Hershey e Chase: DNA é o material genético

RKA8JV No último vídeo, começamos a ver algumas boas evidências de que o DNA é a base molecular da hereditariedade proposta por Mendel, e vimos também o trabalho de Avery, McCarty e MacLead, no qual tentou-se identificar se era o DNA ou se eram proteínas que atuavam como princípio da transformação propostos pelos experimentos the Griffith. Se isso tudo sua estranha você, eu lhe aconselho a assistir esse vídeo anterior. Mas o mesmo trabalho que citei, publicado em 1944, não era visto como uma evidência conclusiva, mas sim como uma forte evidência, isso porque, lembrando como eles fizeram isso, se não aquecida, a linhagem lisa de bactérias é virulenta e, quando aplicado em camundongos, mata-os. A mesma linhagem lisa, após ser morta pelo calor, pode ser aplicada em camundongos sem matá-los, porém, se a linhagem lisa foi aquecida, mas misturada à linhagem áspera, o DNA da linhagem lisa é incorporado ao DNA da linhagem áspera, anteriormente não virulenta, tornando-a virulenta e, posteriormente, quando aplicada em camundongos, leva estes à morte. Após isolarem os componentes da linhagem lisa e misturá-los separadamente à linhagem áspera, viram que o provável responsável pelo princípio da transformação de Griffith era o DNA, porém, os resultados não foram de fato conclusivos, porque havia a possibilidade de o elemento não ter sido isolado adequadamente, contendo um pouco de proteína, por exemplo. Talvez sua composição majoritária fosse o DNA, mas, talvez, um pouco de proteína que lá permaneceu, estava sendo responsável pela transformação. Assim, a comunidade científica não disse: "ótimo, isso parece muito bom, vamos assumir isso e seguir em frente". Não, ela quis continuar testando o DNA de diferentes formas e a evidência conclusiva só veio alguns anos mais tarde, em 1952, com dois pesquisadores chamados Herhey e Chase. Tanto Alfred Hershey quanto Marta Chase decidiram estudar o bacteriófago T2, um vírus que infecta bactérias. Apenas lembrando, a palavra "fago" faz referência a vírus. Eles sabiam que o bacteriófago era composto por proteínas e por DNA, que sabemos, hoje, ser uma cápsula proteica contendo, em seu interior, o DNA. Os dois pesquisadores sabiam que esse fago injetava algo no interior das bactérias, que altera a informação genética das bactérias e começa a produzir mais bacteriófagos T2. Se eles conseguissem identificar o que era esse algo, se eram proteínas ou se era DNA, eles estariam encontrando evidências conclusivas de qual era o material que constitui a base molecular da codificação genética, da hereditariedade. Note que esses dois eram muito céticos quanto aos experimentos de Avery, McCarty e MacLead. Hershey e Chase muito provavelmente queriam mostrar que era a proteína a base molecular da hereditariedade, pois lembre-se, as pessoas nesse tempo pensavam: "sabemos que as proteínas são moléculas complexas, que têm diversos aminoácidos e, portanto, têm diversas formas diferentes. É muito mais provável que essa molécula, as proteínas, dotadas de toda essa diversidade, sejam a base molecular da codificação genética". Nessa época, não se tinha conhecimento acerca da estrutura do DNA, então, Hershey e Chase planejaram um experimento para descobrir o que de fato o bacteriófago injetava no interior das bactérias, se eram proteínas ou se era o DNA. Então, eles desenvolveram dois grupos de bacteriófago T2, um contendo isótopos de fósforo radioativo, o fósforo 32, e outro contendo isótopos de enxofre radioativo, o enxofre 35. Por que eles fizeram isso? Porque o fósforo é um componente do DNA e, portanto, no primeiro lote, o marcador radioativo está incorporado no DNA, visto aqui em verde, e não em proteínas. No segundo lote, o marcador radiativo enxofre será incorporado a proteínas, uma vez que é um componente das mesmas. Você deve estar se perguntando: "como se desenvolvem esses lotes radioativos?" Basta que você insira o vírus em um ambiente contendo componentes de seu interesse, que serão sequestrados e incorporados nas respectivas moléculas. Desta maneira, os dois pesquisadores produziram, então, um lote de bacteriófagos com enxofre radioativo e outro lote de bacteriófagos com fósforo radioativo, isto é, produziram um lote de bacteriófagos com apenas proteínas marcadas e outro lote com apenas o DNA marcado. Em seguida, injetaram os dois lotes em grupos diferentes de bactérias. Após tempo suficiente para que ocorresse a infecção das bactérias pelos vírus, eles, então, submeteram cada grupo a uma centrífuga. A centrífuga é uma máquina na qual você acopla o tubo de ensaio, que passa a girar muito, muito rápido em torno de um eixo fixo. Assim, o conteúdo de todo o tubo de ensaio estará sujeito às forças G, como uma força centrífuga, de modo que o conteúdo de maior massa se deposita no fundo do tubo, ao passo que o conteúdo de menor massa se posiciona mais próximo à boca do tubo. Logo, verifica-se que as células bacterianas maiores e, portanto, portadores de maior massa, dirigem-se ao fundo, formando um material que chamamos de pellet. Os vírus, por sua vez, são menores e, portanto, de menor massa, posicionando-se mais próximos à boca do tubo, junto aos demais componentes presentes na solução que, em conjunto, chamamos de sobrenadante. Eles disseram então: "Se o depositado ao fundo contém células bacterianas, ou ao menos o resto delas, e nele está presente o fósforo radioativo, significa que o DNA é o material genético que foi injetado pelos vírus no interior das bactérias". Mas, se observarmos que, ao invés do fósforo, o enxofre foi depositado no fundo, significa que os vírus injetaram, na verdade, proteínas no interior das bactérias. Ao fim do experimento, observou-se que no fundo dos tubos de ensaio encontrava-se o fósforo radioativo, possibilitando aos dois pesquisadores concluírem que era o DNA, de fato, a base molecular da hereditariedade. Ele disseram: "uau, o então Avery, McCarty e MacLeod estavam corretos. Na verdade, é o DNA que atua como princípio da transformação, que pode entrar na bactéria e usurpar sua maquinaria celular, modificando sua genética". Por isso, isso é realmente um grande negócio. Mais uma vez, começamos com Mendel dizendo: "nós temos fatores hereditários, que se segregam e se classificam de determinadas maneiras distintas." Depois, Boveri e Sutton disseram: "conforme o comportamento da célula durante a divisão meiótica, parecem ser os cromossomos os portadores dos fatores hereditários de Mendel." Tal sugestão ganhou mais evidências com Morgan e sua equipe. Com o experimento de Griffith, envolvendo camundongos e duas linhagens de bactérias, a lisa virulenta e a áspera não virulenta, ele disse: "ei, olhe, há algum princípio de transformação aqui". Em seguida, Avery, McCarty e MacLead averiguaram e disseram: "quando tentamos purificar o princípio da transformação, parece ser o DNA a molécula que realmente importa no processo". Finalmente, Hershey e Chase validam tal hipótese de maneira ainda mais conclusiva, mostrando que é o DNA a molécula injetada por bacteriófagos, alterando sua estrutura genética.