O DNA Pode Adotar Configurações Intrincadas, Permitindo Que ele Execute Novas Funções
Um estudo recente conduzido por pesquisadores da Weill Cornell Medicine e do National Heart, Lung, and Blood Institute, uma divisão do National Institutes of Health, descobriu que o DNA tem a capacidade de imitar funções de proteínas adotando estruturas tridimensionais intrincadas.
Um estudo recente, publicado na Nature, conduzido por pesquisadores da Weill Cornell Medicine e do National Heart, Lung, and Blood Institute, demonstrou que o DNA pode adotar estruturas intrincadas e tridimensionais, semelhantes às funções das proteínas.
Os pesquisadores utilizaram técnicas de imagem de alta resolução para descobrir a estrutura complexa de uma molécula de DNA que eles projetaram, imitando as propriedades da proteína verde fluorescente (GFP), derivada da água-viva, comumente usada como marcador fluorescente em laboratórios.
Implicações para aplicações laboratoriais e clínicas
As descobertas do estudo representam um avanço significativo na compreensão de como o DNA pode ser manipulado para se dobrar em formas elaboradas, fornecendo informações valiosas para o desenvolvimento de moléculas de DNA para várias aplicações laboratoriais e clínicas. Por exemplo, uma etiqueta fluorescente de DNA emulando GFP poderia servir como uma ferramenta de rotulagem eficaz para segmentos de DNA específicos em pesquisas biológicas e kits de teste de diagnóstico, oferecendo soluções econômicas.
O Dr. Samie Jaffrey, co-autor do estudo e professor de Farmacologia Greenberg-Starr na Weill Cornell Medicine, expressou o impacto transformador dessas descobertas em nossa compreensão das capacidades do DNA. Embora o DNA exista principalmente como uma estrutura helicoidal de fita dupla estável na natureza, responsável pelo armazenamento de informações genéticas, outros processos biológicos nas células envolvem predominantemente proteínas.
Portanto em um estudo anterior, o Dr. Jaffrey e seus colegas descobriram um DNA de fita simples, chamado de “alface” devido à sua cor de emissão fluorescente, que imitava a atividade do GFP. A alface conseguiu isso ligando-se a uma pequena molécula orgânica, um fluoróforo semelhante ao núcleo do GFP, e exercendo pressão para ativar sua fluorescência. Os pesquisadores demonstraram com sucesso a combinação de alface e fluoróforo como uma etiqueta fluorescente para a detecção rápida do SARS-CoV-2, o vírus que causa o COVID-19, conforme relatado em seu trabalho anterior.
Entretanto para elucidar a estrutura da alface, a equipe do Dr. Jaffrey colaborou com o Dr. Adrian R. Ferré-D’Amaré, pesquisador sênior do Instituto Nacional do Coração, Pulmão e Sangue. Sob a liderança do Dr. Luiz Passalacqua, pesquisador da equipe do Dr. Ferré-D’Amaré, técnicas avançadas de imagem, incluindo microscopia crioeletrônica, sao empregadas para examinar a estrutura da alface em nível atômico.
Desvendando a estrutura sem precedentes da alface
Portanto os pesquisadores descobriram que a alface se dobra em uma configuração única, apresentando uma junção de DNA de quatro vias, inédita, que envolve o fluoróforo, ativando sua fluorescência. Embora eles também observaram que o dobramento da alface é mantido unido por ligações entre nucleobases, os blocos de construção do DNA comumente chamados de “letras” no alfabeto do DNA.
O Dr. Ferré-D’Amaré enfatizou que a molécula de DNA que eles descobriram não tenta imitar uma proteína, mas realiza funções semelhantes à GFP de maneira distinta. Entretanto os pesquisadores antecipam que suas descobertas acelerarão o desenvolvimento de moléculas de DNA fluorescente, incluindo alface, para aplicações como testes de diagnóstico rápido e vários empreendimentos científicos que exigem marcação fluorescente baseada em DNA.
Contudo, o Dr. Jaffrey destacou a importância de estudos como o deles para facilitar a criação de ferramentas inovadoras baseadas em DNA para avanços futuros em pesquisas e aplicações científicas.
Leai o artigo original em Phys.
