Físicos teóricos confirmaram que não é apenas a informação codificada em nosso DNA que molda quem somos, mas também a forma como o DNA se dobra que controla quais genes são expressos dentro de nossos corpos.
Isso é algo que os biólogos já sabem há anos, e eles ainda foram capazes de descobrir algumas das proteínas responsáveis pela dobra do DNA. Mas agora um grupo de físicos foram capazes de demonstrar, pela primeira vez através de simulações como esta informação escondida controla a nossa evolução.
Embora isso não seja necessariamente uma novidade para muitos cientistas, este segundo nível de informação do DNA pode ser algo que você não esteja familiarizado.Como você deve ter aprendido na escola, Watson e Crick descobriram em 1953 que o código do DNA que determina quem somos é composta de uma sequência de letras G, A, C e T.
A ordem destas letras determina quais as proteínas são produzidas nas células. Então, se você tem olhos castanhos, é porque o seu DNA contém uma série particular de letras que codifica para uma proteína que faz com que o pigmento dentro de suas íris seja escuro.
Mas isso não é toda a história, porque todas as células do seu corpo começam exatamente com o mesmo código de DNA, mas cada órgão tem uma função muito diferente – as células do estômago não precisam produzir a proteína castanha do olho, mas precisam produzir enzimas digestivas. Então, como isso funciona?
Desde os anos 80, os cientistas descobriram que a forma como o DNA é dobrado dentro de nossas células, na verdade controla esse processo. Os fatores ambientais podem desempenhar um papel importante neste processo também, coisas como o conhecido stress transforma certos genes, ligando e desligando-os através de algo conhecido como epigenética.
Mas os mecanismos da dobra do DNA é o mecanismo de controle original. Isso porque cada célula do nosso corpo contém cerca de 2 metros de DNA, para caber dentro de nós, ele tem de ser bem embrulhado em um pacote chamado de nucleossomo, como um fio em torno de um carretel.
E a forma como o DNA é embrulhado controla quais genes são “lidos” pelo resto da célula – genes que estão todos no interior não serão expressas como proteínas, mas aqueles no exterior serão. Isto explica porque células diferentes têm o mesmo DNA mas funções diferentes.
Nos últimos anos, os biólogos começaram a isolar os sinais mecânicos que determinam o modo como o DNA é dobrado, agarrando certas partes do código genético ou mudando a forma como o “carretel” de DNA é enrolado.
Até ai tudo bem, mas o que os físicos teóricos têm a ver com tudo isso?
Uma equipe da Universidade de Leiden, na Holanda agora foi capaz de voltar atrás e olhar o processo em uma escala que envolve todo o genoma, e confirmou através de simulações de computador que esses sinais mecânicos são realmente codificados em nosso DNA.
Os físicos, liderados por Helmut Schiessel, fizeram isso simulando os genomas de fungos tanto de pão quanto de levedura de fissão, em seguida, atribuíram-lhes aleatoriamente um segundo nível de informação no DNA, completo com estímulos mecânicos.
Eles foram capazes de mostrar que esses sinais afetam como o DNA é dobrado e quais proteínas são expressas, mais uma prova de que a mecânica de DNA é escrita em nosso DNA, e isso é tão importante em nossa evolução como o próprio código.
Isto significa que os pesquisadores demostraram que há mais de uma maneira que as mutações do DNA podem nos afetar: mudando as letras em nosso DNA, ou simplesmente mudando mecanicamente a forma como um fio é dobrado.
“A mecânica da estrutura do DNA pode mudar, resultando em diferentes embalagens e níveis de acessibilidade DNA”, explicam, “e, portanto, diferentes frequências de produção dessa proteína.”
Novamente, isso está confirmando o que muitos biólogos já sabiam, mas o que é realmente interessante é o fato de que as simulações de computador abriram a possibilidade para os cientistas manipularem os estímulos mecânicos que formam o DNA, o que significa que eles poderiam um dia serem capazes de dobrar um DNA para esconder genes indesejados, como os que provocam uma doença.
Estamos muito longe de fazer isso, mas quanto mais os cientistas entendem sobre como o nosso DNA é controlado e dobrado, mais nos aproximamos de ser capazes de melhorá-lo.
A pesquisa foi publicada na revista PLoS ONE.
Fonte: ScienceAlert
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