Questão 87 do ENEM 2015 — Ciências da Natureza

O enunciado nos apresenta um fato muito interessante sobre os organismos pluricelulares: eles possuem células com formatos e funções extremamente variados, como as hemácias (discoides), os neurônios (estrelados) e as células musculares (alongadas). O comando da questão nos pede para identificar o mecanismo biológico responsável por essa diferenciação celular dentro de um mesmo organismo.

Para resolver essa questão, precisamos lembrar de um conceito fundamental da biologia celular e da genética: todas as células somáticas de um indivíduo possuem exatamente o mesmo genoma, ou seja, o mesmo conjunto de DNA e de genes. Isso acontece porque todas as células do nosso corpo se originaram de uma única célula inicial (o zigoto) por meio de sucessivas divisões celulares chamadas mitoses, que mantêm o material genético idêntico.

Se o "manual de instruções" (o DNA) é o mesmo para todas as células, como elas podem ser tão diferentes em forma e função?

A resposta está na expressão gênica diferencial. Embora todas as células possuam todos os genes do organismo, cada tipo celular "liga" (expressa) apenas os genes necessários para a sua estrutura e função específicas, mantendo os demais "desligados" (inativos). Por exemplo, o gene responsável pela produção de miosina (uma proteína contrátil) está ativo nas células musculares, mas inativo nos neurônios. Da mesma forma, os genes que determinam a forma estrelada e a condução de impulsos nervosos estão ativos apenas nos neurônios.

Vamos analisar as alternativas com base nesse raciocínio:

• A) produzirem mutações específicas: Incorreto. Mutações são alterações acidentais no DNA e não o mecanismo natural e programado de diferenciação celular.
• B) possuírem DNA mitocondrial diferentes: Incorreto. O DNA mitocondrial é herdado da mãe e é o mesmo em todas as células do organismo, não sendo o responsável pela diferenciação celular.
• C) apresentarem conjunto de genes distintos: Incorreto. Como vimos, o conjunto de genes (genoma) é o mesmo em todas as células somáticas do indivíduo.
• D) expressarem porções distintas do genoma: Correto. A diferenciação celular ocorre justamente porque cada tipo de célula expressa (ativa) apenas uma parte específica do seu genoma, produzindo proteínas diferentes que darão características únicas àquela célula.
• E) terem um número distinto de cromossomos: Incorreto. Todas as células somáticas de um organismo possuem o mesmo número de cromossomos (são diploides, $2n$).

Portanto, a diferenciação celular é resultado direto da expressão seletiva dos genes.