa esterase e um preferencialmente beta esterase. Houve diferença
no padrão de esterases nos indivíduos submetidos ao cádmio em relação ao controle,
onde a concentração de cádmio empregada neste trabalho sugere que o efeito desse
metal é acumulativo, aparecendo progressivamente ao longo das gerações.
Introdução:
Elementos traço, como o cádmio, são toxicantes químicos que podem ser absorvidos
pelos insetos e, posteriormente, podem afetar funções fisiológicas e a atividade de uma
série de proteínas, incluindo isoenzimas, uma vez que competem, junto com outros
metais que são cofatores, pelo sítio ativo dessas macromoléculas. As esterases
compreendem um conjunto de enzimas hidrolíticas, cuja função é catalisar a hidrólise de
ésteres (Mateus, 1997). Alguns trabalhos vêem relacionando os efeitos do cádmio em
parâmetros reprodutivos da espécie Drosophila melanogaster (Diptera; Drosophilidae)
(Gelegen e Yesilada, 2000, Machado, 2006, Weigert, 2006). O objetivo deste trabalho foi
utilizar esta espécie como modelo experimental para avaliar o efeito deste agente
contaminante sobre a atividade esterásica de descendentes F2.
Materiais e Métodos:
Neste estudo foram analisados descendentes F2 adultos e larvas do cruzamento controle
em meio de cultura banana/ágar e experimental com 1,96 x 10-6 M de cádmio.
Os indivíduos foram congelados a -20º C e as análises esterásicas foram
realizadas através da eletroforese em gel de poliacrilamida 10%, de acordo com o
descrito por Mateus (1997). Larvas e adultos foram macerados em 30µL de tampão de
amostra (tris HCL 0,1 M pH 8,8, contendo glicerol a 10%), sendo utilizados 10µL do
sobrenadante do extrato para aplicação no gel. Após a corrida, os géis foram incubados
em tampão fosfato 0,1M pH 6,2 à temperatura ambiente. A identificação das esterases no
gel foi feita utilizando α e β-naftil acetato como substrato para esterases, sendo os
produtos das reações corados pelo Fast-Blue RR.
As bandas foram numeradas em ordem crescente da enzima com migração mais
rápida para a mais lenta, sendo assim, a mais rápida (que migrou mais) foi denominada
como EST-1.
Resultados e Discussão:
Foram observadas 6 bandas com atividade esterásica, resultantes da expressão de 6 loci
gênicos monomórficos. Dentre os 6 loci de esterase observados, 5 foram
preferencialmente alfa-esterase e 1 foi preferencialmente beta-esterase. Os loci EST-1 e
EST-2 não foram detectados no controle, porém apareceram no tratamento em larvas e
fêmeas, não sendo observados em machos. O locus EST-3 apareceu esporadicamente
em larvas e adultos tanto no controle quanto no experimental. O locus EST-4 foi
detectado na maioria dos indivíduos analisados, EST-5 e EST-6 foram observados em
todas as amostras analisadas (Figura).
Diferenças no perfil de esterases das larvas e adultos fêmeas submetidos ao
estresse com metal pesado (presença de EST-1 e EST-2) em relação aos indivíduos
controle foram observadas, ao contrário do encontrado para uma concentração duas
vezes maior (dados não publicados). Estes resultados contrariam experimentos
semelhantes com outras espécies do gênero (Drosophila mercatorum), onde foi
encontrada diferença no perfil de esterases após tratamento com nitrato de cádmio nas
mesmas condições experimentais e na concentração de 3,92 x 10-6 M já na primeira
geração (Scherloski, comunicação pessoal). Por outro lado, condizem com resultados
encontrados sobre o efeito do cobre no desenvolvimento e na atividade de esterases na
mesma espécie estudada aqui, onde não só as baixas doses de cobre estimularam uma
expressão mais forte de algumas proteínas, mas também baixas doses de cobre não têm
geralmente nenhum efeito letal, porque um grupo específico de genes que codificam
proteínas é ativado provavelmente a fim de suportar a circunstância de estresse. Já em
doses elevadas de cobre no alimento, o desenvolvimento e viabilidade da mosca foram
afetados, sendo letais aos estágios larvais (Ding e Wang, 2006).
Da mesma forma que encontrada aqui, a análise de parâmetros reprodutivos da F2
na mesma espécie, submetida à estresse com cádmio em concentração igual à
empregada aqui, foi observado atraso no desenvolvimento larval, queda de produtividade
ao longo das idades analisadas, além de menor produtividade em relação aos
cruzamentos controle e experimentais com concentração de cádmio duas vezes maior
(Scherloski, comunicação pessoal).
Assim, pode ser sugerido que os genes que expressam proteínas que se ligam
metais pesados (metalotioneínas) devem ter sido ativados para responder ao estresse na
concentração mais alta, o que não aconteceu na concentração deste trabalho ao longo
das gerações, na qual as esterases sofreram ação do metal pesado na F2. Ainda, pode
ser determinado que o efeito deste metal deve ser cumulativo, pois seu efeito foi
observado apenas na segunda geração.
Figura. PAGE 10% de perfil de esterase de larvas F2 controle e desenvolvidas em meio
de cultura contaminado com 1,96 x 10-6 M de nitrato de cádmio. 2, 4 e 6 = larvas
controle; 1,3 e 5 = larvas sob estresse.
Conclusões
A comparação dos resultados obtidos entre o experimento controle e na presença do
metal pesado cádmio (concentração 1,96 x 10-6 M), mostrou que houve diferença na
atividade das esterases tanto para larvas quanto para adultos fêmeas, o que não ocorreu
na F1. Assim, pode ser concluído que o efeito deste metal nesta concentração é
cumulativo, pois apareceu progressivamente entre as gerações, padrão condizente com
os resultados obtidos para análises de parâmetros reprodutivos na mesma espécie e nas
mesmas condições experimentais.
Referências
1. D. Weigert, Monografia de Especialização, Universidade Estadual do CentroOeste – UNICENTRO, 2006.
2. L. Ding, Y. Wang Integrative Zoology 2006, 1, 73.
3. L. Gelegen, E. Yesilada Turkish Journal of Biology 2000, 24, 585.
4. R. G. Machado, Monografia de Especialização, Universidade
do Centro-Oeste – UNICENTRO, 2006.
Estadual
5. R. P. Mateus, Dissertação de Mestrado, Universidade Estadual Paulista
(UNESP), 1997.