Destaque um aspecto que chamou sua atenção sobre os assuntos vistos ( F. Griffith, O. Avery, C. MacLeod e M. MacCarty e o experimento de Hershey e Chase) nesse primeiro tópico da nossa disciplina de Genética Molecular?
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Resposta:
Nosso entendimento do papel do DNA na hereditariedade nos leva a uma variedade de aplicações práticas, incluindo análises forenses, testes de paternidade e mapeamento genético. Graças a essas várias utilidades, atualmente muitas pessoas conhecem o conceito de DNA.
Pode até parecer surpreendente, mas menos de um século atrás, nem mesmo os membros da comunidade científica mais bem educados sabiam que o DNA era nosso material genético.
Neste artigo examinaremos alguns experimentos clássicos que levaram à identificação do DNA como o portador da informação genética.
Proteína x DNA
O trabalho de Gregor Mendel mostrou que características (como a coloração da flor em plantas de ervilha) não eram herdadas diretamente, mas ao invés, eram especificadas por genes que passam dos pais para a prole. O trabalho de outros cientistas por volta do século 20, incluindo Theodor Boveri, Walter Sutton e Thomas Hunt Morgan, estabeleceram que os fatores hereditários de Mendel eram, provavelmente, transmitidos pelos cromossomos.
Cientistas inicialmente pensaram que as proteínas, que são encontradas em cromossomos ao longo do DNA, seriam as componentes do tão procurado material genético. Proteínas eram conhecidas por suas sequências diversas de aminoácidos, enquanto se pensava que o DNA era um polímero entediante e repetitivo, devido, em parte, a um modelo incorreto (mas popular) de sua estrutura e composição^1
1
start superscript, 1, end superscript.
Hoje, sabemos que o DNA na verdade não é repetitivo e pode carregar grandes quantidades de informação, como discutido mais profundamente no artigo sobre a descoberta da estrutura do DNA. Mas como os cientistas inicialmente perceberam que o "entediante" DNA talvez pudesse ser o material genético?
Frederick Griffith: transformação bacteriana
Em 1928, o bacteriologista britânico Frederick Griffith conduziu uma série de experimentos usando a bactéria Streptococcus pneumoniae e ratos. Griffith não estava tentando identificar o material genético, mas, sim, criar uma vacina contra a pneumonia. Em seus experimentos, Griffith usou duas cepas relacionadas de bactéria, conhecidas como R e S.
Cepa R. Quando cultivadas em placa de Petri, a bactéria R forma colônias ou aglomerados de bactérias relacionadas, que têm bordas bem definidas e aparência rugosa (daí a sigla "R"). As bactérias R são avirulentas, significando que não causam doenças quando injetadas em ratos.
Cepa S A bactéria S formou colônias arredondadas e suaves (daí a sigla "S"). A aparência suave se dá por conta de um polissacarídeo ou uma capa a base de açúcar produzida pela bactéria. Essa capa protegeu a bactéria S do sistema imune do rato, fazendo-as virulentos (capazes de causar doenças). Ratos em que foram injetadas bactérias S vivas desenvolveram pneumonia e morreram.
Como parte de seus experimentos, Griffith tentou injetar ratos com bactérias S mortas por calor (isso é, bactérias que haviam sido aquecidas a altas temperaturas, causando a morte das células). Sem surpresas, a bactéria S morta pelo calor não causou doença nos ratos.
Os experimentos tiveram um resultado inesperado, contudo, quando bactérias R inofensivas foram combinadas com bactérias S mortas por calor e injetadas em um rato. Não só o rato contraiu pneumonia e morreu, mas quando Griffith retirou uma amostra de sangue do rato morto, ele encontrou bactérias S vivas!
Diagrama ilustrando o experimento de Frederick Griffith com bactérias S e R.
1. Linhagem rugosa (não patogênica). Quando esse tipo é injetado no rato, o rato vive.
2. Linhagem suave (patogênica). Quando esse tipo é injetado no rato, o rato pega pneumonia e morre.
3. Linhagem suave morta por calor. Quando células suaves mortas por calor são injetadas no rato, o rato vive.
4. Linhagem rugosa e linhagem suave morta por calor. Quando esses dois tipos de células são injetados no rato de forma misturada, o rato adquire pneumonia e morre.
Diagrama ilustrando o experimento de Frederick Griffith com bactérias S e R.
Linhagem rugosa (não patogênica). Quando esse tipo é injetado no rato, o rato vive.
Linhagem suave (patogênica). Quando esse tipo é injetado no rato, o rato pega pneumonia e morre.
Linhagem suave morta por calor. Quando células suaves mortas por calor são injetadas no rato, o rato vive.
Linhagem rugosa e linhagem suave morta por calor. Quando esses dois tipos de células são injetados no rato de forma misturada, o rato adquire pneumonia e morre.
_Image modificada a partir de "Griffith experiment," por Madeleine Price Ball (CC0/public domain)._
Griffith concluiu que as bactérias da cepa R teriam adquirido o que ele chamou de "princípio transformante" da bactéria S morta por calor, permitindo que elas se "transformassem" em bactérias S, tornando-se virulentas.
Avery, MacLeod e McCarty: Identificando o princípio transformante
Em 1944, três pesquisadores, canadenses e americanos, Oswald Avery, Maclyn McCarty, e Colin MacLeod, dispuseram-se a identificar o "princípio transformante" de Griffith.
espero ter ajudado