dupla hélice: 50 anos
A descoberta da estrutura do DNA é considerada o marco do nascimento da biologia molecular

 ano 1  -  n.2  -   jul./dez. 2003 

por Daniel Perdigão

Edwin T. Jaynes Jr.
Laboratório Cavendish, Universidade de Cambridge:
aqui nasceu a explicação da dupla hélice

DNA. Hoje ele está até em programas de auditório de gosto duvidoso, como sinônimo de "teste de paternidade". Mas, acredite: a história da descoberta do DNA, o ácido desoxirribonucleico, e de sua estrutura são muito mais interessantes que as histórias contadas na TV. E a história do DNA, que em 2003 completou 50 anos, revela e educa muito mais.

A corrida pela descoberta do DNA começou incentivada por um físico. O austríaco Erwin Schrödinger (1887-1961) publicou, em 1944, um livro intitulado O que é a vida? Neste livro, Schrödinger especula a respeito da natureza química do material genético, ou seja, da substância, transmitida hereditariamente, que preserva as características de um organismo vivo. Até aquela data, a composição do material genético era absolutamente desconhecida.

Schrödinger acreditava que o material genético deveria ser sólido, já que é tão estável, aperiódico, ou seja, que não fosse repetitivo e constante como um cristal, já que ele codifica as inúmeras características dos organismos vivos, e de fácil reprodução, pois os organismos fazem a sua replicação muito rapidamente.

Para a escala de tempo típica da evolução científica, as especulações de Schrödinger foram comprovadas em pouquíssimo tempo. Ainda em 1944, o médico canadense Oswald Avery (1877-1955) demonstrou que o material genético era composto pelo ácido desoxirribonucleico, o DNA, como raciocinou Schrödinger. No entanto, sabe-se hoje que a fidelidade das informações contidas nas cópias do DNA não deriva do fato de ser sólido. Ela é resultado de um processo de reparo.

Em 1950, o bioquímico austríaco Erwin Chargaff (1905-2002) descobriu que havia uma relação interessante entre as quatro bases nitrogenadas que, logo se percebeu, codificam o DNA. A quantidade de adenina (A) é sempre igual à de timina (T), enquanto que a quantidade de guanina (G) é sempre igual à de citosina (C).

Diante dessas descobertas, aumentou o número de cientistas interessados em pesquisar o DNA. Entre eles, encontravam-se o americano James Dewey Watson (1928-  ) e o britânico Francis Harry Compton Crick (1916-  ). Watson fazia pós-doutorado na Dinamarca quando conseguiu uma vaga para trabalhar no Laboratório Cavendish, em Cambridge, na Inglaterra. Lá, em outubro de 1951, conheceu Crick, que estudava a hemoglobina para sua tese de doutoramento.

Watson e Crick pouco entendiam de DNA. Crick era o único que tinha alguma base teórica, em especial sobre interpretar dados de difrações de raios X. No entanto, eram tão brilhantes, e falavam com tanto entusiasmo a respeito dele que acabaram convencendo o diretor do laboratório a deixá-los trabalhar com o DNA.

Em novembro de 1951, Watson assistiu a um seminário da química britânica Rosalind Franklin (1920-1958), que já fazia pesquisas com DNA. Rosalind comentava os resultados de exames de difração de raios X em DNA, e exibia suas conclusões, que contrariavam as idéias de outros pesquisadores da época. Watson, entretanto, pouco prestou atenção ao seminário e não tomou nota de nada. Ao descrever o seminário para Crick, forneceu vários dados errados, que levaram à construção de um modelo criticado e desqualificado pelos colegas do laboratório. Com isso, o diretor do laboratório voltou atrás, e Watson e Crick tiveram de desistir do trabalho com o DNA.

O retorno da dupla de pesquisadores iria ocorrer poucos meses depois, com a publicação de uma sugestão, feita pelo químico americano Linus Pauling (1901-1994), para a estrutura do DNA. A sugestão de Pauling continha erros primários de química. Mas serviu para acirrar a disputa entre o laboratório inglês e o americano, já que este último havia ganho outras corridas para descobertas científicas. Com isso, o diretor do Cavendish autorizou o retorno de Watson e Crick às pesquisas com o DNA.

A própria dupla já se encontrava mais preparada para essas pesquisas. No entanto, foi um presente o que realmente acelerou o trabalho da dupla. Um relatório da equipe de Rosalind Franklin, que deveria ter ido diretamente para as mãos da instituição que patrocinava suas pesquisas, foi desviado para Crick, que entendia bastante de difração de raios X. Ele observou o que Rosalind não conseguiu enxergar nos dados.

Crick percebeu que, pelos dados, o DNA só poderia ter duas hélices antiparalelas, e que as bases nitrogenadas só poderiam estar no interior dessas hélices. Só ficou faltando entender como as bases de uma hélice interagia com as bases da outra. Crick não acreditava que a explicação poderia ser as pontes de hidrogênio. No entanto, pesquisas recentes indicavam claramente a sua importância das pontes na rigidez da estrutura de proteínas.

Watson, que até aquele momento pouco tinha contribuído com as pesquisas, foi quem colocou a última peça do quebra-cabeças. Ele percebeu que a geometria das moléculas das bases nitrogenadas eram complementares, conforme os pares já previstos pela pesquisa pioneira de Erwin Chargaff. Era 28 de fevereiro de 1953. A dupla havia conseguido superar Linus Pauling e chegar antes à estrutura do DNA.

MRC Laboratory of Molecular Biology
A dupla hélice, em reprodução do modelo de Watson e Crick: bonita demais

A publicação na revista Nature ocorreu dois meses depois. Ao mesmo tempo, Rosalind Franklin e Maurice Wilkins publicavam os resultados de seus trabalhos com a difração de raios X, o trabalho ao qual Crick teve acesso antes. O prêmio Nobel de Medicina de 1962 foi dado a Watson, Crick e Wilkins, pela descoberta da estrutura de dupla hélice do DNA. O comitê do Nobel não permite prêmios póstumos, e, com isso, Rosalind não o conquistou.

Mas por que a descoberta da estrutura do DNA é tão celebrada? A estrutura de proteínas é muito mais complexa, e poucos sabem quem foram os cientistas que a definiram. A diferença é que Watson e Crick mostraram, com o DNA, a relação entre a estrutura das moléculas e sua função biológica. E, como disse Watson, "Francis e eu somos famosos apenas porque o DNA é bonito demais!" Será? Então, como explicar o sucesso dos programas de auditório? É uma outra história...


Cultura Secular

Revista de divulgação científica e cultural do Secular Educacional.

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