Cientistas constroem biochip com DNA "desenrolado"

Não é à toa que o nosso DNA - a molécula que guarda todas as nossas informações vitais - tem formato em α-hélice.Os cientistas da Universidade do Estado de Ohio, Estados Unidos, resolveram "desenrolar" a molécula de DNA e descobriram que ela pode se tornar muito útil na construção de biochips, pequenos circuitos electrónicos capazes de detectar compostos químicos e biológicos.Esses chips, que fazem uma ponte entre a electrónica e a biologia, poderão permitir a detecção de doenças no próprio consultório médico, sem que o paciente tenha que esperar dias pelo resultado de exames.Os cientistas James Lee e Jingjiao Guan utilizaram uma espécie de "pente" de borracha para retirar as fitas de DNA em solução em uma gota de água. A seguir, eles as estamparam sobre substratos de silício, o material que é utilizado para a construção de chips de computador.É possível criar-se estruturas variadas e altamente ordenadas, algumas tão complexas que lembram uma costura em tecido."Esses fios são tão longos e finos que podem ser montados em padrões para a electrónica molecular e o fabrico de biosensores," diz Lee. "E, no nosso caso, queremos construir ferramentas para transporte genético, recombinação de DNA e, talvez, no futuro, até mesmo reparações genéticos." Os fios mais longos têm um milímetro de comprimento e apenas um nanómetro de espessura. Para se ter uma ideia dessa proporção, basta pensar em um fio de cabelo humano com 10 metros de comprimento. E os cientistas conseguem posicionar seus nanofios com total precisão.Agora será necessário desenvolver uma técnica para se fabricar e montar os nanofios em larga escala, para que eles possam vir a ser utilizados em biochips prontos para uso.A pesquisa foi publicada no último exemplar da revista Proceedings of the National Academy of Sciences.

A seguir ao DNA vem o seu parceiro o RNA

RNA (Ácido Ribonucleico) - A composição do RNA é muito semelhante à do DNA, contudo apresenta algumas diferenças. O RNA é um polímero de nucleótidos, geralmente em cadeia simples, formado por moléculas de dimensões muito inferiores às do DNA. O RNA é constituído por uma pentose (Ribose), por um grupo fosfato e uma base azotada que pode ser a adenina (A), guanina (G), citosina (C) e Uracilo (U). O RNA forma-se no núcleo e migra para o citoplasma. O RNA apresenta um tipo de cadeia diferente da do DNA; tem geralmente numa só cadeia simples que pode, por vezes, ser dobrada. A quantidade de RNA é variável de célula para célula e com a actividade celular.O DNA transcreve três tipos de RNA, que se diferenciam entre si, na estrutura e função. São eles:RNA mensageiro (RNAm): Transporta as informações do código genético do DNA para o citoplasma, ou seja, determina as sequências dos aminoácidos na construção das proteínas.RNA transportador (RNAt): Encaminha os aminoácidos dispersos no citoplasma para o local onde ocorrerá a síntese de proteínas.RNA ribossomal (RNAr): Faz parte da estrutura dos ribossomas (organelos citoplasmáticos) onde ocorre a síntese de proteínas.

DNA - o que é ?

Cada ser vivo que habita na Terra possui uma codificação diferente de instruções escritas na mesma linguagem no seu DNA. Estas diferenças geram as diferenças orgânicas entre os organismos vivos. O DNA encontra-se no núcleo celular e é formado por quatro nucleotídos diferentes,que formam uma estrutura semelhante a uma escada em espiral. Os nucleotídos são formados por uma base azotada, uma desoxirribose e um grupo fosfato. O DNA apresenta quatro bases distintas, Adenina, Timina,Guanina e Citosina. Estas bases combinanam-se aos pares: adenina interage com timína por meio de duas ligações de hidrogénio, enquanto a guanina interage com a citosina por meio de três ligações de hidrogénio. A sequência de pares de bases assemelha-se aos degraus, enquanto a desoxirribose e o grupo fosfato alternam-se, apresentando uma semelhança com o corrimão de uma escada em espiral. A dúpla cadeia polinucleotídica constitui a molécula de DNA, cuja sequência de nucleotídos codifica as instruções hereditárias, organizadas em genes, que codificam as inúmeras proteínas existentes nas mais variadas células. As moléculas de DNA contêm portanto a informação genética necessária para a codificação das características de um indivíduo, como a cor do cabelo nos humanos. O DNA de todas as células do corpo humano é equivalente, em comprimento, a 8 mil vezes a distância da Terra à lua.

Prémio Nobel da Química 2009

A Academia Sueca distinguiu este ano com o Prémio Nobel da Química três investigadores "pelos estudos da estrutura e função dos ribossomas".
Os ribossomas traduzem a informação do ADN para produzirem proteínas, sendo portanto cruciais para a vida. Os três investigadores mostraram como é um ribossoma e como funciona ao nível atómico. Os três usaram a cristalografia por raio X para mapearem a posição para cada um dos centenas de milhares de átomos que compõem o ribossoma.
Dentro de cada célula de todos os organismos há moléculas de ADN que contêm informação sobre como vão ser e funcionar os seres humanos, as plantas ou as bactérias. Mas essas moléculas só por si não valem nada. A informação nelas contida precisa de ser transcrita e traduzida para ser transformada em algo real. É essa a tarefa dos ribossomas. A partir das moléculas de ADN, eles sintetizam proteínas: hemoglobina, anticorpos, hormonas, colagénio ou enzimas. Há dezenas de milhares de proteínas no corpo com diferentes formas e funções. São elas que constroem a vida a um nível químico.
A compreensão do funcionamento dos ribossomas tem-se revelado cada vez mais importante, já que muitos dos antibióticos usados hoje em dia actuam através do bloqueio da actividade dos ribossomas bacterianos. Sem ribossomas funcionais, a bactéria não consegue sobreviver.
Os três laureados deste ano com o Prémio Nobel da Química mostraram através de modelos tridimensionais de que forma diferentes antibióticos se ligam ao ribossoma. Estes modelos são usados hoje para desenvolver novos antibióticos que vão salvar muitas vidas.

Chimpanzés destros fornecem pistas sobre a origem da linguagem humana

A maioria das funções linguísticas em seres humanos são controlados pelo hemisfério cerebral esquerdo. Um estudo de chimpanzés em cativeiro no Yerkes National Primate Research Center (Atlanta, Geórgia), relatada na edição de janeiro de 2010 Cortex Elsevier, sugere que esta lateralização "hemisférica" para a linguagem pode ter suas raízes na evolução da comunicação gestual dos nossos antepassados comuns. A grande maioria dos chimpanzés no estudo mostraram uma tendência significativa para destros gestos ao se comunicar, o que pode refletir uma posição dominante similar do hemisfério esquerdo para a comunicação em chimpanzés como observado para as funções de linguagem nos seres humanos.

Uma equipa de pesquisadores, supervisionado pelo professor William D. Hopkins de Agnes Scott College (Atlanta, Geórgia), estudado por uso de 70 chimpanzés em cativeiro durante um período de 10 meses, a gravação de uma variedade de gestos comunicativos específicos para os chimpanzés. Estes incluíram '' estender o braço "ou" mão-bofetada 'gestos produzidos em diferentes contextos sociais, tais como a atenção interações começar, compartilhada excitação, ameaça, agressão, saudação, a conciliação ou convites para aliciamento ou para jogar. Os gestos foram orientados para os observadores humanos, assim como para outros chimpanzés.

O Prof Hopkins afirmou que: " O grau de predominância da mão direita para gestos é um dos mais pronunciados que alguma vez encontrado em chimpanzés em comparação a outras acções de comunicação manual. Nós já encontrou tais preconceitos manual nesta espécie de gestos apontando exclusivamente dirigida aos seres humanos. Estes dados suplementares mostrou claramente que a lateralidade direita para gestos não é especificamente associada às interações com os seres humanos, mas generaliza a comunicação intra-específica ".

Logo, a comunicação gestual em macacos parte de algumas das principais características da linguagem humana, como a intencionalidade, propriedades referenciais e flexibilidade de aprendizagem e de utilização.

Investigador português participa no maior estudo genético sobre Doença de Parkinson

Este projecto começou há quatro anos e foi um trabalho que encontrou factores de risco envolveu mais de 13 mil amostras de diferentes países e foi publicado a 15/11/2009, na Nature Genetics.

A doença de Parkinson é uma doença neurológica progressiva que afecta os centros cerebrais responsáveis pelo controle e regulação do movimento.

Manifestações clínicas: Bradianesia (movimentos mais lentos); perda dos movimentos espontâneos; tremor em repouso; rigidez no desempenho de todos os movimentos; insónias; salivação; sudorese; hipotensão ortostática; depressão; demêcia; face do tipo 'máscara'.

Complicações: demência; aspiração; lesão causada por quedas.

Mais de cinco mil pessoas com a Doença de Parkinson e oito mil indivíduos saudáveis foram alvo de uma pesquisa a centenas de milhares de marcadores genéticos. O estudo confirmou que alguns genes envolvidos nas formas familiares da doença têm um papel na forma mais comum e identificou novas regiões em cromossomas que também estão ligadas à forma esporádica desta doença.

O artigo, que conta com a participação do investigador português José Tomas Brás, foi publicado na Nature Genetics por uma equipa coordenada pelo Laboratório de Neurociências do Instituto Nacional de saúde dos EUA.

O trabalho, que contou com a participação do investigador português, teve duas fases distintas e uma ajuda preciosa das mais modernas técnicas de estudo de associação de genoma completo. “O que podemos utilizar agora, os chamados chips de DNA, permitem de uma só vez olhar para um numero enorme de marcadores no genoma. No nosso caso, inicialmente testámos para cada amostra cerca de 550 mil marcadores distribuídos pelo genoma. Após um controlo de qualidade ficaram só cerca de 400 mil”.

Cientistas criam 'computador' com DNA que responde perguntas

Cientista Ehud Shapiro

Sistema que usou moléculas representando informações

Cientistas israelenses anunciaram ter obtido um avanço em pesquisas sobre computadores que processam informações por meio do uso de DNA ao terem conseguido fazer um sistema responder a perguntas lógicas simples.



O cientista Ehud Shapiro do Instituto Weizmann de Israel, há vários anos que vem desenvolvendo sistemas de computação com enzimas e pedaços de DNA - a molécula que guarda o código genético dos seres vivos.



Um sistema apresentado por ele em 2004, por exemplo, podia ser usado para detectar moléculas específicas associadas ao cancro.



Mas o novo sistema desenvolvido por Shapiro e outros cientistas do Instituto Weizmann pode, de forma efetiva, responder sim ou não a perguntas.



"Com o uso de uma bioquímica mais sofisticada, fomos capazes de implementar programas lógicos simples, que são mais parecidos com a forma como as pessoas programam computadores", afirmou Shapiro.



Luz verde



O sistema criado pelos pesquisadores usa moléculas que representam factos e regras.Inicialmente, eles testaram o sistema com proposições simples. Uma delas era: "Todos os homens são mortais. Sócrates é um homem. Portanto, Sócrates é mortal."Quando alimentado com uma "regra" molecular (com a frase "todos os homens são mortais") e um "fato" molecular (com "Sócrates é um homem"), o sistema foi capaz de responder à questão "Sócrates é mortal?" de forma correta.



Os pesquisadores então fizeram questões mais complicadas, envolvendo várias regras e factos. Os dispositivos de DNA conseguiram deduzir a resposta correcta sempre. A resposta foi dada por meio de um flash de luz verde.



Algumas partes de DNA foram equipadas com uma molécula com fluorescência natural ligada a uma segunda molécula que mantém a luz coberta.O estudo da equipa israelense, chefiada por Shapiro e Tom Ran, foi publicado na revista "Nature Nanotechnology".

http://www.bbc.co.uk/portuguese/noticias/2009/08/090806_computadordnafn.shtml

A medicina e o caracol

Medicina: Desde a antiguidade que o caracolo vem sendo recomendado como remédio para vários tipos de males. Mentiras ou não, é certo que os aminoácidos contidos nas proteínas das carnes do caracol, contribuem para a reconstituição da integridade dos tecidos gástricos e, portanto, para a cura da úlcera. Por ser um alimento rico em cálcio e ácidos graxos, polissaturados, a alimentação com caracol é recomendada nos casos de raquitismo e no combate ao colesterol. Em razão ao alto teor de sais minerais e ferro, são úteis durante a gravidez e amamentação. Pobre em lipídios, podem ser consumidos por aqueles que sofrem do fígado, arterioscrerose e obesidade. Na França e Alemanha são base de preparação de cosméticos e também são usados como artesanato em arranjos com conchas.

Especialistas falam na existência de cinco

O caso da atleta Caster Semenya, cuja condição sexual está a ser estudada, relançou a discussão sobre a dicotomia homem/mulher mas, afinal há quem defenda que os sexos não são dois mas três, cinco ou até mais."Existem várias teorias mas a mais marcante e a que mais se aproxima da realidade prática e clínica é a que contrapõe aos dois sexos clássicos - masculino e feminino - a existência de mais três, o pseudo-hermafroditismo masculino, o pseudo-hermafroditismo feminino e o hermafroditismo verdadeiro, num total de cinco sexos", declarou o urologista Nuno Monteiro Pereira.O também director da Clínica do Homem e da Mulher, em Lisboa, explicou as diferenças de forma simplificada: "Os pseudo-hermafroditas masculinos têm sempre testículos mas o aspecto do corpo pode não ser masculino e os pseudo-hermafroditas femininos têm sempre ovários, embora o seu corpo possa não parecer feminino. Quanto aos hermafroditas verdadeiros possuem, em simultâneo, ovários e testículos."Portanto, "a classificação dos cinco sexos baseia-se, claramente, na presença ou ausência de testículos", ainda que a gónada primordial seja sempre a feminina - "se houver cromossomas Y, ela transforma-se em testículo, se não houver, será sempre ovário", esclareceu.Ainda segundo Nuno Monteiro Pereira, na evolução das espécies, o sexo feminino foi o primeiro a aparecer, "o masculino só surgiu cerca de meio milhão de anos depois".Ou seja, "Eva antecedeu Adão e a prova é que, ainda hoje, temos espécies onde só existem seres femininos, mas não temos qualquer espécie apenas com seres masculinos", exemplificou.Em relação à atleta sul-africana que correu nos mundiais de atletismo de Berlim, Nuno Pereira acredita que se trata de uma situação de pseudo-hermafroditismo masculino, possivelmente devido a deficiência enzimática."Num corpo ambíguo - em que a ausência de um pénis foi o factor decisivo que marcou, à nascença, a classificação como "menina" e não "menino" - a presença escondida de testículos interiores justifica a elevada produção de testosterona, factor que permite elevadas performances atléticas", esclareceu.

Cientistas encontram a causa do prurido (comichão)

Cientistas dos Estados Unidos da América encontraram um tipo de célula nervosa localizada na espinal medula que pode bem ser a razão pela qual sentimos comichão. A equipa da Universidade de Washington sugere que a comichão provém de células específicas, acreditando também que a comichão não é uma forma ligeira de dor. Durante décadas, grande parte da comunidade médica colocava o prurido na mesma categoria da dor, no entanto, esta pesquisa defende que este é uma sensação distinta. Esta pesquisa durou décadas e teve, como elementos de estudo, ratos. Os cientistas focaram-se na maneira como o cérebro reage à comichão e à dor. Descobriram então um “gene da comichão” chamado GRPR. Foi injectado, nos ratos, um químico para destruir este gene. Os ratos ainda conseguiam sentir dor, pelo que se concluí que estes dois sentidos são diferentes.A nova pesquisa tem grande potencial para curas e tratamentos de comichões e doenças relativas a este sintoma. Há mais de 50 doenças nas quais a comichão leva a problemas na rotina diária e chega a ser insuportável para o paciente. Comichão severa pode conduzir a que se coce demasiado a pele, o que resulta em hemorragias e em infecções. O responsável pela pesquisa Dr. Zhou Feng Chen afirma: “Esta descoberta tem implicações terapêuticas muito importantes. Nós demonstrámos que há neurónios particulares críticos para a sensação de comichão que não o são para a sensação de dor… Estes podem ser explorados e identificados como alvo para futuros tratamentos para comichões crónicas.” Ainda assim, diz que possíveis curas para humanos só estarão disponíveis daqui a alguns anos.

Cientista português desvenda genoma de um cancro da mama metastático

A equipa do BC Cancer Agency, no Canadá, recorreu às mais recentes tecnologias de sequenciação para tentar perceber qual a evolução genómica de um cancro da mama. Mais do que isso, a leitura do livro do cancro da mama fez com que se percebesse que nem todas as células de um tumor têm as mesmas mutações (ou erros), ou seja, o tumor primário é heterogéneo. Uma conclusão importante para a definição de terapias mais eficazes, no futuro.A equipa, liderada por Samuel Aparício, seguiu uma mulher com cancro da mama metastático, confrontando as mutações detectadas na fase mais avançada da doença com os "erros" nos genes do tumor primário (diagnosticada nove anos antes). O artigo publicado hoje na Nature refere que foram encontradas 32 mutações nas células do tumor, das quais apenas 11 estavam na fase primária da doença. Dos erros "comuns" às duas fases, apenas cinco estavam em todas as células do cancro e seis apresentavam-se com frequências bastante menores (entre um e 13 por cento). Um total de 19 mutações detectadas na fase mais adiantada não estava no tumor inicial e duas delas não foi possível estudar por questões técnicas.Constatou-se uma considerável evolução nas células do tumor mas os cientistas sublinham a revelação sobre a heterogeneidade do cancro. Não que se trate de uma hipótese que nunca tenha sido colocada mas porque, "pela primeira vez, encontramos a heterogeneidade no genoma porque só agora é possível descodificá-lo", nota Samuel Aparício. O investigador realça ainda o facto de as estratégias terapêuticas actuais encararem "o cancro como uma entidade homogénea". Mas, afinal, como podemos usar este conhecimento? Poderá ter implicações no desenho de futuras estratégias terapêuticas. Porém, falta saber mais dados, é preciso saber qual a função destes erros, ou seja, estudar muitos tumores.Aproveitando a nova geração de tecnologia de sequenciação - que foi capaz de tornar acessível em apenas poucas semanas e a baixo custo um conhecimento que há pouco tempo demorava anos, centenas de pessoas e muitas máquinas, a equipa de Samuel Aparício vai estudar outros subtipos de cancro da mama, num projecto que envolve mais de 250 doentes. O cientista português colabora ainda em trabalhos idênticos em cancro do ovário e linfomas.

http://www.publico.clix.pt/Ci%c3%aancias/cientista-portugues-desvenda-genoma-de-um-cancro-da-mama-metastatico_1404160

GATTACA

Sendo um dos últimos seres "naturalmente" nascidos num mundo geneticamente perfeito, Vincent Freeman não tem um ADN "pré-encomendado" que lhe permita ter sucesso na vida. Desesperado por realizar o seu sonho de explorar o espaço, Vincent assume a identidade de um atleta geneticamente superior.
Usando as marcas genéticas do atleta a fim de não ser detido, Vincent torna-se uma estrela em ascensão dentro da Gattaca Aerospace, atraindo a atenção de uma deslumbrante colega. Mas quando um comandante é brutalmente assassinado, uma pista deixada no local do crime ameaça acabar com os planos de Vincent.

Mutações Genéticas favorecem simbiose

Estudo mostra que mutações genéticas favorecem relações de ajuda mútua entre bactérias de um biofilme.Pesquisadores dinamarqueses e neozelandeses testemunharam a formação das relações de ajuda mútua numa comunidade de bactérias. Para entender como essas complexas intereções se tornam mais estáveis à medida que as relações entre as espécies evoluem, a equipe de Paul Rainey, da Universidade de Auckland (Nova Zelândia), estudou um modelo simplificado de comunidade com apenas duas espécies. Os autores relatam que, ao formar um biofilme, as bactérias Acinetobacter e Pseudomonas putida conseguem aproveitar nutrientes escassos de uma maneira muito mais eficiente do que se trabalhassem de forma isolada. A explicação para essa interacção está em pequenas mutações genéticas que fazem com que uma espécie se adapte à presença da outra. No caso estudado, a Acinetobacter converte o alimento fornecido pelos pesquisadores – álcool benzílico – em um composto que a P. putida consegue aproveitar. Dessa forma, ambas as espécies podem viver com uma quantidade total de alimento menor.



Conceitos:

• Biofilmes- são comunidades biológicos com um elevado grau de organização, onde as bactérias formam comunidades estruturadas, coordenadas e funcionais.

• Pseudomonas putida- é uma das linhagens mais interessante industrial entre as bactérias do género Pseudomonas, e que, juntamente com o seu potencial de degradação de compostos aromáticos e de xenobióticos, tem a capacidade de colonizar o sistema radicular das plantas, biofilmes forma e poder ser gerido de ponto de vista genético.

• Acinetobacter- é um género de bactéria Gram-negativa que pertence ao filo Proteobacteria. Não-móveis, as espécies de Acinetobacter são oxidase-negativas, e se apresentam em pares. São importantes organismos no solo, onde contribuem na mineralização de, por exemplo, compostos aromáticos. As Acinetobacter também são uma importante fonte de infecções hospitalares, quando atingem principalmente pacientes imunologicamente debilitados.

http://www.portaleducacao.com.br/biologia/artigos/2110/mutacoes-geneticas-favorecem-simbiose

Fontes:
Evolution of species interactions in a biofilm community. Hansen et al. Nature (1 February 2007)

Biologia

Que ciência importante!?
Sem ela não seriamos quem somos.
Ajuda-nos a viver e a compreender
Cada dia da nossa vida,
Como sendo apenas mais um.
Embora saibamos que nos dá saúde,
Dá-nos também uma grande virtude:
A vida plena e verdadeira.
E que em cada nós queira
Permanecer e viver
Sem nunca desaparecer

Renato Alexandre dos Santos Freitas