Dupla Hélice

(50 anos depois)

Fifty years ago, on Saturday, Feb. 28, 1953, two young scientists walked into the Eagle, a dingy pub in Cambridge, England, and announced to the lunchtime crowd that they had discovered the secret of life.
By divining the chemical structure of DNA, the archive of life, James D. Watson and Francis Crick had seen how the molecule could encode information in the copious quantities necessary to program a living cell.

Cinquenta anos atrás, sábado 28 de fevereiro de 1953, dois jovens cientistas entraram na Águia, um bar sujo em Cambridge, na Inglaterra, e anunciou à multidão na hora do almoço que eles tinham descoberto o segredo de vida.
Através do mergulho da estrutura química de DNA, o arquivo de vida, James D. Watson e Francis Crick tinham visto como a molécula poderia codificar informação em quantidades copiosas necessárias para programar uma célula viva.

New York Times 25/02/03 – Sience Desk by Nicholas Wade.

Cinquenta anos atrás, em 28 de fevereiro de 1953, Francis Crick e James Watson desvendaram a estrutura da molécula mais importante da vida, o DNA. Menos de dois meses depois, em seu histórico artigo publicado na revista Nature, eles escreveram: “Essa estrutura possui características inéditas que são de considerável interesse biológico.” A última parte soa quase como uma piada, diante do conhecimento que temos hoje. Não se tratava de modéstia, entretanto, pois Watson e Crick eram obstinados e orgulhosos demais para isso. Por mais ambiciosos que fossem os sonhos dos dois cientistas, seria difícil, naquela época, imaginar a extensão completa do impacto que sua descoberta teria sobre a vida humana.

Pois é na sequência de bases A, C, T e G do DNA que estão contidas as instruções para construir todas as formas de vida existentes no planeta. O alfabeto genético é o mesmo para a bactéria, a formiga, o homem, o elefante, o arroz, o feijão e as árvores. Geneticamente, todos falamos a mesma língua – só com algumas letras trocadas. Jogue alguns As para lá, outros Ts para cá, corte alguns milhões de pares de bases e, em vez de um homem, você tem um camundongo; em vez de capim, uma sequoia gigante. “Entender o DNA é entender a vida”, resume a geneticista Mayana Zatz, diretora do Centro de Estudos do Genoma Humano da Universidade de São Paulo.

Características Essenciais da Dupla Hélice de
Watson e Crick

Duas cadeiras polinucleotídicas que correm em sentido opostos e helicoidizam ao redor de um eixo comum para formar uma dupla hélice com giro para a direita (dextrorsa).

As bases purínicas e pirimidínicas estão no interior da hélice, enquanto as unidades fosfato e desoxirribose estão na parte externa.
A adenina (A) pareia-se com a timina (T), e a guanina (G) com a citosina (C). Os pares de bases A^.T são mantidos por duas pontes de hidrogênio com orientação precisa, e os pares G^.C por três destas pontes. A dupla hélice também é estabilizada por interações entre bases empilhadas no mesmo filamento.

A replicação do DNA é semiconservativa: Watson e Crick propuseram que um dos filamentos de cada molécula filha de DNA e recém sintetizado, enquanto o outro é passado inalterado vindo da molécula original de DNA. Esta distribuição de átomos parentais é chamada de semiconservativa.

A princípio, para o leigo, a descoberta não parece lá grande coisa. Watson e Crick, na época com 23 e 35 anos, não descobriram o DNA em si, mas “apenas” sua estrutura, e o artigo na Nature não passa de uma página. A forma da molécula, conhecida como dupla hélice, assemelha-se a uma escada retorcida, na qual os corrimãos são formados de fosfato e açúcar e os degraus, por uma sequência de pares de quatro bases nitrogenadas: adenina (A), timina (T), citosina (C) e guanina (G). Nada muito espetacular. A simplicidade do DNA, ou ácido desoxirribonucléico, no entanto, é justamente sua maior maravilha.

“É fascinante como uma estrutura tão simples pode guardar o segredo de toda a nossa existência”, afirma Mayana. “A estrutura é tão bonita, tão clara, que só de olhar para ela tudo já faz sentido”, completa Sérgio Pena, professor titular do Departamento de Bioquímica e Imunologia da Universidade Federal de Minas Gerais e especialista em medicina genética.

Por isso o modelo de Watson e Crick é tão mais celebrado que a própria descoberta do DNA. Sem ele, seria como tentar estudar um carro desmontado: você pode até saber quais são as peças que o compõem, mas se não souber encaixá-las da maneira correta nunca vai saber como ele funciona.

A chave do sucesso para a dupla britânica foi determinar que as bases A só podem se unir com C; e T só pode se ligar com G. A partir daí, heureca! “Não escapou à nossa atenção que o pareamento específico que postulamos sugere imediatamente um possível mecanismo de cópia para o material genético”, concluem Watson e Crick, ao final de seu artigo.

Como em um passe de mágica, o mecanismo de duplicação genética – e, portanto, da hereditariedade – tornou-se óbvio: o DNA se abre em duas fitas, de modo que suas bases expostas servem de molde para a fabricação de uma nova corrente. “Se a sequência de bases em uma cadeia é fornecida, então a sequência da outra cadeia é automaticamente determinada”, escreveram os pesquisadores, então no Laboratório Cavendish, da Universidade de Cambridge.

Em 1962, eles receberiam o Prêmio Nobel com Maurice Wilkins, do King’s College em Londres, que também inspirou a descoberta e contribuiu para ela.

Identidade – Nos seres humanos, o DNA está organizado em 23 pares de cromossomos, presentes no núcleo de cada uma dos 100 trilhões de células que compõem nosso organismo. São, ao todo, em cada célula, 3 bilhões de pares de bases. Quaisquer duas pessoas no planeta – branca ou negra, brasileiro ou chinês – são geneticamente 99,9% idênticas.

Uma das lições do genoma, portanto, é que não há justificativa para a superioridade racial.

Ironicamente, o mesmo código genético que é universal para toda a vida faz de cada pessoa um indivíduo único. Não há duas pessoas no mundo com o mesmo genoma, ou a mesma sequência de A, C, T e G. “É uma diferença mínima, de apenas 0,1%, mas muito significativa”, afirma Pena. “É a individualidade absoluta de cada um de nós.”

O potencial aplicativo do DNA em todas as esferas da ciência, da medicina à nanotecnologia, é uma fronteira que não pode ser definida. A biologia molecular e a engenharia genética, frutos da descoberta de Watson e Crick, são a base da medicina moderna, da agricultura, da pecuária e da zoologia.

Só para citar alguns exemplos, graças ao conhecimento da estrutura do DNA, é possível clonar genes humanos para produzir moléculas terapêuticas em bactérias geneticamente modificadas (é assim que é produzida a insulina para diabéticos, desde 1982), desenvolver vacinas de DNA recombinante, como a da hepatite B, e diagnosticar pessoas com propensão a tipos específicos de câncer, como mutações nos genes BRCA, associadas ao tumor de mama.

“Hoje temos recursos praticamente ilimitados para responder a qualquer pergunta biológica”, diz o biólogo Ricardo Brentani, presidente do Hospital do Câncer e diretor do Instituto Ludwig no Brasil. “Isso, 50 anos atrás, era impensável.” Assim como no caso da insulina, cita ele, transplantes de medula óssea para o tratamento da leucemia só são possíveis graças ao fator de crescimento recombinante produzido em bactérias transgênicas, com genes humanos. “São soluções para problemas sérios que não existiriam sem o conhecimento do DNA. A velocidade de acréscimo de conhecimento cresceu exponencialmente.”

Para Pena, a dupla hélice é, “sem dúvida, a descoberta científica mais importante do século em ciências biológicas e químicas”. “Todos os aspectos da medicina e da biologia são totalmente dependentes dela”.

Fonte: UFMG
O Estado de S.Paulo – Herton Escobar
New York Times 25/02/03 – Sience Desk by Nicholas Wade