Cientistas capturaram recentemente um vídeo de alta resolução do DNA movendo-se em formas estranhas para se espremer dentro das células.
Cientistas capturaram recentemente um vídeo de alta resolução do DNA movendo-se em formas estranhas para se espremer dentro das células.
Em 1952, Rosalind Franklin produziu a primeira imagem indireta do DNA ao estudar como os raios X refletem nessas moléculas fundamentais. Mas não foi até 2012 que os cientistas capturaram uma foto direta de DNA usando um microscópio eletrônico, a Live Science relatou anteriormente.
Agora, um grupo de pesquisadores no Reino Unido capturou vídeos de alta definição de DNA em movimento usando uma combinação de microscopia avançada e simulações. Mas eles não estavam apenas brincando de paparazzi para os blocos de construção da vida – eles estavam tentando entender como o DNA se move para se espremer nas células.
As células humanas contêm cerca de 2 metros de DNA. Considerando que as células humanas são da ordem de micrômetros, o DNA tem que ser realmente bom em “superenrolamento” ou dobrar-se e dobrar-se para se compactar firmemente dentro da célula. Mas, até recentemente, a tecnologia não era boa o suficiente para os cientistas verem claramente como a estrutura do DNA se parecia quando superenrolava, escreveram os autores no estudo.
Para responder a essa pergunta, os autores do novo estudo olharam para “minicírculos de DNA” isolados e projetados a partir de bactérias. Essas estruturas circulares de DNA também são encontradas em células humanas e sua função é amplamente desconhecida. Os pesquisadores usaram essas estruturas em anel porque os cientistas podem torcê-los de uma forma que não funcionaria com fios longos, a forma mais comum do DNA, de acordo com um comunicado.
Para ver os movimentos em detalhes, os pesquisadores usaram uma combinação de simulações de supercomputador e microscopia de força atômica, na qual uma ponta afiada desliza pela superfície da molécula e mede as forças que empurram a ponta para delinear a estrutura.
“Ver para acreditar, mas com algo tão pequeno como o DNA, ver a estrutura helicoidal de toda a molécula de DNA foi extremamente desafiador”, a autora principal do estudo Alice Pyne, professora de polímeros e matéria mole na Universidade de Sheffield, no Reino Unido, que capturou a nova filmagem, disse no comunicado. “Os vídeos que desenvolvemos nos permitem observar a torção do DNA em um nível de detalhe nunca visto antes.”
As imagens do microscópio eram tão detalhadas que podiam ver a estrutura de dupla hélice do DNA. Depois que os pesquisadores combinaram essas imagens com simulações, eles puderam ver a posição de cada átomo no DNA conforme ele se movia, de acordo com o comunicado.
Curiosamente, o DNA em sua forma relaxada mal se moveu. Mas quando torcido – como normalmente acontece quando se espreme em uma célula – o DNA se transformou em muitas outras formas, de acordo com o comunicado. Essas várias formas influenciaram como a molécula de DNA interagiu e se ligou a outras moléculas de DNA ao seu redor, escreveram os autores no artigo.
Lynn Zechiedrich, professora do Baylor College of Medicine em Houston, Texas, que forneceu os minicírculos para o estudo, já havia descoberto como usar essas estruturas em anel como vetores para terapia genética, inserindo pequenas mensagens genéticas nos anéis.
Os pesquisadores do estudo “desenvolveram uma técnica que revela em detalhes notáveis como eles são enrugados, borbulhantes, dobrados, desnaturados e de forma estranha”, disse Zechiedrich, que não estava diretamente envolvido no estudo, em comunicado. “Temos que entender como o superenrolamento, que é tão importante para as atividades do DNA nas células, afeta o DNA na esperança de que possamos aprender como imitá-lo ou controlá-lo algum dia.”
Os resultados foram publicados na terça-feira (16 de fevereiro) na revista Nature Communications.
Publicado em 20/02/2021 16h36
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