A Primeira Descoberta do DNA - Espiral

A Primeira Descoberta do DNA - Espiral

Creditos a : Alysson Muotri - G1

Sao realmente poucos os que lembram quem descobriu o DNA. Mesmo entre biologos moleculares, e dificil encontrar um que saiba. Acho que a razao disso foi o tremendo impacto que a estrutura da molecula, revelada por Watson e Crick na decada de 1950, trouxe para a biologia. O descobrimento da estrutura do DNA ocultou por completo a historia de sua propria descoberta, 75 anos antes.

Foi em 26 de fevereiro de 1869 que o suico Johann Friedrich Miescher escreveu uma carta para seu tio relatando sua nova descoberta, na Universidade de Tubingen, na Alemanha. Friedrich, como era conhecido, descobriu uma substancia que estava presente no nucleo de todas as celulas, e que possuia uma caracteristica quimica diferente das proteinas ou outro componente celular conhecido. Sem saber do valor desse achado, o jovem medico iniciou uma das maiores revolucoes cientificas, que, anos mais tarde, iria mudar completamente a compreensao do conceito de vida, alem de promover inumeros avancos medicos.

Friedrich nasceu numa familia de cientistas, em 1844, e foi exposto desde cedo a conceitos e debates cientificos. Nesse contexto, nao foi novidade que ele desenvolvesse uma atracao pelas ciencias naturais. Mas, como era costume na epoca, Friedrich formou-se medico primeiro, aventurando-se depois na ciencia basica, principalmente na bioquimica. Essa inclinacao foi influenciada por um tio, professor de fisiologia na Universidade de Basileia, na Suica, que acreditava que as questoes relacionadas com o desenvolvimento dos tecidos somente seriam resolvidas com base quimica.

Friedrich comecou a trabalhar sob a supervisao de um famoso quimico na epoca, Felix Hoppe-Seyler, que o encarregou de caracterizar a composicao quimica das celulas. A ideia era utilizar linfocitos, celulas do sistema imune que estao presentes no sangue, usadas no laboratorio de Hoppe-Seyler. Infelizmente, era dificil conseguir grandes quantidades desse tipo celular para analises quimicas. Friedrich decidiu entao tentar leucocitos, outra celula do sangue, que ele conseguia em abundancia no pus. As celulas eram isoladas de curativos purulentos de um hospital da cidade (lembre-se de que nao haviam anti-septicos, e o que nao faltava era machucado cheio de pus!).

Depois de padronizar as condicoes para isolar celulas, Friedrich comecou a caracterizar as proteinas. Logo percebeu que a complexidade proteica era enorme. Como muitos na epoca, ele acreditava que entenderia como a celula funcionava caracterizando a diversidade proteica. Numa de suas tentativas, Friedrich descobriu uma substancia com propriedades unicas: conseguiu precipita-la com acidos e, ao ser dissolvida novamente, tornava a solucao alcalina.

Essa deve ter sido a primeira purificacao de DNA da historia. Mais interessante ainda, a substancia parecia estar totalmente localizada no nucleo celular, uma estrutura de intenso debate cientifico naquele momento. Friedrich batizou o novo composto de “nucleina”. Vale lembrar que, mesmo sem saber qual a real funcao do nucleo da celula, outro biologo alemao, Ernst Haeckel, ja havia proposto que ele continha os fatores da hereditariedade. Isso tres anos antes da descoberta de Friedrich.

Essa discussao toda sobre o nucleo celular estimulou Friedrich a aprimorar os metodos de purificacao da nucleina. Conseguiu isso digerindo os lipideos com alcool e as proteinas com pepsina, uma enzima que degrada proteinas, abundante no estomago de porcos. Pois e: la foi ele isolar pepsina e, tratando a nucleina, demonstrou que realmente a substancia nao era mesmo de origem proteica. A caracterizacao quimica da nucleina revelou que ela continha carbono, hidrogenio, oxigenio e nitrogenio, alem de grandes quantidades de fosfato (algo raro nas moleculas organicas caracterizadas na epoca). Com isso, Friedrich se convenceu que tinha em maos algo original. Proximo passo: publicacao!

Quando o manuscrito de Friedrich ficou pronto, ele ja estava num outro laboratorio. Mesmo assim, decidiu que publicaria os achados na revista cientifica cujo editor era Hoppe-Seyler, seu antigo supervisor. Ironicamente, Hoppe-Seyler decidiu nao publicar os resultados da pesquisa antes de comprovar por si proprio os achados de Friedrich. Essa atitude ocorreu porque naquele momento, o laboratorio de Hoppe-Seyler estava sob suspeita, pois outros experimentos nao estavam sendo duplicados. Alem disso, o fato de Friedrich ter sido um ex-aluno fez com que Hoppe-Seyler fosse ultra-rigoroso com o trabalho.

Pra piorar, os resultados iniciais de Hoppe-Seyler nao replicaram totalmente os achados de Friedrich. Obviamente, as condicoes ideais tinham que ser restabelecidas, e isso levaria tempo. Levou quase dois anos! Em 1871 o trabalho foi finalmente publicado, com um titulo nada atraente: “Composicao quimica das celulas do pus”. No mesmo jornal, dois outros artigos de Hoppe-Seyler, confirmando a descoberta e purificando a nucleina em outros tipos celulares de diferentes especies, foram publicados. Agora com seu proprio laboratorio, Friedrich tinha que competir com Hoppe-Seyler, que se interessou em continuar as pesquisas com a nucleina. E incrivel como essas historias sao tao atuais!

Enfim, Friedrich nao desanimou e decidiu estudar a nucleina nas celulas germinativas (como os espermatozoides e os ovulos), afinal ele tinha grande interesse em hereditariedade e desenvolvimento dos tecidos. Logo percebeu que o esperma era rico em nucleina e, portanto, uma otima fonte para seus estudos bioquimicos. Friedrich aproveitou-se do fato de estar perto de uma companhia que pescava e comercializava salmoes. Tinha acesso a salmoes frescos e comecou a usar esperma de salmao como fonte de nucleina, aprimorando rapidamente seus protocolos de isolamento.

Vale notar que nessa epoca, aconteciam intensos debates na comunidade cientifica sobre como o embriao se desenvolvia e como funcionava a hereditariedade. Num de seus artigos, Friedrich escreveu que a nucleina poderia ser um dos responsaveis pelo processo de fertilizacao, mas nao acreditava que seria capaz de transmitir caracteristicas hereditarias. Como a maioria naquela epoca, Friedrich estava convencido que as proteinas eram responsaveis pela hereditariedade.

Chegou a especular que as diferencas atomicas entre as proteinas poderiam gerar a diversidade esperada para todas as formas de vida. Foi mais alem, dizendo que, durante o desenvolvimento embrionario, a fusao da informacao das duas celulas germinativas eliminaria eventuais erros nas proteinas. Essa visao parece antecipar o conceito genetico de alelo, onde um gene defeituoso do pai pode ser compensado pela presenca do gene correto da mae e vice-versa.

A continuacao das pesquisas de Friedrich foi intensa, e eu precisaria de uma outra coluna so pra falar dela. A determinacao dele como cientista foi notavel, mas foi tambem responsavel pela sua morte. Ficava cada vez mais tempo no laboratorio, isolado socialmente, dormindo pouco e exausto, ate que contraiu tuberculose. Morreu com apenas 51 anos. Apos sua morte, seu tio e admirador publicou uma compilacao de seus trabalhos. Escreveu na introducao que os achados de Friedrich nao seriam esquecidos com o tempo, mas que suas ideias seriam sementes para futuros frutos cientificos. Mal sabia ele…

Segue um protocolo simples para a extracao do DNA usando produtos de cozinha. O principio ainda e bem parecido com o de Friedrich.

Fonte : G1 Ciencia e Saude