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O primeiro vídeo que mostra a organização do DNA em tempo real

Imagens detalham o mecanismo que permite ao material genético se compactar totalmente em cromossomos, facilitando a divisão celular

 

No interior do núcleo de cada célula do corpo humano, há cerca de 2 metros de moléculas de material genético. Lá dentro, o DNA passa a maior parte do tempo solto, como se fosse um emaranhado de fios. Isso acontece porque os cromossomos, as moléculas que abrigam os genes, não estão totalmente compactados.

Essa aparência muda radicalmente no momento da divisão celular. No processo de mitose, responsável pela renovação das células, crescimento do corpo e recuperação de tecidos, uma célula-mãe duplica seu próprio material genético e se divide, originando outras duas células idênticas.

Para colocar ordem na “bagunça” na hora da divisão, a estratégia usada pela célula-mãe é compactar o DNA ao máximo nos cromossomos. Armazenado nesses pequenos pacotes, o código genético original pode ser passado à célula filha que será formada, sem risco de perda de informação - e ocupando bem menos espaço.

O processo descrito acima é conhecido há muito pelos cientistas. Até então, sabia-se que uma proteína complexa em formato de anel, chamada condensina II, teria papel importante nesse trabalho de enrolar o DNA e acomodá-lo na forma de cromossomos compactos. O que ainda era um mistério, no entanto, era a maneira exata como esse processo acontece.

Em janeiro de 2018, entretanto, cientistas conseguiram finalmente compreender tal funcionamento, descrevendo suas descobertas neste artigo científico publicado na revista Science. Agora, foi a vez de um grupo de pesquisadores da Universidade Técnica de Delft, na Holanda, e do EMBL (sigla em inglês para Laboratório Europeu de Biologia Molecular), na Alemanha, elaborar o primeiro registro que permite entender esse mecanismo com detalhes.

Em laboratório, a equipe foi capaz de flagrar o comportamento da condensina II, recriando em vídeo a organização do DNA em tempo real. O vídeo em questão foi publicado na última semana em um estudo da revista Science, e você pode assisti-lo abaixo.

 

 

 

Para fazer as imagens, os cientistas monitoraram o comportamento dos cromossomos usando miscroscopia eletrônica e a Hi-C, tecnologia que analisa a interação entre diferentes bases nitrogenadas, nome dado ao tipo de composto que compõe a dupla-hélice de DNA, presente nos cromossomos.

Simulando os resultados a partir de modelos computacionais, o grupo mostrou como, durante o processo de mitose, a condensina II se acopla no material genético.

Fixando-se na base dos filamentos de DNA, a proteína realiza movimentos coordenados para criar espécies de “laços”, como é possível verificar em detalhes neste outro vídeo, também criado pelo grupo.

 

 

 

 

Na divisão celular, há milhares de moléculas de condensina II agindo em conjunto, então, muitos laços surgem ao mesmo tempo. Tais laços compactam o material genético ao máximo nos cromossomos, moldando seu formato. A técnica é uma escolha inteligente para otimizar o espaço: uma corda enrolada, por exemplo, ocupa uma área menor que uma corda totalmente esticada.

Qual o valor científico das imagens

O momento detalhado nos vídeos reafirma uma das duas teorias atualmente mais aceitas pela comunidade científica para descrever o processo. A outra explicação propõe a condensina como uma espécie de gancho, capaz de unir partes diferentes do DNA dentro do núcleo celular.

Proteínas complexas foram apontadas como causa dos laços no DNA pela primeira vez ainda no ano 2000. O precursor da ideia foi Kim Nasmyth, biólogo da Universidade de Oxford. Durante uma escalada, o pesquisador percebeu que uma proteína muito semelhante à condensina, a coesina, poderia ficar em torno de moléculas de DNA da mesma forma que um mosquetão, usado por alpinistas, desliza para ajudar alguém a subir uma montanha.

Atualmente, acredita-se que esses pequenos anéis de proteína sejam, também, responsáveis por manter em movimento os filamentos de DNA desorganizados no núcleo da célula. Fazendo isso, garante-se que o material genético não “embarace” por completo até a próxima mitose.

 

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