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A História do ADN - Parte II [1900 a 2000] - CódigoADN

A História do ADN - Parte II [1900 a 2000] - CódigoADN

 

1900 - O Movimento Eugenia

 

Na história do ADN, o movimento Eugenia é um capítulo notavelmente negro, que destaca a falta de compreensão sobre a nova descoberta na época. O termo "eugenia" foi usado pela primeira vez em 1883 para se referir à "ciência" da hereditariedade e da procriação.

Em 1900, as teorias de Mendel, que encontraram um padrão estatístico regular para características como altura e cor, foram redescobertas. Na exaltação da pesquisa que se seguiu, uma linha de pensamento ramificou-se para a teoria social e desenvolveu-se a eugenia.

Este foi um movimento imensamente popular no primeiro quarto do século 20 e foi apresentado como uma ciência matemática, que poderia prever os traços e características dos seres humanos.

O lado mais negro do movimento surgiu quando os investigadores se interessaram em controlar a criação de seres humanos, de modo que apenas as pessoas com os melhores genes pudessem reproduzir e melhorar as espécies. Muitas vezes, foi usado como uma espécie de racismo "científico", para convencer as pessoas de que certa “classe racial" eram superiores aos outros em termos de limpeza, inteligência, etc. Mostra os perigos que vêm com a prática da ciência sem um verdadeiro respeito pela humanidade como um todo.

Muitas pessoas podiam ver que a disciplina estava cheia de imprecisões, pressupostos e inconsistências, além de incentivar a discriminação e o ódio racial. No entanto, em 1924 ganhou apoio político quando o Ato de Imigração foi aprovado por uma maioria na Casa Branca - dos Estados Unidos e no Senado. O Ato introduziu quotas rígidas sobre a imigração de países que os eugenistas acreditavam ter ações "inferiores", como o sul da Europa e a Ásia. Quando o ganho político e a ciência conveniente combinam forças, ficamos ainda mais longe da verdade e de uma sociedade que respeite os que estão dentro. Isto não é muito diferente das indústrias do tabaco dos anos 80 e das indústrias açucareiras da década atual.

Com a contínua pesquisa científica e a introdução do comportamento em 1913, a popularidade da eugenia finalmente começou a cair. Os horrores da eugenia institucionalizada na Alemanha nazista que surgiram após a 2ª Guerra Mundial extinguiram completamente o que restava do movimento.

 

 

1900 - As teorias de Mendel são redescobertas por investigadores

 

Em 1900, 16 anos após sua morte, a pesquisa da planta de ervilha de Gregor Mendel finalmente entrou na comunidade científica em geral.

O botânico e geneticista holandês Hugo de Vries, o botânico e geneticista alemão Carl Erich Correns e o botânico austríaco Erich Tschermak von Seysenegg, redescobriram, independentemente, o trabalho de Mendel e relataram resultados de experiências hibridas semelhantes às suas descobertas.

Na Grã-Bretanha, o biólogo William Bateson tornou-se um dos principais campeões das teorias de Mendel e reuniu à sua volta um entusiasta grupo de seguidores. Conhecidos como 'Mendelianos', os partidários inicialmente enfrentaram-se com Darwinianos (seguidores das teorias de Charles Darwin). Na época, acreditava-se que a evolução se baseava na seleção de pequenas variações de mistura, enquanto que as variações de Mendel claramente não se misturavam.

 

Foram necessárias três décadas para que a teoria mendeliana fosse suficientemente compreendida e que encontrasse o seu lugar na teoria evolutiva.

 

 

1902 - Sir Archibald Edward Garrod é o primeiro a associar as teorias de Mendel com uma doença humana

 

Em 1902, Sir Archibald Edward Garrod tornou-se a primeira pessoa a associar as teorias de Mendel com uma doença humana. Garrod tinha estudado medicina na Universidade de Oxford antes de seguir os passos do pai e tornar-se um médico.

Ao estudar a perturbação humana, a alcaptonúria, recolheu informações da história familiar dos seus pacientes. Através de discussões com o defensor Mendeliano William Bateson, concluiu que a alcaptonúria era um transtorno recessivo e, em 1902, publicou The Incidence of Alkaptonuria: A Study in Chemical Individuality. Esta foi a primeira obra publicada de herança recessiva em seres humanos.

Foi também a primeira vez que um distúrbio genético foi atribuído a "erros inatos do metabolismo", que se referia à crença de que certas doenças eram o resultado de erros ou passos errados em vias químicas do corpo. Estas descobertas foram alguns dos primeiros marcos no desenvolvimento cientifico na compreensão de bases moleculares da herança genética.

 

 

1944 - Oswald Avery identifica o ADN como o "princípio transformador"

 

Na década de 1940, a compreensão dos cientistas sobre os princípios da herança genética avançou consideravelmente - os genes eram conhecidos como unidades discretas da hereditariedade, além de gerar as enzimas que controlavam as funções metabólicas. No entanto, não foi até 1944 que o ácido desoxirribonucleico (ADN) foi identificado como o "princípio transformador".

O homem que fez o avanço foi Oswald Avery, um imunoquímico do Hospital of the Rockefeller Institute for Medical Research. Avery trabalhou muitos anos com a bactéria responsável pela pneumonia, pneumococo e descobriu que, se a bactéria do pneumococo fosse misturada com uma forma inerte mas letal, as bactérias inofensivas tornar-se-iam logo mortíferas.

Determinado a descobrir qual a substância que teria sido responsável pela transformação, combinou forças com Colin MacLeod e Maclyn McCarty e começou a purificar setenta e cinco litros de bactérias. Logo observou que a substância não parecia ser uma proteína ou carboidrato, mas sim um ácido nucleico, e com uma análise posterior, revelou-se o ADN.

Em 1944, depois de muita deliberação, Avery e seus colegas publicaram um artigo no Journal of Experimental Medicine, no qual eles delinearam a natureza do ADN como o "princípio transformador". Embora o documento não tenha sido amplamente lido por geneticistas na época, ele inspirou pesquisas futuras, preparando o caminho para uma das maiores descobertas do século XX.

 

 

1950 - Erwin Chargaff descobre que a composição do ADN é específica da espécie

 

Em 1944, o cientista Erwin Chargaff tinha lido o artigo científico de Oswald Avery, que identificava o ADN como a substância responsável pela hereditariedade. A revelação teve um enorme impacto sobre o Chargaff e mudou o curso do futuro da sua carreira. Mais tarde, lembrou: "Avery deu-nos o primeiro texto de uma nova língua, ou melhor, ele nos mostrou onde procurá-la. Eu resolvi pesquisar esse texto.

O Chargaff estava determinado a começar a trabalhar na química dos ácidos nucleicos. O seu primeiro passo foi desenvolver um método de análise de componentes nitrogenados e açúcares de ADN de diferentes espécies.

Posteriormente, submeteu dois artigos ao Journal of Biological Chemistry (JBC) detalhando a análise qualitativa completa de uma série de preparações de ADN. Apesar do significado das descobertas do documento, o JBC inicialmente estava relutante em publicá-lo, ilustrando a ignorância sobre os ácidos nucleicos entre os cientistas de elite na época.

A Chargaff continuou a melhorar os seus métodos de pesquisa e, eventualmente, conseguiu analisar rapidamente o ADN de um universo grande de espécies. Em 1950, resumiu os seus dois principais achados sobre a química dos ácidos nucleicos: primeiro, que em qualquer ADN de cadeia dupla, o número de unidades de guanina é igual ao número de unidades de citosina e o número de unidades de adenina é igual ao número de unidades de timina e, em segundo lugar, a composição do ADN varia entre as espécies. Estas descobertas são agora conhecidas como "Regras do Chargaff".

 

 

1952 - Rosalind Franklin fotografa fibras de ADN cristalizadas

 

Rosalind Franklin nasceu em Londres em 1920 e realizou uma grande parte da pesquisa que eventualmente levou à compreensão da estrutura do ADN - uma grande conquista no momento em que só os homens eram aceites em salas de refeições de algumas universidades.

Depois de obter um doutorado em química e física da Universidade de Cambridge em 1945, passou três anos no Laboratoire Central des Services Chimiques de L'Etat em Paris, aprendendo as técnicas de difração de raios-X. Então, em 1951, voltou para Londres para trabalhar como pesquisadora no laboratório de John Randall no King's College.

O papel de Franklin foi criar e melhorar a unidade de cristalografia de raios-X no King's College. Trabalhou com o cientista Maurice Wilkins, e um estudante, Raymond Gosling, e foi capaz de produzir dois conjuntos de fotografias de alta resolução de fibras de ADN. Usando as fotografias, ela calculou as dimensões dos fios e também deduziu que os fosfatos estavam na parte externa do que provavelmente era uma estrutura helicoidal.

As fotografias de Franklin foram descritas como "as mais belas fotografias de raios-X de qualquer substância já tomada" de J. D. Bernal e, entre 1951 e 1953, a sua pesquisa aproximou-se da descoberta da estrutura do ADN.

A imagem acima mostra as amostras originais de ADN que foram entregues a Maurice Wilkins pelo bioquímico suíço Rudolf Signer. O estudante de doutorado Raymond Gosling usou as amostras para produzir os primeiros cristais de ADN e, com Rosalind Franklin, os usou para a próxima geração de imagens de raios-X.

 

 

1953 - James Watson e Francis Crick descobrem a estrutura de dupla hélice do ADN

 

Em 1951, James Watson visitou a Universidade de Cambridge e passou a encontrar-se com Francis Crick. Apesar de uma diferença de idades de 12 anos, conseguiram cooperar e Watson permaneceu na universidade para estudar a estrutura do ADN no Cavendish Laboratory.

Usando dados de raios-X disponíveis e construção de modelos, conseguiram resolver o enigma que desconcertava cientistas há décadas. Em 1962, foram premiados com o Prêmio Nobel de Fisiologia ou Medicina juntamente com Maurice Wilkins.

Apesar das fotografias terem sido críticas para a solução de Watson e Crick, Rosalind Franklin não foi homenageada, já que apenas três cientistas poderiam partilhar o prémio. Morreu em 1958, depois de uma curta batalha contra o cancro.

 

 

1959 - Uma cópia adicional do cromossoma 21 ligado à síndrome de Down

 

Hoje, os cientistas usam rotineiramente a nossa compreensão da genética para o diagnóstico e o prognóstico da doença. No entanto, demorou décadas para a citogenética (o estudo dos cromossomas) a ser reconhecida como uma disciplina médica.

A primeira citogenética teve um grande impacto no diagnóstico da doença em 1959, quando uma cópia adicional do cromossoma 21 estava ligada à síndrome de Down. No final dos anos 60 e início dos anos 70, foram introduzidas manchas como Giemsa, que se ligam aos cromossomas de forma não uniforme, criando bandas de áreas claras e escuras. A invenção transformou a disciplina, possibilitando identificar cromossomas individuais, além de secções dentro dos cromossomas, e constituiu a base do diagnóstico genético clínico inicial.

 

 

1965 - Marshall Nirenberg é a primeira pessoa a sequenciar as bases 

 

Em 1957, Marshall Nirenberg chegou ao Instituto Nacional de Saúde como um sujeito pós-doutorado do laboratório do Dr. DeWitt Stetten, Jr.. Ele decidiu concentrar a sua pesquisa em ácidos nucleicos e a síntese de proteínas na esperança de quebrar o "código da vida".

Os anos seguintes foram retomados com experiências, já que Nirenberg tentou mostrar que o RNA poderia desencadear a síntese proteica. Em 1960, Nirenberg e o seu pós-doutorado, Heinrich Matthaei estavam no bom caminho para resolver o problema da codificação.

Nirenberg e Matthaei trituraram células de bactérias de E.Coli, para romper as suas paredes e libertar o citoplasma, que eles usaram nas suas experiências. Essas experiências usaram 20 tubos de teste, cada um preenchido com um aminoácido diferente - os cientistas queriam saber qual aminoácido seria incorporado numa proteína após a adição de um tipo particular de RNA sintético.

Em 1961, o par realizou uma experiência que mostrou que uma cadeia das bases de repetição uracil forçou uma cadeia de proteína feita de um aminoácido repetitivo, a fenilalanina. Este foi um experimento revolucionário que provou que o código poderia ser quebrado.

Nirenberg e Matthaei realizaram mais experiencias com outros fios de RNA sintético, antes de preparar os documentos para publicação. No entanto, ainda havia muito trabalho a fazer - os cientistas agora precisavam determinar quais bases compunham cada codão, bem como a sequência de bases dentro dos codões.

Ao mesmo tempo, o prémio Nobel Severo Ochoa também estava a trabalhar no problema de codificação. Isto provocou uma competição intensa  entre os laboratórios, já que os dois cientistas queriam ser os primeiros a terminar. Com a esperança de garantir que o primeiro cientista do NIH ganhava o Prémio Nobel, os colegas de Nirenberg colocaram o seu próprio trabalho em espera para ajudá-lo a atingir seu objetivo.

Finalmente, em 1965, Nirenberg tornou-se a primeira pessoa a sequenciar o código. Em 1968, os seus esforços foram recompensados quando ele, Robert W. Holley e Har Gobind Khorana foram premiados conjuntamente com o Prémio Nobel.

 

 

1977 - Frederick Sanger desenvolve técnicas rápidas de sequenciamento de ADN

 

No início da década de 1970, os biólogos moleculares fizeram avanços incríveis. Podem agora decifrar o código genético e explicar a sequência de aminoácidos nas proteínas. No entanto, novos desenvolvimentos no campo estavam a ser retidos pela incapacidade de se ler facilmente as sequências de nucleótidos de uma forma precisa do ADN.

Em 1943, o graduado de Cambridge Frederick Sanger começou a trabalhar para A. C. Chibnall, identificando os grupos amino livres na insulina. Através deste trabalho, ele tornou-se a primeira pessoa a ordenar os aminoácidos e a obter uma sequência de proteína, ganhado com isso mais um Prémio Nobel. Ele deduziu que se as proteínas fossem moléculas ordenadas, então o ADN que as faz também deveria ter uma ordem.

Em 1962, Sanger mudou-se com o Conselho de Pesquisa Médica para o Laboratório de Biologia Molecular em Cambridge, onde o sequenciamento de ADN se tornou uma extensão natural do seu trabalho com proteínas. Inicialmente, ele começou a trabalhar na sequência de RNA, pois era menor, mas estas técnicas foram logo aplicáveis ao ADN e, eventualmente, tornaram-se o método didesoxi usado hoje nas reações de sequenciamento.

Com este avanço em técnicas rápidas de sequenciamento, Sanger obteve o segundo Prémio Nobel de Química em 1980, que compartilhou com Walter Gilbert e Paul Berg.

 

 

 

 

 

1983 - A doença de Huntington é a primeira doença genética mapeada

 

A HD é uma doença neurodegenerativa rara e progressiva que geralmente se manifesta entre 30 e 45 anos de idade. Caracteriza-se por perda de controlo motor, movimentos espasmódicos, sintomas psiquiátricos, demência, personalidade alterada e declínio na função cognitiva. Como a doença se desenvolve na idade adulta, muitas pessoas já tiveram filhos antes de serem diagnosticadas e passaram o gene mutante para a próxima geração.

Em 1983, um marcador genético ligado a HD foi encontrado no cromossoma 4, tornando-se a primeira doença genética a ser mapeada usando polimorfismos de ADN. No entanto, o gene não foi isolado antes de 1993.

 

 

1990 - O primeiro gene que se encontra associado ao aumento da suscetibilidade ao cancro da mama e ovário familiar é identificado

 

Em 1990, identificou-se o primeiro gene a associar-se ao aumento da suscetibilidade ao cancro familiar de mama e ovário. Os cientistas realizaram estudos de ligação do ADN em famílias numerosas que apresentaram características relacionadas com síndrome do cancro do ovário e da mama hereditário (HBOC).

Nomearam o gene, que estava localizado no cromossoma 17, BRCA1. No entanto, ficou claro que nem todas as famílias de cancro da mama estavam ligadas à BRCA1 e, com a pesquisa contínua, foi identificado um segundo gene BRCA2 estava localizado no cromossoma 13.

Todos têm 2 cópias de BRCA1 e BRCA2, que são genes de supressão de tumor. Se uma pessoa tiver 1 cópia alterada de qualquer gene, pode levar a uma acumulação de mutações, o que pode levar à formação de tumor.

 

 

1990 - O Projeto Genoma Humano começa

 

Em 1988, o Conselho Nacional de Pesquisa iniciou um programa para mapear o genoma humano. O Projeto Genoma Humano começou oficialmente em 1990, com o Departamento de Energia dos EUA (DOE) e os Institutos Nacionais de Saúde (NIH) publicando um plano para os primeiros cinco anos do projeto

Muitas organizações tinham um longo interesse em mapear o genoma humano por causa do avanço da medicina, mas também para outros fins como a detecção de mutações que a radiação nuclear poderia causar.

Os objetivos do projeto incluíram: mapear o genoma humano e determinar todos os 3,2 bilhões de letras nele, mapear e sequenciar os genomas de outros organismos, se fosse útil o estudo da biologia, desenvolvendo tecnologia com o objetivo de analisar o ADN e estudar as , implicações éticas e legais da pesquisa do genoma na sociedade.

 

 

1995 - Haemophilus Influenzae é o primeiro genoma da bactéria sequenciado

 

Em 1995, para demonstrar a nova estratégia de sequenciação de "shogun", J. Craig Venter e colegas publicaram o primeiro genoma completamente sequenciado de um organismo autorreplicante e de vida livre - Haemophilus Influenzae.

Conhecido como H.flu, Haemophilus Influenzae é uma bactéria que pode causar meningite e infeções auditivas e respiratórias em crianças. Antes deste avanço, os cientistas só conseguiram sequenciar o genoma de alguns vírus, que são cerca de dez vezes menores que os de H.flu.

O projeto demorou cerca de um ano e foi uma conquista notável. O seu sucesso provou que a técnica de “shotgun” aleatória poderia ser aplicada em genomas inteiros de forma rápida e precisa, preparando o caminho para futuras descobertas.

 

 

1996 - Dolly the sheep ( Dolly a ovelha) é clonada

 

A mundialmente famosa Dolly, a ovelha, foi o primeiro mamífero a ser clonado de uma célula adulta. A façanha foi inovadora - enquanto animais como vacas já tinham sido clonados a partir de células embrionárias.

Dolly foi criada por cientistas que trabalham no Instituto Roslin na Escócia, a partir da célula do úbere de uma ovelha branca Finn Dorset de seis anos de idade. Ao alterar o meio de crescimento, os cientistas encontraram uma maneira de "reprogramar" a célula, que foi então injetada em um óvulo não fertilizado que tinha removido o seu núcleo. O ovo foi então cultivado para atingir o estágio embrionário, antes de ser implantado em uma mãe substituta.

A clonagem de células adultas é um processo difícil e de 277 tentativas, Dolly foi a única ovelha a sobreviver. Continuou a viver no Instituto Roslin e foi capaz de produzir descendentes normais. Após a sua morte, foi embalsamada e colocada em exibição, como pode ser visto na imagem que acompanha.

 

 

1996 - "Princípios das Bermudas" estabelecidos

 

Em 1996, os líderes do Projeto do Genoma Humano encontraram-se nas Bermudas e concordaram que os dados da sequência do genoma deveriam ser disponibilizados gratuitamente e de domínio público dentro de 24 horas após a sua geração.

Conhecido como os "Princípios das Bermudas", o acordo foi projetado para garantir que a informação de sequência conduzisse o mais rápido possível aos avanços em saúde e pesquisa.

A fim de coordenar o processo, também foi acordado que os centros de sequenciação em larga escala informariam a Organização do Genoma Humano (HUGO) de qualquer intenção de sequenciar determinadas regiões do genoma. A HUGO colocaria então essas informações no seu site e direcionaria os visitantes para os centros específicos para obter informações mais detalhadas sobre o estado atual do sequenciamento.

 

1999 - O primeiro cromossomo humano é descodificado

 

Em 1999, uma equipe internacional de cientistas alcançou um marco importante quando descobriram pela primeira vez o código genético completo de um cromossomo humano. O cromossoma em questão foi o cromossoma 22, que continha 33,5 milhões de "letras" ou componentes químicos.

Na época, a sequência era o trecho contínuo mais longo de ADN já decifrado e montado. No entanto, foi apenas o primeiro capítulo do livro de instruções genéticas humanas - o resto ainda estava por vir.

 

> A HISTÓRIA DO ADN - PARTE III [2000 A 2017] - CÓDIGOADN

> A HISTÓRIA DO ADN - PARTE I [1800 A 1900] - CÓDIGOADN

 

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