Genética, Epigenética e Maternidade

O ser humano já nasce predeterminado a ser uma pessoa boa ou má, tranquila ou agressiva? Existe o determinismo genético (vulgarmente chamado de "pau que nasce torto")? Qual o papel do ambiente e das relações afetivas na formação do indivíduo? O quanto uma mãe é importante no desenvolvimento da personalidade de uma criança? A genética e a epigenética estão elucidando essas questões...

Em primeiro lugar, gostaria de avisar que vou usar alguns termos técnicos nesse artigo, mas o não conhecimento desses termos não afetará seu entendimento. Agora, se você quiser entender mais à fundo essa questão, do ponto de vista genético e molecular, sugiro que leia os seguintes artigos antes:

1) Entendendo a Genética Molecular

2) Acessando a Informação Genética

3) Epigenética - Acima da Genética

Se você não entende nada de genética e não faz ideia do que seja a epigenética, aqui vai uma pequena ideia, uma simplificação para seu entendimento: seus genes são estruturas dentro de suas células que determinam quem você é, principalmente no aspecto físico. Então se você é branco, negro, homem, mulher, louro, ruivo, alto, baixo, se tem diabetes ou não, se é míope ou não, enfim... todas as características que você possui são determinadas pelos seus genes. Essa é a parte fácil, a parte que todos conhecem. O problema é que seus genes podem ser "ligados" ou "desligados" por diversos fatores ambientais, como a nova ciência chamada "epigenética" tem descoberto. Alimentação, hormônios, fatores físicos e emocionais podem alterar o funcionamento desses seus genes. Sacou? Se alguém quiser entender mais sobre o assunto, eu recomendo o livro abaixo, o qual é bastante didático. Inclusive, o experimento em questão que vou mencionar aqui é muito bem descrito nesse livro.

Nos estudos em questão, os pesquisadores resolveram testar o quanto o estresse influencia o comportamento de ratinhos de laboratório. O estresse provoca a liberação de hormônios chamados "glicocorticóides". O cérebro dos mamíferos (de ratinhos a seres humanos) apresenta receptores para esses glicocorticóides. Quanto mais receptores um indivíduo possui, melhor ele consegue metabolizar essas substâncias e, consequentemente, melhor ele consegue lidar com as situações estressantes. Até aí, nada demais. O que há de incrível nesse estudo é que, ao estudar os ratinhos, os pesquisadores constataram que uma boa mãe, com seu carinho, leva à desmetilação de genes produtores dos receptores para glicocorticóides no cérebro. Esse processo epigenético permite a ligação de um fator de transcrição no gene, que aumenta a produção de receptores. O aumento desses receptores está ligado a um feedback negativo na ação dos glicocorticoides, levando a uma reação menor em relação ao estresse. Ou seja... traduzindo... os ratinhos filhotes foram submetidos a situações estressantes. Quando eles corriam até suas mães e essa os tratava com carinho e afeto (constatada pelas lambidinhas que ela dava em seu filhote para acalmá-lo), esses filhotes tinham genes ativados e produziam mais desses receptores cerebrais, conseguindo lidar melhor com o estresse de uma próxima vez.

Agora o mais incrível, talvez, seja o seguinte fato: Ratinhos que não tinham mães "lambedoras", não produziam tais receptores e, consequentemente, não reagiam bem a situações estressantes, desenvolvendo vários tipos de transtornos na fase adulta, como ansiedade, depressão, agressividade, etc. Entretanto, se esses filhotes fossem retirados do convívio com suas mães biológicas e colocados para viver com mães lambedoras (carinhosas), essa situação se revertia. Da mesma forma que se o filhote de uma mãe lambedora (carinhosa) fosse retirado de seu convívio e colocado com uma mãe insensível, ele não conseguia desenvolver receptores para o estresse e crescia com os problemas citados. Através desses estudo, parece-nos óbvio que o cuidado parental (tanto materno, quanto paterno, embora esse ainda esteja sob estudo), seja responsável por uma melhor reação da criança ás adversidades de sua vida, tornando-a uma pessoa mais ou menos apta a conviver socialmente, dependendo de como foi sua criação.

Outra questão explorada nos estudos, é que maus cuidados maternos geram menos receptores de estrogênio nas fêmeas por mecanismos epigenéticos. Fêmeas com menos receptores são insensíveis à maternidade e são mães menos dedicadas, perpetuando o ciclo por gerações. Ou seja... se uma fêmea é maltratada por sua mãe, tem grandes chances de também não ser boa mãe. Os problemas gerados por negligência materna podem, entretanto, serem solucionados pela introdução de um ambiente enriquecido (alteração do ambiente social). Em casos difíceis com auxílio de medicação. Mas alguns casos mais graves não tem mais jeito mesmo. Daí o imprescindível fato de que as crianças devem ser tratadas com carinho, afeto e atenção nesses primeiros anos de vida.

Em outro estudo, filhos de mulheres que sofreram TEPT (Transtorno do Estresse Pós-traumático) se tornaram mais propensos a desenvolver o mesmo distúrbio, mesmo sem ter vivido diretamente o episódio. Mulheres que estavam grávidas no atentado do WTC deram a luz bebês com uma reação ao estresse exacerbada e hipersensibilidade do eixo do estresse. Essas crianças são mais suscetíveis à ansiedade, depressão e até TEPT do que as nascidas de mães que não sofreram o TEPT. Percebem o quanto o bem-estar de uma mulher é tão importante durante a sua gestação? Aquilo que ela sofre enquanto grávida pode influenciar a nível genético a saúde futura de seu filho.

Nos anos 1950, Harry Harlow, Universidade de Wisconsin, realizou um experimento acerca da ligação emocional do bebê com a mãe, através de macacos Rhesus. Para isso, ele usou macacas falsas feitas puramente com arames e outras atoalhadas. As de arame possuíam mamadeiras anexas e as atoalhadas e felpudas não. Como resultado, os bebês mamavam na macaca de arame para matar a sua fome, mas passavam mais tempo aconchegados na felpuda, mostrando que o alimento não é o que gera a ligação. Esses bebês apresentavam níveis de estresse elevados e dificilmente eram ressocializados. As fêmeas se tornavam mães negligentes ou até mesmo agrediam seus filhotes. O vídeo deste experimento pode ser visto abaixo:

Em primatas, além das mães, os pais também desempenham papel importante na criação dos filhos. O cuidado paterno e seus efeitos no comportamento emocional ainda não foram muito bem estudados. Mas os dados de estudos sobre abusos contra crianças e sobre a transmissão social desses abusos mostram a importância do papel paterno. Há um estudo que mostra a correlação entre o hormônio regulador do estresse e os níveis relatados de cuidado paterno, não só materno. Entretanto, há a necessidade de uma maior investigação quanto a isso.

Em tempo: Conforme escrevia essa postagem, esbarrei com um artigo publicado pelo Salk Institude (EUA), dizendo que certos "genes saltitantes" (chamados de transposons - a explicação sobre isso fica para outro artigo) podem ser ativados em filhotes devido à negligência materna. Com isso, ocorrem modificações no "mapeamento genético cerebral", provocando alterações em seu funcionamento. Desordens mentais podem ser o resultado deste fenômeno de alterações aleatórias nos genes cerebrais. Novamente, é apenas um estudo. Vários outros serão ainda necessários.

Como podem ver, a ciência não tem todas as respostas ainda. Mas os estudos tem demonstrado uma tendência nessa direção. Talvez o modo de vida de cada um (alimentação, modo de vida, estresse, etc) forneça micro ambientes celulares capazes de gerar modificações epigenéticas em genes produtores de hormônios, o que levaria a alterações comportamentais. Isso constituiria a personalidade e o caráter de cada um. Nesse sentido, o caráter de um indivíduo não seria predeterminado geneticamente, mas sim moldado de acordo com suas vivências sociais. Mais uma vez, como visto nesse artigo sobre natureza humana, teríamos um argumento a favor da não existência dessa tal natureza. O ser humano seria, na realidade, fruto do meio social. Dá o que pensar, não?

Epigenética - Acima da Genética

Uma modificação fenotípica, ou seja, uma modificação que ocorreu em seu corpo ao longo de sua vida pode ser passada geneticamente aos seus descendentes? Estaria Darwin errado e Lamarck certo? Conheça a epigenética! Epigenética é o estudo da alteração na função dos genes que não envolvem alterações na sequência dos nucleotídeos. Tratam-se de alterações nos cromossomos que afetam a atividade e a expressão dos genes. E essas alterações são hereditárias! Como assim? Seria um "Neolamarckismo" surgindo? Vamos entender...

Em primeiro lugar, é importante que você esteja familiarizado com os conceitos de genética molecular. Essa postagem, no caso, é a terceira de uma série. Se você perdeu as duas anteriores, ou se você quer relembrar para entender melhor a questão, acesse nos links a seguir a Parte 1 e a Parte 2. Na primeira parte, vimos que uma alteração na sequência dos nucleotídeos do DNA, as chamadas mutações, podem afetar a transcrição das proteínas e, consequentemente, a expressão do fenótipo do indivíduo (características observáveis do indivíduo). Entretanto, no caso do fator epigenético, como dito na introdução, não afeta essa sequência, não gera uma mutação. Vimos também que existem fatores que bloqueiam a transcrição de determinados trechos do DNA, alterando a expressão gênica. Entretanto, no caso do fator epigenético, tais alterações são hereditárias, como dito na introdução. E onde ocorrem essas alterações então? Como visto na Parte 2, as proteínas histonas são responsáveis por "trancar" e "destrancar" certas regiões do DNA, tornando as informações acessíveis ou não. Boa parte das alterações epigenéticas acontecem nesse nível. 

Voltando às nossas analogias, imaginando que o DNA de um indivíduo seja seu manual de instruções (como o manual de instrução para a construção de uma casa, usado nos exemplos anteriores), vamos dizer que a "sequência de nucleotídeos" é o texto em si. Eu posso provocar uma mutação ao alterar as palavras do texto. Se o texto diz "execute a tarefa A e depois a tarefa B" e eu troco por "executa a tarefa A e depois a tarefa C", eu alterei o sentido do texto e, consequentemente, o resultado dessa instrução. Isso seria uma mutação, uma alteração na sequência dos nucleotídeos. Entretanto, como dito, o fator epigenético não altera em nada o texto. Mas digamos que eu, sem querer, derramei tinta em cima de um parágrafo do texto, manchando-o e impedindo-me de ler o que estava por baixo da tinta. Ou então derramei cola numa determinada página, trancando-a e impedindo o acesso ás informações que ali estavam. Em ambos os casos, eu não alterei o texto original, mas acabei impedindo o acesso a essas informações ali contidas. Percebam que as instruções desse manual pode ter sido drasticamente alteradas na ausência dessas partes inacessíveis. Compreendem? O inverso também pode ocorrer. Imaginemos que eu pegue um texto onde tinta foi derramada e eu removo essa tinta. Uma nova informação acaba de se tornar acessível. Da mesma forma que se eu encontro páginas coladas e arrumo uma maneira de descolá-las, trago novas instruções e, consequentemente, uma nova expressão daqueles genes. E em todos os casos citados, seja adição de informação, ou supressão da informação, se pegarmos esse manual de instruções alterado e fizermos uma cópia dele, a cópia sairá com a informação também alterada. Daí a hereditariedade desses fatores. Percebem como o mecanismo epigenético trabalha?

Na prática, deixando de lado as analogias, como essas coisas ocorrem? Existem várias maneiras diferentes e bastante complexas. Citarei apenas duas como exemplo. A primeira é a metilação e desmetilação do DNA.

DNA metilado - observe os radicais metil aderidos às bases nitrogenadas

De uma forma bem simples (estou simplificando bastante as coisas para facilitar a compreensão), podemos dizer que esses radicais metil impedem a transcrição dos genes na região metilada. É como se houvesse uma capa cobrindo o DNA e impedindo a sua transcrição naquela região. Se removida essa "capa", o DNA pode novamente ser transcrito, a informação pode ser acessada.

A segunda forma é a modificação das histonas, a qual pode ocorrer devido a uma metilação (adição do radical metil) ou acetilação (adição do radical acetil) na região. 

Metilação e Acetilação dos octâmeros de Histonas

Em ambos os casos, a modificação introduzida ocorre através de modificações em cargas eletrostáticas que provocam repulsão ou atração entre as partes, soltando ou prendendo o fio de cromatina da histona, tornando a informação inacessível ou acessível, dependendo do caso.

Cromatina sendo desenrolada das histonas pelo fator epigenético

Agora, para encerrar, vamos deixar de lado os mecanismos biológicos e entrar nas implicações práticas disso tudo. O que são esses fatores epigenéticos que provocam essas modificações em nosso DNA ao longo da vida e podem ser passados aos nossos descendentes? Como visto neste artigo científico aqui, fatores como nutrição, comportamento, estresse, atividade física, hábitos de trabalho, fumo, consumo de álcool, são fatores que podem influenciar os mecanismos de metilação e acetilação do DNA, ou seja, o nosso "modo de vida" influencia a expressão de nossos genes e a transmissão dos mesmos. Essa é a grande sacada da epigenética! Apesar das modificações que ocorrem em seu corpo não serem diretamente transmitidas aos seus descendentes, esses fatores citados podem influenciar a expressão dos genes e sua hereditariedade. Metilação e acetilação de DNA podem ser transmitidas aos descendentes. E como metilação e acetilação podem estar condicionadas aos seu padrão de vida, a forma com a qual vivemos passa a ter uma importância muito maior do que se pensava. A imagem usada como cabeçalho dessa postagem ilustra exatamente isso: dependendo da forma com que o indivíduo vive, a sua fisiologia responderá de maneira diferente. A saúde e comportamento de um indivíduo podem sim sofrer influência do meio ambiente, inclusive influência do ambiente materno ou paterno. Impressionante, não? Nas próximas postagens dessa série, abordaremos alguns exemplos interessantes e a implicação da epigenética na vida do indivíduo e formação da sociedade. Não percam! 😉

Existe Natureza Humana?

A natureza humana faz referência ao conjunto de traços diferentes - incluindo maneiras de pensar, sentir ou agir - que os seres humanos tendem a ter, independente da influência da cultura. As questões sobre quais são essas características, o quanto elas podem ser mudadas, e o que as causa estão entre as questões mais antigas e importantes da filosofia ocidental. Tais questões têm impactos imensos em ética, política e teologia, bem como em arte e em literatura. Os múltiplos ramos das ciências humanas exercem um papel importante nesse debate. Os ramos da ciência contemporânea associados com o estudo da natureza humana incluem a antropologia, a sociologia, a sociobiologia, a psicologia, sobretudo a psicologia evolutiva, que estuda a seleção natural na evolução humana, e a psicologia comportamental. Nos últimos trinta anos, com o avanço das ciências da informação e biologia genética, o debate "natureza versus meio" se reacendeu, carregado de complexidades, com grandes impactos na política e filosofia do começo do século XXI. (Wikipédia)

Hoje eu pretendo deixar apenas uma reflexão a respeito do tema. Tenho percebido em inúmeras discussões com as quais topo por aí nas redes sociais, que a razão de muitas das vertentes ideológicas se deve à concepção que cada um tem de "Natureza Humana". Há aqueles que julgam o homem como "maligno, corrupto e falho por natureza". Pessoas que acreditam nisso, tendem a ser mais pessimistas com relação à humanidade. São aquelas que acham que tudo que vier da humanidade tende a dar errado. São aquelas que acreditam que o controle aversivo e a hierarquização da humanidade se fazem necessários. Há aqueles que acreditam que o ser humano é "bom e puro por natureza". São aqueles que tendem a acreditar que o meio é o principal corruptor do ser humano e que, alterando-se esse meio, altera-se a humanidade. Existem vertentes dentro dessas que citei, mas acredito que essas duas são as principais. (Obs: Não sou especialista em nenhuma das áreas citadas e, portanto, esse artigo aqui é mais voltado para uma visão pessoal e parcial do assunto. É possível que eu cometa alguns equívocos aqui. E se você, leitor, perceber algum deles, por favor... fique à vontade para criticar e corrigir-me, citando, obviamente, a fonte do estudo em questão.)

A Etologia (ciência do comportamento animal) já comprovou em diversos estudos que existem comportamentos inatos (de nascença) e comportamentos adquiridos. Pegando um exemplo rápido para ilustrar, o uivo de um lobo é algo inato, determinado geneticamente. Filhotes de lobos foram coletados do ambiente e separados do convívio com qualquer outro membro de sua espécie. Estes filhotes, ao atingirem determinado grau de maturidade, sentem o ímpeto de uivar sob a luz do luar. O fato de terem sido criados na ausência de qualquer membro de sua espécie exclui automaticamente a chance deles terem aprendido a uivar socialmente. O uivo é algo inerente à espécie. Mamíferos, de forma geral, possuem reflexo de sucção de nascença. Se você pegar um filhote recém-nascido de qualquer mamífero e introduzir o dedo indicador na sua boquinha, ele tentará mamar como se fosse a teta de sua mãe. Novamente, neste caso, ninguém ensinou o filhote a mamar. Ele simplesmente sabe! É algo inato, determinado geneticamente. Podemos dizer que todos esses casos fazem parte da natureza daquela espécie em questão, concordam?

Agora vamos ao ponto polêmico e sem resposta: "E quanto ao ser humano? Existe de fato uma natureza humana?" Quando faço essa pergunta, obviamente, me refiro a algo muito além de "reflexo de sucção" (que nós certamente possuímos). Estou me referindo às qualidades que nós damos a nós mesmos. O que nos faz humanos? Essas características são inatas ou construídas socialmente? É aí que entra o problema, pois a ciência ainda não conseguiu responder a essa pergunta. No exemplo dos lobos, conseguimos isolá-los os totalmente do convívio com membros de sua espécie, mas com seres humanos não é possível realizar esse tipo de experimento. Até mesmo porque o ser humano é um animal social e o ambiente social é uma variável importante nessa análise. Para realizar um experimento similar e descobrir a existência dessa natureza humana (caso exista), seria necessário, ao meu ver, a criação de diferentes tipos de sociedades onde esses seres humanos cresceriam e se desenvolveriam. Uma sociedade pacifista e outra puramente violenta, uma sociedade onde não há hierarquias e outra com hierarquização máxima, uma onde há economia monetária e outra não, e por aí vai. Acredito que somente através desse tipo de análise poderíamos ter uma resposta direta a essa pergunta, mas sabemos que esse tipo de experimento é inviável (além de antiético). Resta-nos apenas experimentos sociais de menor escala, além de análises comportamentais e biológicas. Como disse, não há consenso e estamos longe de comprovar alguma coisa. Por esse motivo há espaço para as duas interpretações citadas no início do texto, e a partir dessas interpretações, surgem as ideologias e visões de mundo.

Pessoalmente (sim, o artigo a partir de agora é puramente opinativo) acredito numa visão mais sociobiológica da humanidade. A sociobiologia, em linhas gerais, é uma disciplina relativamente nova, que trabalha conceitos da sociologia com biologia (minha área de especialidade). Dentro dessa concepção, somos parcialmente fruto de uma programação genética, a qual pode ser modificada pelas variáveis ambientais (especialmente através de mecanismos epigenéticos, sobre os quais falarei em algum momento). Nesse sentido, não haveria uma natureza humana no sentido estrito da coisa. A nossa natureza seria moldada a partir de nossas experiências e do meio social em que vivemos. Eu sou brasileiro, biólogo, agnóstico, pacifista. Mas se eu tivesse nascido na Síria, provavelmente seria muçulmano e, quem sabe, um guerrilheiro. Se tivesse nascido no Texas, eu poderia ser um empresário, protestante e, quem sabe, armamentista. Estou citando alguns exemplos aleatórios para ilustrar meu ponto de vista. Muito de nossas características pessoais, sejam relativas a gostos pessoais, vertentes ideológicas, caráter, índole, etc., são determinados pelo ambiente onde crescemos. É claro que existem exceções. Podemos ter uma criança norueguesa que sempre teve de tudo na vida e se tornou um traficante assassino, ou uma criança criada numa comunidade extremamente violenta do RJ que se tornou uma "pessoa de bem", honesta e pacifista. Existem casos em que o meio não consegue mudar a pessoa e é nesses casos que se baseiam as vertentes que acreditam no pleno livre arbítrio humano. O ser humano se torna aquilo que ele quer e o meio não tem nada a ver com isso. Entretanto esses casos costumam ser minoritários. E os estudos, até onde conheço, mostram a grande força do componente ambiental na construção social desses indivíduos. Além disso, é possível que existam variáveis nesses casos minoritários que tenha levado à discrepância. A criança norueguesa poderia ter um desvio neurológico, por exemplo. A criança do RJ poderia ter uma mãe ou avó extremamente importante na sua educação. Enfim... há uma verdadeira infinidade de variáveis que deveriam ser analisadas para que chegássemos a uma resposta satisfatória. 

Finalizando, deixo um trecho de um documentário polêmico que ilustra exatamente o que acredito em termos de natureza humana, embasado nos tais estudos de sociobiologia e epigenética que citei. Aqui está o link para quem tiver a curiosidade de saber mais:

Acessando a Informação Genética

Dando continuidade à nossa jornada rumo à epigenética, hoje entenderemos como a informação genética é armazenada e acessada em cada uma das células. Primeiramente, precisamos conhecer o núcleo celular. O núcleo é o local onde todo o nosso material genético é armazenado. É delimitado por uma membrana chamada de carioteca (ou membrana nuclear), a qual é atravessada por vários poros, que permitem a troca de substâncias entre o interior do núcleo e o citoplasma celular. Em seu interior, há uma região chamada de nucléolo, o qual é responsável pela síntese de ribossomos (que por sua vez são responsáveis pela síntese de proteínas). Esses ribossomos podem ser encontrados aderidos à própria carioteca, ao Retículo Endoplasmático Rugoso (organela celular responsável pela produção de proteínas para exportação) ou simplesmente soltos e dispersos pelo citoplasma celular.

Detalhes do Núcleo: carioteca, poros, nucléolo e cromatina

Ainda no interior do núcleo, como pode ser visto na imagem acima, temos uma molécula completamente enrolada, a chamada cromatina. A cromatina, nada mais é, do que um filamento de DNA enrolado em proteínas chamadas histonas. Para facilitar a compreensão, imagine que você tem um filamento de barbante de 200m de comprimento, totalmente embolado no interior de uma sala. Se eu solicitar que você o desembole pra acessar uma informação em seu interior, terá certa dificuldade. Pra facilitar seu acondicionamento nessa sala, imaginemos então que você pega esse barbante, mede 2 metros e o enrola algumas vezes num pedaço de madeira. Então você dá um espaçamento de mais 2 metros e o enrola novamente em outro pedaço de madeira. Você repete o procedimento várias vezes até a extremidade do barbante.  Ao final do processo, você terá algo muito menos volumoso no interior da sala, um barbante compactado, enrolado em vários pedaços de madeira. Aquilo que deveria ter um comprimento de 200m, talvez tenha agora algo em torno dos 20m de comprimento (estou chutando valores para fins didáticos). O barbante é o DNA e os pedaços de madeira, as proteínas histonas. O conjunto é chamado de cromatina. O problema é que nosso DNA é tão grande que só esse procedimento, muitas vezes, não é o suficiente para uma compactação satisfatória. É nesse momento que a cromatina se enrola sobre ela mesma, formando o chamado cromossomo.

A molécula de DNA se enrola nas histonas, formando a cromatina, que por sua vez enrola-se sobre si mesma, formando o cromossomo.

Agora que já sabemos o que é um cromossomo, vale a pena ressaltar que nós temos 46 deles. São 46 pedaços de DNA enrolados, formando 46 cromossomos, dos quais 44 são chamados de autossomos e 2 são cromossomos sexuais (X e Y). O sexo humano é determinado desta forma, onde mulheres possuem 44A + XX e homens possuem 44A + XY. Lembrando ainda que metade desses cromossomos veio de nossos pais e a outra metade veio de nossas mães. Esses pares de cromossomos (1 do pai + 1 da mãe) são chamados de cromossomos homólogos.

Pares de Cromossomos Homólogos contém 1 cromossomo vindo da mãe e outro vindo do pai. Reparem o último par (os cromossomos sexuais). O sexo deste indivíduo é masculino.

Bom... agora que já sabemos como a molécula responsável por toda a nossa informação genética é armazenada, vamos entender como ocorre o acesso a essa informação. Em linhas gerais, podemos dizer que as regiões da cromatina que estão mais emaranhadas, chamadas de heterocromatina, são as regiões inacessíveis do DNA, enquanto que as regiões menos emaranhadas da cromatina, chamadas de eucromatina, são as regiões mais acessíveis. Sendo assim, se lembrarmos da postagem sobre genética molecular (acesse aqui), vamos perceber que nosso DNA contém TODA a informação sobre nosso corpo. Entretanto, nem toda essa informação é acessada por uma mesma célula. Uma célula da pele, por exemplo, terá acessível as informações para produção de queratina, melanina, pelos, e todas as outras estruturas necessárias à formação de nossa pele, mas não terá informações sobre neurônios ou células hepáticas acessíveis. Já um neurônio, por exemplo, terá acessível todas as informações necessárias à sua função, que é a de conduzir impulsos nervosos, mas não terá acessível informações sobre a pele ou ossos. No exemplo dado na postagem de genética molecular, se formos considerar o DNA como um manual de construção de uma casa, podemos dizer que as páginas do manual que conteriam informações sobre como construir prédios ou edifícios estariam grampeadas, inacessíveis. Então, sendo assim, tudo o que você poderia ler do manual e executar, seria mais uma casa igual à anterior...

 

É nesse sentido, inclusive, que diferenciamos células-tronco de células adultas. Uma célula-tronco é chamada de célula indiferenciada, no sentido de que ela ainda não se diferenciou, não se especializou. Por esse motivo, ela tem sua cromatina ainda inteiramente acessível, sem nenhuma parte "trancada". É por esse motivo que ela pode se diferenciar em qualquer outra célula. É como se ela tivesse todas as páginas do manual abertas. Ela pode acessar qualquer uma das páginas e construir aquilo que ela desejar. Já uma célula adulta, já sofreu processo de especialização. Ela já trancou algumas de suas páginas e, por isso, não consegue acessar essas informações, sendo capaz de produzir apenas aquilo que ainda está acessível, que não está enrolado nas histonas.

Agora imagine o seguinte: e se você conseguisse "trancar" ou "destrancar" partes da cromatina de um indivíduo deliberadamente? Você seria então capaz de alterar o funcionamento de suas células. Nesse sentido, apesar de não poder alterar o material genético de um indivíduo, você seria capaz de alterar a forma com que ele se expressa, apenas alterando as regiões acessíveis e inacessíveis do mesmo. Essa é a chave da epigenética, tema da próxima postagem dessa série. Não percam!😉

Entendendo a Genética Molecular

Já tem um tempo que quero falar aqui sobre descobertas na área epigenética, mas nunca encontrei espaço nas edições anteriores desse blog. Há descobertas importantes nessa área que gostaria de comentar, mas não adiantaria fazer tais comentários se eu não explicar antes, de maneira bem didática, o que vem a ser a epigenética. E para um melhor entendimento, antes de entrar na epigenética propriamente dita, preciso fazer uma revisão básica do que você sabe de genética molecular pra poder entender os conceitos. Essa é a ideia desse artigo. E então, vamos lá?

1) A Molécula de DNA:

Nosso material genético, o DNA, funciona como uma espécie de "manual de instruções" do indivíduo. Toda e qualquer informação sobre o seu corpo está "escrita" em seu DNA sob a forma de uma sequência de moléculas chamadas de nucleotídeos. Esses nucleotídeos são as letrinhas A, T, C e G que normalmente vemos em representações de moléculas de DNA nos livros, filmes, reportagens, etc. Essas letrinhas, os nucleotídeos, possuem um pareamento específico entre elas. O nucleotídeo "A" sempre se liga com "T" (e vice-versa) e o nucleotídeo "C" sempre se liga com "G" (e vice-versa). Conforme essas moléculas vão se ligando, provocam aquela torção em espiral que você provavelmente também já conhece, a chamada dupla-hélice do DNA.

 Nucleotídeos Pareados / Dupla-Hélice

2) O Processo de Replicação:
 
Existem aproximadamente 3 bilhões de pares de nucleotídeos numa única molécula de DNA humano. Em cada uma das células do seu corpo (cerca de 10 trilhões delas), há uma cópia desse DNA, e toda vez que uma nova célula é gerada, é preciso fazer uma cópia desse manual antes. Fazendo uma analogia: imagine que o DNA é o manual de construções de uma casa. Tudo o que você precisar saber sobre ela, desde a fundação, alvenaria, hidráulica, elétrica, até a cor das pinturas, mobília interna, etc., está descrito ali. Imagine que você utiliza essa manual e constrói a casa inteirinha, conforme descrito no manual. Agora imagine que você quer construir uma vila inteira de casas iguaizinhas a essa primeira que você acabou de fazer. Você então vai até uma fotocopiadora e faz uma cópia completa desse manual, página por página. Dá esse manual para outro pedreiro e ele o executa de cabo a rabo, fazendo outra casa idêntica à primeira. O manual é fotocopiado e passado a outro pedreiro que faz uma terceira casa, e assim por diante. Ao final, temos quantas casas quisermos, cada uma delas com uma cópia do manual de instruções em seu interior, pronto para ser consultado sempre que preciso. Essa vila de casas é seu corpo, cada casa uma célula, os manuais, cópias do seu DNA.

 

A Replicação do DNA. Para fins didáticos, basta entender que a molécula original é aberta (as duas fitas são separadas) e uma nova fita complementar é sintetizada para cada uma delas

3) O Processo de Transcrição

Seguindo a analogia da casa... Imaginemos que, em algum momento, uma dessas casas precisa de um reparo. Ou então o seu dono quer fazer uma pequena mudança estrutural (quem sabe dividir uma grande sala e transformá-la em dois pequenos quartos para seus filhos?). Nesse caso, ele consulta o manual para saber como proceder na modificação. Só que esse manual contém mais de 3 mil páginas! É enorme, pesado, e a maior parte das informações é desnecessária ao processo. O dono da casa só quer saber como erguer uma parede idêntica às anteriores. O que ele faz então? Ele abre o manual na página correspondente ("como levantar uma parede") e faz uma cópia dessa página, apenas, fechando o manual em seguida, e guardando-o onde costuma ficar guardado. É exatamente isso que ocorre em nossas células. Toda vez que precisamos de uma informação específica do DNA, a célula o abre, copia apenas o trecho desejado, remove essa cópia e fecha o DNA. Lembrando que no caso, toda vez que o DNA é transcrito, a informação não sai na forma de um pedaço de DNA, mas sim de uma fita de RNA. Esse RNA gerado é uma molécula que contem a informação daquele trecho de DNA. É como se no caso do manual, o indivíduo que transcreveu a informação da página, a tivesse colocado em outro idioma, como por exemplo, o alemão.

Transcrição do DNA para RNA

Uma animação bem didática explicando o processo

4) O Processo de Tradução (Síntese Proteica):

Ainda na analogia... Após fazer a transcrição da informação, o pedreiro tem em sua mão uma folha contendo todas as informações que precisa, mas escritas em alemão, idioma que ele não entende. Ele precisa agora que alguém traduza a informação para ele, de forma que ele possa executar o seu trabalho. No âmbito celular, existem 3 moléculas de RNA necessárias para que tal tradução ocorra. São elas: O RNA Mensageiro (RNAm), o RNA Transportador (RNAt) e o RNA Ribossômico (RNAr), como vistos na imagem abaixo:

 Os 3 tipos de RNA

O RNAm traz a "mensagem", ou seja, a informação necessária para a síntese de uma proteína. O RNAt transporta à matéria-prima necessária à síntese proteica, ou seja, os aminoácidos que comporão a proteína. Já o RNAr, forma Ribossomos, organelas celulares responsáveis por fabricar as proteínas, de acordo com a informação proveniente do RNAm e utilizando a matéria-prima trazida pelo RNAt. Voltando às analogias, é como se o RNAm fosse a folha de instruções, o RNAt um carrinho de mão trazendo tijolos e cimento, e o Ribossomo o pedreiro em si.

O processo de Tradução. O ribossomo corre por cima da fita de RNAm, lendo-a, e encaixando um aminoácido correspondente à cada trio de nucleotídeos (chamados de códons).

 Outra animação bem didática explicando o processo

5) O Código Genético

Deixando a analogia de lado agora... Chamamos de códon cada conjunto de 3 nucleotídeos do RNAm. Cada códon é pareado com um anticódon da molécula de RNAt correspondente. Existem 64 códons possíveis. Há uma correspondência entre esses códons e os aminoácidos que são adicionados. Tal correspondência é chamada de código genético e é visto na tabela abaixo:  

 

Observe que existem 3 códons para "parada" da síntese proteica. O códon AUG (que corresponde ao aminoácido Metionina - MET) também serve como códon de início da síntese proteica.

6) Genes e Mutações

Bom... Vimos até então que o DNA contém TODA informação sobre seu corpo, que o RNA Mensageiro (RNAm) é responsável por transcrever uma pequena informação do DNA, e que essa informação é traduzida na forma de proteínas através de um aparato formado por 3 tipos de RNA's, seguindo o código genético. Agora podemos então, finalmente entrar com o conceito de "gene". Um gene é então um trecho de molécula de DNA responsável pela síntese de uma determinada proteína. E essa proteína tem uma determinada função no organismo. Se houver algum tipo de alteração na sequência de nucleotídeos desse gene, os códons correspondentes serão alterados e, consequentemente, de acordo com o código genético, haverá uma mudança na sequência de aminoácidos da proteína produzida, como visto na figura abaixo:

No exemplo acima, a troca de um "T" por um "A", alterou o aminoácido Glutamina por um aminoácido Valina, o que alterou a forma da hemácia (Anemia Falciforme)

Exemplos de mutações gênicas que podem ocorrer: substituição, inserção ou deleção de um nucleotídeo. Nos 3 casos haverá mudança na sequência dos nucleotídeos que compõe o códon, alterando o aminoácido adicionado e, consequentemente, a proteína formada.

6) Regulação da Expressão Gênica:

Para encerrar esse "resumão" básico de genética molecular, precisamos entender que existem fatores que regulam todo esse processo de expressão gênica. Existe uma região do gene chamada de promotor, onde a RNA Polimerase (Enzima que realiza o processo de transcrição) se encaixa para iniciar o processo. Se algum fator (proteína ou outra molécula de RNA) se ligar nesse sítio promotor, ela pode inibir todo o processo de síntese proteica, uma vez que a RNA Polimerase não conseguirá se encaixar mais. Observe o esquema abaixo:

 

Bom... basicamente era isso que tinha a mostrar hoje. Você deve estar se perguntando nesse momento então: "Qual o objetivo dessa aula?" O objetivo, como disse no início, é chegar até a Epigenética, onde proporei várias discussões. Usaremos esse resumo algumas vezes, sempre que for necessário. E se você achou o assunto interessante ou já conhecia e gostaria de aprofundar, vou deixar alguns links como sugestão. Esses links foram retirados de um blog sobre genética bastante completo e didático.
Aproveitem! ;-)

Aula 1: Estrutura dos Ácidos Nucleicos
http://aprendendogenetica.blogspot.com.br/2011/03/genetica-molecular-ciencias-biologicas.html

Aula 2: Replicação

http://aprendendogenetica.blogspot.com.br/2011/03/genetica-molecular-ciencias-biologicas_21.html

Aula 3: Transcrição
http://aprendendogenetica.blogspot.com.br/2011/03/genetica-molecular-aula-3-transcricao.html
Aula 4: Processamento
http://aprendendogenetica.blogspot.com.br/2011/04/aula-4-biologia-processamento.html

Aula 5: Código Genético e Síntese Proteica
http://aprendendogenetica.blogspot.com.br/2011/04/aula-5-bioologia-codigo-genetico-e.html

Aula 6: Regulação (Parte 1)
http://aprendendogenetica.blogspot.com.br/2010/05/genetica-molecular-aula-6.html

Aula 7: Regulação (Parte 2)
http://aprendendogenetica.blogspot.com.br/2012/05/genetica-molecular-biologia-regulacao.html

Aula 8: Mutações (Parte 1)
http://aprendendogenetica.blogspot.com.br/2010/05/genetica-molecular-mutacao-incompleta.html

Aula 9: Mutações (Parte 2)
http://aprendendogenetica.blogspot.com.br/2010/05/genetica-molecular-mutacao-ii.html