Decifrada estrutura 3-D do genoma humano

Redação do Site Inovação Tecnológica - 14/10/2009

[Imagem: Erez Lieberman-Aiden et al.]

DNA enrolado

Que a molécula de DNA tem a forma de uma rosca-sem-fim, comumente chamada de espiral dupla, todo o mundo sabe. O que é bem menos difundido é o fato de que, se o genoma de cada célula for esticado, ele terá dois metros de comprimento.

Sabendo disso, uma pergunta imediatamente se coloca: como é que as moléculas de DNA se enrolam para caber dentro da célula, sem se embaraçar e sem dar nós?

Imagem 3-D do DNA

Esta pergunta agora foi respondida por pesquisadores das universidades de Harvard e MIT, nos Estados Unidos, que decifraram a estrutura tridimensional do genoma humano, gerando a primeira imagem 3-D do DNA em seu estado natural, no interior de uma célula.

"Nós sabemos há muito tempo que o DNA, em pequena escala, tem o formato de espiral dupla," diz o pesquisador Erez Lieberman-Aiden, um dos autores da descoberta. "Mas se a espiral dupla não se dobrar, o genoma de cada célula teria dois metros de comprimento. Os cientistas de fato não entendiam como a espiral dupla se dobra para caber no núcleo de uma célula humana, que tem cerca de um centésimo de milímetro de diâmetro."

Compartimento de acesso rápido

Ao mapear tridimensionalmente o DNA, os pesquisadores fizeram duas descobertas surpreendentes. Primeiro, o genoma humano é organizado em dois compartimentos separados, mantendo os genes ativos facilmente acessíveis, enquanto o DNA não utilizado fica muito mais compactado em um outro compartimento.

Os cromossomos deslizam para dentro e para fora dos dois compartimentos repetidamente, conforme seus DNAs tornam-se ativos ou inativos. "De forma muito inteligente, as células separam os genes mais ativos, tornando mais fácil para as proteínas e outros reguladores alcançá-los," diz Job Dekker, outro membro da equipe.

Densidade de informações no DNA

A segunda descoberta é que o genoma adota uma organização muito incomum, conhecida como fractal. A arquitetura específica que os cientistas encontraram, chamada "glóbulo fractal", permite que a célula empacote o DNA em um formato incrivelmente denso - a densidade de informações alcançada é trilhões de vezes mais alta do que a encontrada em uma memória de computador.

E isso sem permitir que o genoma se embarace ou dê nós, o que inviabilizaria o acesso da célula ao seu próprio genoma. Além disso, o DNA pode facilmente ser desdobrado e novamente dobrado durante os processos de ativação genética, repressão genética e replicação celular.

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