segunda-feira, janeiro 29, 2007

A molécula DNA

A descoberta da estrutura do DNA

Há 50 anos, no dia 7 de Março de 1953, no laboratório Cavendish, na Inglaterra, Francis Crick e James Watson concluíram que a molécula do DNA tem a estrutura de uma dupla hélice, uma descoberta que daria novos rumos à ciência. A partir de então, a biologia molecular tornou-se, de fato, uma ciência que hoje, com meio século de avanços, traz à cena a transgénese, a genómica e a possibilidade da clonagem reprodutiva.
No dia 25 de Abril daquele ano, a revista Nature publicou o artigo Molecular Structure of Nucleic Acids (Estrutura Molecular dos Ácidos Nucléicos), primeiro de uma série sobre o tema. Com menos de mil palavras e um gráfico simplificado, o trabalho descrevia a estrutura da molécula. A representação a que chegaram Crick e Watson é a de uma longa molécula, constituída por duas fitas enroladas em torno de seu próprio eixo, como se fosse uma escada do tipo caracol. A ligação entre elas é feita por pontes de hidrogénio, que são ligações fracas, isto é, que se rompem com facilidade, ficando as bases nitrogenadas com o papel de corrimão de uma escada circular.

Desde o final da década de 30, pesquisadores tentavam obter um padrão de difracção de Raios-X para tentar visualizar a molécula de DNA. Porém, somente na década de 50, com o aumento do interesse pelo DNA, os estudos estruturais da molécula se intensificaram. A estrutura tridimensional da molécula de DNA descrita por Watson e Crick, deu nova motivação à comunidade científica mas a dimensão e a importância do feito não foram reconhecidos de imediato pelos pesquisadores da época. Muitos apostavam mais nas proteínas como portadoras dos factores genéticos, dada a sua maior complexidade. Foram os bioquímicos que perceberam o envolvimento do DNA na síntese das proteínas, que constituem o meio pelo qual os genes transferem às células a informação acerca do que elas devem ser e fazer.

Mas outros modelos tentaram representar o DNA anteriormente. O químico russo Phoebus A. T. Levene, em 1909, trabalhando em seu laboratório no Instituto Rockefeller havia mostrado que o DNA continha as quatro bases nitrogenadas - Adenina (A), Guanina (G), Timina (T) e Citosina (C) - e que estas estariam arranjadas na forma de uma coluna vertebral, isto é, composta de fosfato e açúcares, com as bases nitrogenadas ligadas a elas. Levene estava convencido de que, com ácidos nucléicos e proteínas no núcleo, as moléculas de proteínas armazenavam todas as informações genéticas nos cromossomas. Mas a teoria de Levene sobre a função do DNA ser unicamente manter unidas as moléculas de proteína revelou-se incorrecta, pelas revelações posteriores de Frederick Griffith.
Em 1951, Linus Pauling, no Caltech Institute, nos Estados Unidos, trabalhando com difração de Raios-X, sugeriu que a estrutura do DNA era composta por três hélices enroscadas umas às outras, sugerindo uma estrutura espiral semelhante a um saca-rolhas.
Para João Bosco Pesquero, do Departamento de Biofísica da Universidade Federal de São Paulo (Unifesp), graças ao conhecimento da estrutura do DNA e ao posterior desenvolvimento da biologia molecular, hoje a medicina vislumbra a possibilidade da geração de novas técnicas terapêuticas e tratamentos para doenças antigamente consideradas incuráveis, a terapia génica. "O sequenciamento completo do genoma humano, considerado um marco na pesquisa, o qual abre inúmeras possibilidades para o melhoramento da saúde e do bem-estar dos seres humanos, não poderia ser alcançado sem o prévio conhecimento da estrutura do DNA", diz. Para Pesquero, todos esses avanços tecnológicos baseiam-se na manipulação das moléculas de DNA produzidos em laboratório (DNA recombinante) como fonte de informação e conhecimento.

Disposto a estudar a difracção de Raios-X , Watson conseguiu transferir-se para o laboratório Cavendish em Cambridge, onde conheceu Crick. A empatia entre os dois foi imediata. Resolveram então que o ponto central de suas pesquisas seria a descoberta da estrutura do DNA.
Enquanto Watson e Crick estudavam os resultados de Linus Pauling, em Cavendish, no King's College, Wilkins e sua colaboradora Rosalind Franklin trabalhavam no aperfeiçoamento das imagens de difracção de Raios-X.
Ao ler um novo artigo de Pauling sobre o tema, Watson descobriu um erro e tentou convencer Wilkins e Franklin de que tinha a interpretação correcta, diferente da de Pauling, o que levou Wilkins a mostrar a Watson suas imagens mais recentes de difracção de Raios-X do DNA. Tais imagens revelaram a Watson que sua ideia estava correcta. De volta para Cavendish, iniciou, juntamente com Crick, a construção do novo modelo da estrutura do DNA.

Waltson e Crick

Após cinco semanas de erros e acertos, finalmente o modelo estava pronto. A notícia se espalhou: "pesquisadores de Cambridge haviam descoberto o segredo da vida".Maurice Wilkins no entanto, fiou de fora da descoberta a que teria reagido apenas com uma breve e sarcástica mensagem: "acho que vocês são uma dupla de belos patifes...". Em 1962, Crick, Watson e Wilkins receberam o Prémio Nobel de Medicina. Franklin, que deveria partilhar a homenagem, havia morrido de cancro em 1958.