As descobertas do DNA

Os primórdios da descoberta do DNA remonta a 1869, quando o físico Friedrich Miecher a partir de pus de ligaduras descartadas isolou uma ‘’molécula grande e rica em fosfato’’ que chamou de nucleína, uma vez que, esta residia no núcleo.

Posteriormente, em 1903, Phoebus Levene identificou os três componentes dos nucleótidos: a base, o açúcar e o fosfato. Mais ainda, sugeriu que o DNA era constituído por nucleótidos ligados pelo grupo fosfatos, no entanto, pensava que a cadeia era curta e que as bases azotadas se repetiam numa dada ordem.

Por esta altura, em que de descobria o que é actualmente aceite como a molécula da vida, várias dúvidas surgiam sobre qual seria a molécula responsável pelo armazenamento da informação genética. Tinha-se como grande hipótese as proteínas.

Em 1928, Fredrich Griffth, realizou uma experiência, na qual descobriu que existia algo – princípio transformante – que transformava uma bactéria não patogénica numa bactéria patogénica. Utilizou pneumococos (causadora de pneumonia), bactéria que existe em duas formas:
-Tipo S (patogénica) – Com cápsula, lisa, resistente à fagocitose.
- Tipo R (não patogénica) – Sem cápsula, rugosa, destruídas pela fagocitose.
Posto isto, realizou 4experiencias:

Situação 1: Injectou bactérias do tipo S num rato. O rato morre de pneumonia.
Situação 2: Injectou bactérias do tipo R num rato. O rato sobrevive, pois o seu sistema imunitário assegura a destruição deste tipo de bactéria.
Situação 3: Injectou bactérias do tipo S, mortas pelo calor, num rato. O rato sobrevive, pois o agente infeccioso encontra-se morto.
Situação 4: Injectou uma mistura de bactérias do tipo S mortas pelo calor e bactérias do tipo R vivas, num rato. O rato morre. Ao analisar o sangue do rato encontra bactérias do tipo R e do tipo S.
Assim, a hipótese que levantou, é que existiria algo que permitia às bactérias do tipo R adquirir a características patogénicas provenientes das bactérias do tipo S.

Passados uns anos, em 1945, Oswald Avery, intrigado sobre o que seria o tal ‘’principio transformante’’, cultivou células do tipo S e posteriormente matou-as com calor e provocou a lise celular, tendo em seguida separado componentes como glícidos, lípidos, proteínas e DNA. Pegou em cada um destes componentes juntamente com bactérias do tipo R e injectou num rato. O que verificou foi que apenas a mistura de DNA ( das bactérias do tipo S) + Bactérias do tipo R provocava pneumonia no rato, e que portanto, apenas esta mistura transformava bactérias do tipo R em bactérias do tipo S. Assim, para vincar a sua descoberta adicionou à mistura referida desoxirribonuclease (destrói o DNA), e verificou que nada acontecia, isto é, as bactérias do tipo R não se transformavam em bactérias patogénicas.
Conclui assim, que o DNA seria o ‘’principio transformante’’.

Em, 1952, Alfred Hershey e Martha Chase, realizaram experiencias com bacteriófagos ( vírus que infectam bactérias) . O vírus é apenas constituído por proteínas e ácido nucleico e apenas por duas partes: A cabeça e a cauda. A cápsula do vírus possui proteínas ricas em enxofre e o ADN existente no seu interior é rico em fósforo. A infecção por parte do virús dá-se quando este se agarra à bactéria com a cauda e injecta no seu interior algo que irá controlar, apartir do citoplasma bacteriano, a formação de mais vírus.
Nesta experiencia, para saberem o quê que entrava para dentro da bactéria e que controlaria a formação de novos vírus, utilizaram enxofre radioactivo (35S) e fósforo radioactivo (32P ) .Realizaram então duas experiencias:
Experiencia 1:Cultivaram bacteriófagos em meio que continha enxofre radioactivo, que posto isto ficaram com as proteínas radioactivas. Posteriormente estes vírus infectaram bactérias não radioactivas. Observaram então, que a radioactividade permanecia no exterior das bactérias.
Experiencia 2: Cultivaram bacteriófagos em meio que continha fósforo radioactivo, que posto isto ficaram com os ácidos nucleicos radioactivos. Posteriormente estes vírus infectaram bactérias não radioactivas. Observaram então, que a radioactividade se encontrava no interior das bactérias.
Concluíram assim que, sendo o DNA viral que entra para o interior da bactérias, então seria ele que teria informação para comandar o fabrico de novos vírus.

Agora que já se sabia qual a molécula responsável pela transmissão da informação genética, pretendia-se saber como seria a estrutura dela, e de que forma ela funcionaria.
Assim, em 1953, JamesWatson e Francis Crick propuseram o que é actualmente conhecida como a estrutura da molécula de DNA. Baseados em imagens de difracção de Raio-x obtidas por Rosalind Frankin e nas conclusões de Erwin Chargaff acerca da relação entre as bases azotadas ( T+C = A+G), propuseram o modelo de dupla hélice do DNA. Este modelo sugeria que:
- O DNA possui duas cadeias helicoidais sim que se enrolam num mesmo eixo formando uma dupla hélice.
- o esqueleto hidrofílico ( desoxirribose e grupos fosfato carregados negativamente) encontra-se na parte externa da dupla hélice, voltados para a agua circundante.
- o esqueleto hidrofóbico ( a bases purinas e pirimidicas) está voltado para dentro da dupla hélice.
- o emparelhamento das duas cadeias cria um sulco maior e um sulco menor na superfície da dupla hélice.
- cada uma das cadeias está emparelhada com a outra cadeia, unidas por pontes de hidrogénio entre as bases azotadas ( Citosina e Guanina formam três pontes de hidrogénio e Timina e Adenina formam duas pontes de hidrogénio).
- as cadeias de DNA da estrutura em dupla hélice são antiparalelas, isto é, à extremidade 5’ de uma das cadeias corresponde a extremidade 3’ da outra cadeia.