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Projeto Genoma
 

Projeto Genoma

Filósofos gregos, há mais de 2 mil anos, já se preocupavam em encontrar uma explicação para a herança biológica, ou hereditariedade, dos caracteres. No entanto, foi apenas a partir de 1900 que se compreendeu o mecanismo pelo qual se dá a transmissão de características de pais para filhos.

EVOLUÇÃO DAS IDEIAS SOBRE A HEREDITARIEDADE: HISTÓRICO BREVE

PANGÊNESE: - primeira hipótese de que se tem notícia sobre hereditariedade. Proposta em 410, por Hipócrates - médico e filósofo grego ( 460 a.C. - 377 a.C ) - conhecido como o "pai" da Medicina e também como um dos "pais" da Genética. Segundo a pangênese, cada órgão ou parte do corpo de um organismo vivo produziria partículas hereditárias chamadas gêmulas, que seriam transmitidas aos descendentes no momento da concepção. Essas gêmulas, produzidas e provenientes de todas as partes do corpo, migrariam para o sêmen e seriam passadas para os filhos. O novo ser construiria seu corpo a partir das gêmulas recebidas dos pais. Esse método de investigação científica não é correto, mas tem valor, pois Hipócrates foi capaz de identificar o problema a ser investigado, talvez o passo mais difícil do procedimento científico, propondo uma hipótese criativa e plausível para a herança dos caracteres. Essa explicação foi aceita até o final do século XIX. Charles Darwin chegou a adotá-la como explanação para a hereditariedade, o que, mais tarde, trouxe críticas à sua teoria evolucionista.

Aristóteles - filósofo grego ( 384 a.C. - 322 a.C ) - aproximadamente um século depois de Hipócrates, escreveu um tratado em que falava sobre o desenvolvimento e hereditariedade dos animais. Nesse, ele defendia a existência, no sêmen do pai, de algum tipo de substância responsável pela herança. Descartava, assim, certas ideias então vigentes, que atribuíam as semelhanças entre pais e filhos exclusivamente a causas espirituais e emocionais. Aristóteles fez diversas críticas à pangênese. Segundo ele, essa hipótese não explicava como uma pessoa podia herdar características presentes nos avós, mas ausentes em seus pais. O exemplo em que Aristóteles se baseou foi o de uma mulher branca, casada com um homem negro, cujo filho era branco, e o neto tinha pele quase negra.

Os antigos sabiam da importância do líquido seminal dos machos para o nascimento dos filhotes, porém, desconheciam como a fêmea participava do processo. A dúvida sobre a participação efetiva das fêmeas dos mamíferos na reprodução provinha do fato de se ignorar, que também elas, como as aves e os peixes, produzem óvulos. Essa ignorância permaneceu até 1672, quando o holandês Graaf, dissecando fêmeas de várias espécies de mamíferos, descobriu que, na época da reprodução, apareciam pequenos inchaços na superfície de seus ovários.

Em 1667, o microscopista holandês Antonie van Leeuwenhoek ( 1632 - 1723 ) descobriu que o sêmen expelido pelos machos no ato sexual continha milhares de criaturas microscópicas, que nadavam freneticamente: os espermatozoides. Ele imaginou que os espermatozoides podiam ter relação com o nascimento de um novo ser, penetrando no ovo e estimulando seu desenvolvimento. Essa ideia, confirmada 2 séculos mais tarde, foi inicialmente contestada por muitos cientistas, que achavam que os espermatozoides eram simplesmente micróbios parasitas que se desenvolviam no sêmen.

O PRÉ FORMISMO - SÉCULO XVII

Os microscópios eram ainda precários e suas imagens de má qualidade. Apesar disso, alguns pesquisadores, usando a força da imaginação, julgaram ter visto um pequeno indivíduo no interior de cada espermatozoide. Surgia, assim, a hipótese pré-formista, ou pré-formismo, segundo a qual o espermatozoide continha, em seu interior, um ser microscópico totalmente formado. Curiosamente, havia também aqueles que advogavam a presença de um ser pré-formado no óvulo, e não no espermatozoide. Com o desenvolvimento dos microscópios, o pré-formismo foi descartado.

Em meados do século XIX foi demonstrado que os espermatozoides penetram no óvulo, confirmando a antiga previsão de Leeuwenhoek. Logo em seguida, estudos microscópicos mostraram que os espermatozoides se originam de células presentes nos finos túbulos que formam os testículos.

A ligação entre estas e outras descobertas foi consolidando a ideia de que um novo ser surge sempre da união de duas células, os gametas ( do grego gamos, união, casamento ), uma fornecida pelo pai - o espermatozoide - e outra fornecida pela mãe - o óvulo.

A HERANÇA PELO SANGUE

A noção de que os caracteres hereditários são transmitidos aos filhos através do sangue existe desde a Antiguidade e estende-se até o século XIX. Daí provêm expressões que usamos até hoje, como casamento consanguíneo, para indicarmos a união entre pessoas da mesma família; cavalo puro-sangue, quando nos referimos a um cavalo de raça; pessoa com sangue índio, para dizermos que alguém tem ancestrais índios.

MENDEL E OS FATORES HEREDITÁRIOS

Em 1865, o monge austríaco Gregor Mendel concluiu que cada característica era determinada por um par de fatores hereditários. No momento de formar gametas, os fatores se separavam ( segregavam ), de modo que o gameta era portador de apenas um fator relativo a cada característica. Na época em que foram publicados, os trabalhos de Mendel não tiveram o devido reconhecimento. Cerca de 35 anos depois, no início do século XX, as ideias enunciadas por Mendel foram redescobertas, lançando as bases da Genética. Somente em 1900, depois da morte de Mendel, três outros cientistas, Correns, Tshermak e De Vries, de forma independente, confirmaram através de experimentos os resultados e as conclusões de Mendel.

A TEORIA CROMOSSÔMICA DA HERANÇA - DÉCADA DE 20

No início do século XX os fatores hereditários idealizados por Mendel foram localizados: estavam nos cromossomos de todas as células. Na década de 1920, consolidava-se a teoria cromossômica da herança, segundo a qual os fatores hereditários, já então denominados genes, se distribuíam ao longo do comprimento dos cromossomos. Muitos genes começaram a ser localizados, mapeados e estudados através das análises de cruzamentos experimentais. Surgia, assim, a Genética moderna.

A descoberta do material hereditário

Na década de 1940 foram obtidas as primeiras evidências de que a substância hereditária era o ácido desoxirribonucleico, conhecido pela sigla DNA.

Em 1953, James Watson e Francis Crick propuseram o famoso modelo da dupla-hélice para a molécula de DNA, que explicava as características dessa substância como material constituinte dos genes.

A decifração do código genético

Na década de 1960 os cientistas descobriram que os genes contêm instruções escritas em uma espécie de código molecular, o código genético.

Atualmente já é possível isolar genes de um organismo e transplantá-los para outro, onde esses genes podem vir a funcionar. Isso é feito através da Engenharia Genética. A Engenharia Genética, mais apropriadamente chamada tecnologia do DNA recombinante, é um conjunto de técnicas que permite aos cientistas identificar, isolar e multiplicar genes dos mais diversos organismos. Espera-se que, até o final do século XX, esse procedimento responda muitas questões teóricas e práticas da Biologia ajudando a humanidade a melhorar a qualidade de vida.

O Projeto Genoma Humano

Cientistas de diversos países do chamado Primeiro Mundo fazem parte de um arrojado programa estabelecido pelo governo norte-americano destinado a mapear os genes dos 23 pares de cromossomos que compõem o cariótipo humano. O grande objetivo da missão é detectar e localizar os genes causadores de doenças hereditárias, a fim de que, por meio da tecnologia do DNA recombinante, tornem-se possíveis a prevenção e a erradicação dessas doenças. O programa recebeu o nome de Projeto Genoma Humano e prevê que até o início do próximo milênio, sejam mapeados de 50 mil a 100 mil genes nos nossos cromossomos. Estima-se que, no homem, existam entre 1.000 e 2.000 genes por cromossomo. Já são conhecidas cerca de 6.000 doenças genéticas que afetam a humanidade.

A Engenharia Genética ou tecnologia do DNA recombinante, é o conjunto de técnicas que permite aos cientistas identificar, isolar e multiplicar genes dos mais diversos organismos. Veja algumas dessas importantes aplicações práticas já executadas:

  • a insulina foi a primeira proteína humana produzida em células de bactéria (transgênica ) e aprovada, em 1985, para uso em pacientes diabéticos.
  • tornou possível clonar o gene humano para somatotrofina e induzir bactérias (transgênicas ) a produzirem esse hormônio de crescimento, liberado comercialmente em 1985.
  • linfócitos ( glóbulos brancos ) produzem anticorpos monoclonais ( puros ); esses, além da utilização na cura de certas doenças, têm se revelado auxiliares preciosos nos diagnósticos médicos para testes de gravidez ( em baixíssima concentração ), detecção de meningite ( em poucos minutos ), diagnóstico de câncer de próstata ( detecta antígeno específico, produzido pelas células cancerosas ); "no futuro", os anticorpos monoclonais poderão funcionar como "tiro ao alvo" contra células cancerosas, reduzindo ou eliminando a necessidade de quimioterapia.
  • vacina contra hepatite - o gene do vírus responsável pela produção desse antígeno de superfície foi isolado e em seguida enxertado em célula de leveduras de cerveja ( transgênicas ) - Saccharomyces cerevisiae. A levedura assim transformada é cultivada em laboratório e produz grandes quantidades da proteína desejada. Essa é a primeira vacina feita por Engenharia Genética em quantidade suficiente para sua comercialização.
  • fornece recursos para a transferência de genes de uma espécie para outra, com produção de organismos chamados transgênicos:
    • Tracy - uma ovelha transgênica, possui o gene humano para produzir a proteína alfa-1-antitripsina (AAT) e a excreta no leite. As pessoas incapazes de produzir essa proteína ( 1 : 2000 ), apresentam deficiência hepática e alta suscetibilidade ao enfisema pulmonar.
    • foram implantados em camundongos genes humanos responsáveis pela produção de hormônio de crescimento. Em alguns filhotes o gene se expressou de forma mais intensa, o que resultou em maior produção de hormônios: esses filhotes cresceram muito mais do que os normais.
    • "Quando aperfeiçoada", esta técnica possibilitará o melhoramento genético de animais de importância econômica, como o gado, levando-o a produzir maiores quantidades de leite ou de carne, através do enxerto de genes específicos.
    • plantas inseticidas - pesquisadores isolaram um gene de uma bactéria (Bacillus thuringiensis ), responsável pela produção de uma proteína tóxica para lagartas de lepidópteros ( borboletas e mariposas ). A partir da cultura de células, obtêm-se plantas inteiras, que contêm o gene para a produção de inseticida. Esse gene acaba conferindo proteção a essas plantas contra determinada lagarta que costuma atacar suas folhas.
    • produção do fator VIII - um dos fatores de coagulação, ausente nos hemofílicos. A produção, em escala de laboratório, já é possível, através do enxerto de DNA complementar em células de mamíferos.
    • Geneterapia - teoricamente, seria possível substituir ou adicionar no indivíduo afetado uma cópia correta do alelo responsável por certas doenças genéticas.

Apesar de ainda estar distante a aplicação dessa metodologia na espécie humana, levantam-se desde já múltiplas preocupações com os problemas éticos que essa técnica possa trazer.

 


Ver Artigo Anterior: Tabela Periódica
 
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