A bactéria Escherichia Coli, presente em grande
quantidade em nossos intestinos, pode ser o marco inicial de uma grande
descoberta. A partir da estrutura do seu organismo, cientistas britânicos
lançaram um projeto para criar uma célula sintética “reprogramável”, em
laboratório.
A pesquisa é encabeçada por pesquisadores da Universidade de
Nottingham (Inglaterra), com ajuda de outros cientistas da comunidade
internacional. É importante destacar, a princípio, que existe uma diferença básica
entre as famosas células tronco e as células sintéticas que se pretende obter.
No caso das células tronco, uma unidade inicial tem o poder
de se dividir ou se transformar, e passa a ser outra célula. No caso das
células sintéticas, a ideia é que exista uma base fixa, capaz de mudar suas
funções por um número ilimitado de vezes, conforme a necessidade.
Para facilitar o entendimento, os pesquisadores fazem uma
analogia com um computador. O organismo, como um todo, seria uma “unidade de
hardware”, imutável. Com os procedimentos celulares atuais, não há um
“software” (no caso, uma célula) que possa ser modificado sem causar alterações
no hardware. Quando os cientistas querem alterar alguma célula, precisam
começar do zero na fase embrionária, ou seja, “reinstalar” o software.
Caso a pesquisa seja bem sucedida, teremos uma célula que
pode programar o seu próprio “software” sempre que for preciso. Passando para
termos práticos, aconteceria algo semelhante ao seguinte: uma célula que atua
no intestino, por exemplo, poderia ser programada para atuar no estômago caso
houvesse uma doença nesse órgão, e depois ser transferida para outra função ou
voltar para a anterior, sem se prejudicar.
Os testes, na primeira fase da pesquisa, serão feitos com a
bactéria Escherichia Coli, que é unicelular. A ideia é tornar o organismo
da bactéria (ou seja, sua célula) capaz de desempenhar tarefas não naturais,
previamente manipuladas por processos químicos. As pesquisas, contudo, estão em
sua fase inicial, e não há prazo para a divulgação dos primeiros resultados
concretos.
Francielly Richardt, Beatriz Carneiro e Bruna de Oliveira.
Francielly Richardt, Beatriz Carneiro e Bruna de Oliveira.
O interessante nessa célula é que diferente das células tronco, em que uma unidade inicial tem o poder de se dividir ou se transformar, e passa a ser outra célula. Essas células sintéticas são capazes de se reprogramar, mudar suas funções por um número ilimitado de vezes, conforme a necessidade. Podendo assim até mesmo ser transferida de um lugar do corpo para outro auxiliando em uma função, e depois retornando a sua função e lugar de origem.
ResponderExcluirAllan Ricardo Divardin
Vocês têm idéia de como bioquimicamente/molecularmente um organismo unicelular como E. coli poderia se tornar uma célula reprogramável? Que processos biológicos novos essa célula poderia fazer, por exemplo?
ResponderExcluirA metodologia envolvida neste processo abarca diversas técnicas que englobam a manipulação do DNA visando à produção de bens de interesse comercial. Esta tecnologia do DNA recombinante, também conhecida como clonagem gênica ou clonagem molecular, compreende processos de transferência da informação genética (DNA) de um organismo a outro. Diferentes tipos de protocolos estão disponíveis e permitem que a extração obtenha um material em grande quantidade e com alto grau de pureza. Após identificar quais genes se deseja estudar, procede-se ao isolamento do DNA genômico de eucariotos ou de procariotos. Para o vetor, o procedimento a ser adotado é dependente da natureza do mesmo. No caso de DNA plasmidial, este pode ser purificado do DNA genômico após a ultracentrifugação. As enzimas de restrição são endonucleases responsáveis pela quebra enzimática da ligação fosfodiéster do DNA. Certas enzimas de E. coli eram capazes de reconhecê-lo e clivá-lo. Estas enzimas foram denominadas genericamente como enzimas de restrição.
ResponderExcluirAs enzimas de restrição são endonucleases que reconhecem regiões específicas de DNA de 4 a 8 pb, chamados sítios de restrição. Qualquer molécula de DNA, desde vírus até o de humanos, contém sítios alvos de enzimas de restrição, que se encontram distribuídos ao acaso. Assim, com a digestão enzimática do DNA obtidos de diversas fontes, os fragmentos gerados apresentam um tamanho definido e adequado para os procedimentos de clonagem. A clivagem enzimática ocorre entre o oxigênio do carbono 3´ do açúcar de um nucleotídeo e ao grupo fosfato do carbono 5´ do carbono do açúcar adjacente.
DNA recombinante são inúmeras. Uma delas é a construção de mapas físicos. Como a amostra de DNA tratada com uma destas enzimas sempre apresentará sítios de restrição reconhecidos na digestão enzimática, estas enzimas permitem a construção de mapas que representam o conjunto de restrição reconhecido por enzimas diferentes dentro da mesma seqüência. Estes designam uma ordem linear de sítios de restrição referente a um fragmento de DNA específico. Este mapa é obtido após a clivagem unicamente com uma determinada enzima e depois com uma combinação delas. A posição dos sítios de clivagem é deduzida após a análise do peso molecular destes fragmentos em gel de agarose.
Analisando a ação das enzimas de restrição, pode-se afirmar que as mesmas têm pelo menos duas propriedades úteis à clonagem molecular: primeiramente, os fragmentos de restrição apresentam um peso molecular adequado para a clonagem. Segundo muitas enzimas de restrição clivam o DNA de forma a gerar extremidades coesivas, facilitando a ligação de fontes diferentes de DNA que possuam extremidades complementares. Esta ligação ainda ocorre de forma que a seqüência codificadora ocorra de maneira direcional, ou seja, na fase correta de leitura.
ResponderExcluirAs enzimas de restrição são classificadas em três tipos: I, I e II. Todas estas enzimas reconhecem sítios de restrição específicos. O sítio de restrição das enzimas do tipo I possui um duplo eixo de simetria rotacional, tendo a mesma seqüência quando lida no sentido 5' para 3' em ambas as fitas. Em outras palavras, ambos os filamentos de DNA reconhecidos pelas enzimas de restrição têm a mesma seqüência de nucleotídeos, porém em orientação antiparalela.
As enzimas de restrição que geram fragmentos de extremidades coesivas são extremamente interessantes quando se deseja a inserção de uma seqüência codificadora em específico. Isto se deve ao fato de que somente filamentos complementares sejam capazes de se ligar. Assim, uma digestão dupla com duas enzimas diferentes permite que a clonagem seja direcional; ou seja, que a seqüência codificadora se ligue a um sítio de distância ideal ao seu promotor e na correta fase de leitura para a proteína.
A obtenção de um determinado gene depende dos objetivos da clonagem, das características do gene e, enfim, do conhecimento prévio que se tem a respeito do mesmo. Se não há um conhecimento prévio da seqüência, uma das alternativas para o isolamento do inserto consiste em subdividir o DNA cromossomal em pequenos fragmentos que serão então clonados em vetores. Em seguida, os vetores recombinantes são transformados em um hospedeiro e então analisados e caracterizados. Teoricamente, este procedimento é capaz de obter clones que representem todo o DNA genômico do organismo a ser estudado. Este é o princípio da criação de uma biblioteca genômica ou banco gênico, elemento básico do processo inicial do seqüenciamento de genomas. Uma das maneiras de criar uma biblioteca genômica é tratando o DNA com uma endonuclease de restrição cujo sítio de restrição reconheça quatro pares de bases. Entretanto, como as enzimas de restrição reconhecem sítios específicos, pode ocorrer que os fragmentos gerados sejam muito grandes, o que dificulta a clonagem. Se nem todos os fragmentos referentes ao genoma total são clonados, então a biblioteca disponível para a seleção está incompleta e assim, o fragmento de interesse pode estar interrompido ou mesmo ausente, dificultando a seleção de um determinado gene. Para solucionar este problema, o DNA cromossomal é então submetido a uma digestão parcial. Assim, geram-se fragmentos de diferentes tamanhos, permitindo que todos os fragmentos estejam representados após a clonagem em um determinado vetor.
Esse processo pode trazer melhor eficácia dos medicamentos, adequando-os a pacientes específicos para maximizar o efeito das drogas e reduzir os efeitos colaterais.
Beatriz do Carmo, Bruna de Oliveira E Francielly Richardt
Foi descoberto nessa pesquisa uma lista de 24 genes de células-tronco que pareciam estar ligados à pluripotência. Destes 24 genes,4 foram tidos como principais para essa caracteristica das células-tronco. Então, esses genes são inseridos em uma celula e tornam ela reprogramável. Essa célula seria capaz de atuar como qualquer célula específica do nosso organismo,há estudos que visam utilizar essas células reprogramáveis para recuperar a visão e até mesmo para a preservação de espécies em extinção.
ResponderExcluirBeatriz,Bruna,Francielly