Entenda o DNA e as implicações dos estudos de genética Clonagem de animais, testes de paternidade, identificação de genes envolvidos

da Folha Online

Clonagem de animais, testes de paternidade, identificação de genes envolvidos em doenças como o câncer, alimentos transgênicos, desenvolvimento de novos medicamentos. O DNA --molécula responsável pela transmissão das características hereditárias-- parece estar em toda parte. Mas o que é o DNA? Qual a sua importância? A seqüência genética determina o destino de cada indivíduo?
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"Folha Explica - O DNA", da Publifolha
Livro explica o DNA e como ele afeta a vida e a história de cada um

"A engenharia genética tem, sim, meios de produzir efeitos espantosos sobre seres vivos, mas nem por isso se encontra na posição de ditar-lhes metabolismo e comportamento absolutamente previsíveis e controlados", diz o jornalista científico Marcelo Leite, colunista da Folha de S.Paulo. No livro "Folha Explica - O DNA", da Publifolha, o autor discute essas questões e as implicações dos estudos do genoma e da biotecnologia nos diversos campos da vida humana.

* Leia resenha "Livro traz o DNA explicado, bem explicado", por Moacyr Scliar

De forma didática e sintética, com linguagem livre de tecnicismos e o apoio de ilustrações, Marcelo Leite descreve a estrutura química do DNA e decifra seu funcionamento. O autor explica a "dupla hélice" da molécula de DNA, como se dá a fabricação de proteínas, a transmissão do código genético de geração para geração e a duplicação do DNA.

O livro traça um panorama histórico das pesquisas na área, desde as primeiras conjurações do monge Gregor Mendel sobre a hereditariedade até os estudos recentes que levaram o homem à compreensão praticamente plena do DNA e do RNA. Marcelo Leite destaca os esforços de cientistas como James Watson e Francis Crick e mostra como a "competição" entre diversos estudiosos --numa saga que envolveu intrigas e até traição-- acelerou as pesquisas e seus resultados.

Na parte final do livro, Marcelo Leite faz reflexões sobre o futuro do DNA e o que se deve esperar das biotecnologias, discutindo, por exemplo, as possíveis aplicações do conhecimento sobre o DNA para o tratamento e a prevenção de doenças.

A coleção "Folha Explica" ambiciona oferecer ao leitor condições para que fique bem informado e possa refletir sobre os temas tratados a partir de uma perspectiva atual e consciente das circunstâncias do país.

Leia abaixo a introdução do livro.

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INTRODUÇÃO

O DNA, consagrada abreviação em língua inglesa da substância ácido desoxirribonucléico, representa provavelmente a molécula1 mais famosa do mundo. Talvez apenas a fórmula H2O seja mais conhecida, mas poucas pessoas que não sejam químicos de formação saberão descrever a forma tridimensional da molécula da água (na sua forma gasosa, os dois átomos de hidrogênio, H, formam um ângulo de 105°, tendo no vértice o de oxigênio, O). Menos gente ainda, decerto, deixará de ter visto e memorizado a estrutura de escada de pintor torcida do DNA, tradicionalmente descrita como "dupla hélice". Ela se tornou um ícone do final do século 20, sobretudo depois que o consórcio internacional Projeto Genoma Humano e a empresa norte-americana Celera soletraram, no ano 2000, a maioria dos caracteres químicos que constituem os quase 3 bilhões de degraus das longuíssimas cadeias de DNA nos 23 pares de cromossomos da espécie humana.

Essa é a imagem por excelência da ciência natural nos dias de hoje, como foi na década de 50 o desenho esquemático do átomo (simbolizando a não menos temível energia nuclear). A cada oportunidade em que algum tema de genética ou biotecnologia alcança a ordem do dia - e isso ocorre com freqüência cada vez maior -, lá está a dupla hélice a sinalizar um entrelaçamento de esperança e temor. Do genoma humano à clonagem de ovelhas e homens, da identificação de genes envolvidos no câncer à polêmica dos alimentos transgênicos, dos testes de paternidade às discussões sobre o sempre presente fantasma da eugenia, pode-se contar que a figura do DNA aparecerá associada, seja na vinheta da TV, seja na capa do livro, seja na ilustração do jornal - seja até em anúncios de xampu e de gasolina, nesses dois casos como sinônimo de eficácia molecular e de autenticidade.

Complexidade vs. Determinismo

Tal onipresença decorre não apenas da importância que as biotecnologias vêm assumindo para a medicina, mas também do impacto simbólico e cultural que o conhecimento da estrutura do DNA e as inovações que propiciou tiveram nas últimas cinco décadas, desde que o norte-americano James Watson e o britânico Francis Crick a decifraram, no famoso artigo para a revista científica Nature publicado no dia 25 de abril de 1953. Com a imodéstia que sempre lhe foi característica, Watson afirmou em suas memórias que esse fora "talvez o mais famoso evento em biologia desde o livro de Darwin". E não sem motivo: ficar sabendo que em cada uma das células do próprio corpo (10 trilhões delas, distribuídas em cerca de mil tipos diferenciados) há um conjunto virtualmente idêntico de 6 bilhões de letras químicas estreitamente associadas com as características mais pessoais é uma dessas revelações marcantes do conhecimento, como a descoberta de que a Terra, vista do espaço, é um planeta azul - algo que hoje parece óbvio, mas que só foi confirmado pelos olhos do cosmonauta soviético Iúri Gagárin em 12 de abril de 1961. Afeta em sentido profundo o modo humano de compreender o mundo e os próprios homens, por vezes num sentido e numa proporção que extrapolam o próprio conteúdo objetivo e comprovado da descoberta científica, como no caso do problemático impulso dado ao determinismo genético pelo que há de impressionante nos avanços da biologia molecular.

O desvendamento da intimidade da matéria viva cria uma promessa e uma ilusão de controle ou precisão que a tecnociência biológica ainda está longe de alcançar. Muita gente culta acredita piamente que a transcrição do genoma humano tem o poder de desvendar, por si, os mecanismos envolvidos em processos fisiológicos tão decisivos quanto câncer, envelhecimento e infecções, quando qualquer pessoa minimamente familiarizada com os rumos atuais da genômica sabe que a cada avanço nessa área corresponde igualmente um aumento de complexidade. Muitas vezes, compreender pode também significar que o controle almejado pelo saber é mais difícil do que se esperava, ou mesmo pouco provável. Um exemplo recente e eloqüente é o ainda mal compreendido fenômeno da interferência de RNA (RNAi, na abreviação em inglês com que se tornou mais conhecido), destacado pela prestigiada revista especializada norte-americana Science como o principal avanço da pesquisa científica no ano de 2002 e explicado a seguir.

O pressuposto de toda a engenharia genética é que, ao modificar-se o DNA de um organismo incluindo em seu genoma um ou mais genes de seqüência conhecida (ou, numa estratégia diversa, silenciando genes para que o organismo pare de sintetizar certas substâncias), a planta ou animal passará a produzir (ou deixar de produzir) as proteínas correspondentes. É o que se faz com plantas transgênicas, por exemplo, incluindo nelas trechos de DNA extraídos de bactérias para que seu metabolismo passe a tolerar um herbicida (caso da soja Roundup Ready, da empresa Monsanto, resistente ao agrotóxico Roundup, o glifosato) ou passe a fabricar um inseticida nos seus próprios tecidos (caso do milho Starlink, da Aventis CropScience, que secreta a proteína inseticida Cry9C para aniquilar lagartas de borboletas e mariposas que se alimentam da planta). Mas nem sempre são esses os efeitos obtidos.

Em alguns casos, cessa por completo a produção das substâncias pretendidas. Isso deixava os pesquisadores desconcertados até o começo dos anos 1990, quando se descobriu que pequenos trechos de RNA podiam modular a expressão (leitura) de genes pela maquinaria bioquímica das células. A prova definitiva dessa forma de interferência genética (daí o nome "interferência de RNA") veio em 1998, quando pesquisadores dos Estados Unidos - Andrew Fire (Carnegie Institution) e Craig Mello (University of Massachusetts Medical School) - enxertaram fitas duplas de RNA num tipo de verme e demonstraram que elas bloqueavam a expressão dos genes que continham justamente trechos de DNA coincidentes com as seqüências de RNA enxertadas. O mesmo fenômeno da RNAi foi posteriormente observado em insetos e outros organismos, provando a participação do RNA no que se convencionou chamar de silenciamento de genes.

A interferência de RNA poderia ter-se transformado numa nota de rodapé da biologia molecu-lar, mera excentricidade bioquímica na já furiosa complexidade do metabolismo celular, não fossem indicações crescentes de que o mecanismo talvez seja universal entre organismos superiores, como animais e plantas. Ele teria sido herdado de ancestrais bacterianos, que o teriam desenvolvido há centenas de milhões de anos para proteger-se do ataque de vírus (desarmando os ácidos nucléicos que estes injetam na vítima para obrigá-la a produzir quantidades industriais de cópias do próprio vírus). Além disso, pode-se interpretar a RNAi como uma das mais flagrantes contradições de um pilar da biologia molecular, o Dogma Central formulado por Francis Crick em 1957: o fluxo de informação só se faz no sentido DNA ' RNA ' proteína, nunca no inverso (como ressalvou Sandro de Souza, tal dogma já vinha perdendo muito de seu peso desde os anos 1980, quando começaram a ser identificadas formas quimicamente ativas de RNA e continuou a desfazer-se a noção de que ele fosse mero intermediário entre DNA e proteínas).

Ora, se o RNA pode silenciar genes (DNA), não é descabido dizer que o fluxo de informação se inverte. De um ponto de vista utilitário (e certamente é dessa perspectiva que flui o entusiasmo dos pesquisadores), isso significa também que toda uma nova classe promissora de ferramentas se apresenta para os biotecnólogos, pois eles talvez não precisem mais modificar o genoma - isto é, o DNA contido nos cromossomos - de um organismo para obter os resultados pretendidos, seja a resistência a um herbicida numa planta comercial, seja o tratamento de uma enfermidade humana. Em princípio, os mesmos efeitos poderiam ser alcançados sem reformar o "código da vida" no núcleo celular, bastando adicionar pequenos RNA ao seu citoplasma (o "recheio" das células). Não seria ainda, decerto, o desabamento do edifício da engenharia genética, lenta e arduamente erguido nas últimas três décadas, mas representaria no mínimo uma mudança radical de sua planta, com a adição de andares imprevistos a um prédio térreo, que mereceria - quem sabe? - ser relançado com o nome de "engenharia biomolecular".

Genômica em baixa

No momento em que este volume chega às livrarias, em março de 2003, o anúncio pomposo da decifração do tal "código da vida" feito pelo então presidente norte-americano Bill Clinton e pelo premiê britânico Tony Blair, em 2000, está para completar três anos - sem que nem um único medicamento desenvolvido diretamente com base em informações divulgadas naquele dia, e em artigos científicos sete meses depois, tenha sido lançado no mercado. Uma das estrelas da cerimônia de 26 de junho na Casa Branca, o dublê de cientista e empresário Craig Venter, cuja empresa Celera forçara o concorrente Projeto Genoma Humano a antecipar em quase três anos a transcrição dos cromossomos da espécie, vem desde então perdendo prestígio - pelo menos no mundo das expectativas comerciais e financeiras da biotecnologia aplicada à medicina. Em 23 de janeiro de 2002, Venter deixou a presidência da Celera, que reverteu suas linhas de atuação para métodos mais tradicionais de desenvolvimento de remédios, uma vez que não estava decolando a tentativa de fazê-lo com base nas informações genômicas produzidas no atacado por Venter. Os genes seguramente contêm muitos detalhes relevantes para entender a espécie humana, mas não revelaram ainda o mapa dos lucros bilionários que as gigantes farmacêuticas buscam.

A complexidade dos genes é tanta, e tão galopante (a julgar pelos resultados das pesquisas mais recentes, como a da RNAi), que não seria exagero dizer que a própria unidade operacional do conceito se encontra ameaçada, o que não impede muitas pessoas de continuar acreditando que genes equivalem a uma espécie de destino, e um destino que seres humanos se acreditam capazes de modificar com as ferramentas da engenharia genética. O propósito deste livro é mostrar que tal crença é correta e, ao mesmo tempo, despropositada, uma vez que a engenharia genética tem, sim, meios de produzir efeitos espantosos sobre seres vivos, mas que nem por isso se encontra na posição
de ditar-lhes metabolismo e comportamento absolutamente previsíveis e controlados.

Para chegar a esse objetivo, o primeiro passo é entender a estrutura da molécula de DNA, a famosa dupla hélice, explicada no capítulo 1. A função desse primeiro texto é tornar claro como a arquitetura da molécula encarna de forma elegante a realização de duas funções biológicas primordiais: primeiro, for-necer um molde para a fabricação de milhares de proteínas cuja ação concertada resulta na vida de um indivíduo de determinada espécie; depois, garantir que a geração seguinte receba um pacote mínimo de moldes para a continuação da espécie (ainda que comportando alguma variação, sem a qual a seleção natural não pode agir). Esse mesmo capítulo 1 buscará ainda elucidar, sem muita minúcia bioquímica, as engrenagens da máquina celular para duplicar o DNA (quando a célula se divide) e para ler sua seqüência (quando sintetiza as proteínas de que necessita).

Os dois capítulos seguintes (2 e 3) possuem uma característica mais histórica, resumindo a longa e tortuosa trajetória entre as conjeturas de Gregor Mendel sobre a hereditariedade, na segunda metade do século 19, quando a palavra "gene" nem mesmo existia, e a plena compreensão das relações da seqüência de ácidos nucléicos (DNA e RNA) com o que há de específico em cada proteína. Entre uma coisa e outra, foi preciso provar que a substância da hereditariedade era o DNA, e não uma proteína, façanha nem sempre lembrada de Oswald Avery, em 1944. Depois, desvendar a organização bioquímica tridimensional do ácido, o feito muito mais famoso dos então obscuros Watson e Crick, em 1953, que derrotaram na corrida ninguém menos que Linus Pauling. O evento, que agora completa meio século, foi seguido de quase uma década de esforços para decifrar a relação entre essa estrutura e a das proteínas, capitaneados por Crick e pelo físico russo-americano George Gamow, ambos batidos na disputa pelo desconhecido Marshall Nirenberg, que corria por fora.

Na Conclusão, serão retomadas algumas descobertas e refinamentos da pesquisa genômica que, assim como a interferência de RNA, estão reformulando a visão dos genes e do papel do DNA. Serão também oferecidas algumas indicações sobre o que se pode e deve esperar das biotecnologias, à luz - ou na penumbra - da complexidade assim revelada. Espera-se com isso que este pequeno volume se torne uma contribuição para que mais admiradores da biologia, molecular ou não, venham a perceber quanta sabedoria há na frase do geneticista de populações norte-americano Richard Lewontin, um crítico precoce e incansável da megalomania genômica: "Nossa biologia fez de nós criaturas que estão constantemente recriando seu ambiente psíquico e material, e cujas vidas individuais são os resultados de uma extraordinária multiplicidade de trajetórias causais entrecruzadas. Portanto, é a nossa biologia que nos torna livres".

"Folha Explica - O DNA"
Autor: Marcelo Leite
Editora: Publifolha
Páginas: 104