DNA como o "princípio de transformação"

RKA8JV Em 1865, Mendel compartilhou suas leis da hereditariedade. Ele observou que existem fatores hereditários distintos, que seriam passados adiante de pais para filhos conforme determinadas regras. Ele propôs, então, a lei da herança, lei da segregação, lei da variedade independente, lei da dominância, mas, como já dissemos várias vezes, a publicação de Mendel não foi levada a sério. Na verdade, um monte de gente sequer deu atenção a elas, até início de 1900, quando foram redescobertas. Mas, mesmo quando foram redescobertas na primeira metade do século XX, as pessoas não sabiam qual era a base molecular de tais fatores hereditários previstos por Mendel. Em 1902 houve a primeira teoria realmente sólida, que explicou a base molecular para tais fatores hereditários, proposta por Boveri e Sutton, de forma independente e concomitante. Eles propuseram a teoria cromossômica, agora chamada de teoria cromossômica de Boveri-Sutton. Seu trabalho foi baseado na observação de como as células se dividem, especialmente durante a meiose, enquanto os cromossomos parecem emparelhar-se e, em seguida, segregar-se de forma independente, sendo passados aos descendentes. Então, Boveri e Sutton disseram: "esses cromossomos em nível físico, molecular, parecem estar se comportando de maneira muito semelhante aos fatores hereditários propostos por Mendel". E, por isso, essa teoria ganhou muita força. Então, em 1911, essa teoria ganhou ainda mais evidências. Thomas Hunt Morgan, de quem já falamos, usou suas moscas de fruta para ver como uma característica mutante passaria de uma geração para outra. A única explicação plausível para ele, é de que tal característica estava sendo passada adiante pelo cromossomo sexual ''x", assim, ele e sua equipe continuaram a fazer mais e mais trabalhos para averiguar que de fato os cromossomos seriam a base, isto é, a localização física para tais fatores hereditários que Mendel falou em 1865. Hoje em dia, quando olhamos para os cromossomos, pensamos em sua composição como sendo de DNA, mas eles são compostos também por proteínas, e, quando Morgan e sua equipe olharam para os cromossomos, pensaram que seriam as proteínas as verdadeiras responsáveis pela codificação da informação genética. As pessoas já sabiam na época que as proteínas eram moléculas complexas, de modo que de alguma forma poderia ser que contivessem a informação codificada. No momento então, os pesquisadores pensavam que o DNA consistia nesses tipos de moléculas chatas, que certamente não poderiam codificar a informação. A primeira evidência forte de que o DNA é, na verdade, o codificador da informação genética, não apareceu por quase duas décadas. Bem, comecemos a entender essa revolução com o famoso experimento de Griffith, no qual ele fez algo realmente interessante. Ele, por si mesmo, conduziu experimentos a partir de 1920, os quais publicou apenas em 1928. Esses experimentos abriram caminho para que, em 1944, pesquisadores fossem finalmente capazes de esclarecer que é o DNA o codificador de fatores hereditários. Então, qual foi o experimento de Griffith? Ele estava estudando linhagens de bactérias e viu que haviam duas variantes de uma determinada linhagem, a áspera e a lisa. Se ele injetava a linhagem áspera em um camundongo, que era não virulenta, o camundongo permanecia vivo. Se ele injetava a linhagem lisa, que era virulenta, o camundongo morria, e, como a linhagem lisa tinha esse revestimento protetor, ela era mais resistente contra o sistema imunológico dos camundongos. Assim, por si só a linhagem lisa é a linhagem virulenta, e é a única que pode realmente matar os camundongos. Então, Griffith aqueceu a linhagem virulenta, matando as bactérias, e em seguida a injetou em camundongos, vendo que eles permaneciam vivos, já que as bactérias estavam mortas. Eis que ele fez algo muito interessante, ele levou parte da linhagem lisa morta pelo calor até a linhagem áspera, de bactérias não virulentas que estavam vivas. Após mesclar a linhagem lisa morta com a linhagem áspera viva, ele observou que ao injetar essa mistura nos camundongos, matava-os. Isso foi fascinante, uma vez que seria esperado que os camundongos permanecessem vivos, já que as bactérias da linhagem lisa estavam mortas e as da linhagem ásperas não são virulentas. Assim, ele propôs sua teoria sobre a existência de um princípio da transformação. Mesmo que ele tenha matado a linhagem lisa, deve ter havido algum tipo de material, algum tipo de molécula que foi transferida das bactérias virulentas às bactérias não virulentas, permitindo-lhes matar o camundongo. Logo, algum tipo de material teria atuado transformando uma linhagem outra, isto é, um princípio que transformou as bactérias não virulentas em virulentas. A partir da proposta dessa teoria, passaram-se quase duas décadas, até que Avery, McCarty e MacLead dissessem: "o que é esse princípio da transformação? Por que não podemos usar essa experiência de Griffith e, ao invés de levar as bactérias virulentas mortas até a linhagem, dividi-las em seus componentes, isolando cada um e misturá-los separadamente à linhagem áspera? Assim, podemos descobrir exatamente qual desses componentes, qual dessas moléculas isoladas é a responsável por transformar bactérias não virulentas em virulentas." Então, eles fizeram exatamente isso, tentando isolar o princípio da transformação. Levaram a linhagem lisa ao calor, matando as bactérias, depois, separaram fisicamente os componentes desta bactéria, usando de certas lavagens e enzimas que permitem segregá-os, configurando um trabalho muito meticuloso. Assim, assumamos que essa seja a linhagem lisa morta, e este é um componente, esse também é um componente, este é outro componente. Então, eles misturaram cada componente desse separadamente à linhagem áspera, não virulenta, e depois injetaram essa mistura no camundongo. Isto é, pegaram uma linhagem lisa e misturaram com o primeiro componente, representado em vermelho, e depois injetaram essa mistura no camundongo, observando que ele permanecia vivo. Do mesmo modo, injetaram a segunda mistura contendo o segundo elemento, representado em verde, em camundongos, observando que eles também permaneciam vivos. Finalmente, com a terceira mistura, que por sua vez contém o terceiro elemento, representado em rosa, quando injetada em camundongos, eles morriam, sugerindo que o terceiro componente, sim, era o responsável pelo princípio da transformação. Então eles passaram a estudar esse terceiro componente, observaram a razão entre os elementos nitrogênio e fósforo, notando que sua composição era consistente com o DNA, uma molécula já conhecida, mas não era consistente com proteínas. Após testes químicos, eles observaram: "ei, não parece haver grande quantidade de proteína nessa substância, nem sequer de RNA". Enzimas que degradam proteínas ou RNA teriam degradado essa substância, mas isso não aconteceu. A substância de estudo só foi degradada quando submetida a enzimas que degradam o DNA, logo, eles concluíram que era o DNA o responsável pelo princípio da transformação. Isso é realmente uma grande coisa. Pense sobre essa busca que acabamos de ver, que levou quase uma centena de anos. Onde estão localizados os fatores hereditários? As primeiras evidências apontaram que eles estão no cromossomo, mas cromossomos são constituídos por DNA e proteínas, e não até experimentos de Griffith, que foram seguidos pelos experimentos de Avery, McCarty e MacLead, sabia-se exatamente que tipo de material fazia a linhagem áspera a tornar-se uma linhagem lisa, virulenta. Esse material é o DNA. E o que é fascinante é que, quando misturado o DNA da linhagem lisa, morta, ao DNA da linhagem áspera, não virulenta, esta torna-se virulenta, uma vez que o DNA da linhagem lisa foi capaz de se misturar com o DNA da linhagem áspera, fazendo com que ela começasse a produzir proteínas que lhe permitissem ser virulentas, e, consequentemente, ser resistente ao sistema imunológico dos camundongos. Então, tudo isso é realmente fascinante sob um monte de perspectivas. Você sabe, todos os fatos de como chegamos ao DNA ser a parte mais importante dos cromossomos, ao menos em termos de codificação da informação genética real, mas também como uma forma legal de pensar sobre o quão mágico é o DNA, sobre como você pode misturar o DNA de uma linhagem a outra, e então transformá-la. Desta forma, eles estavam fazendo uma forma muito, muito básica de engenharia genética aqui.