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Cientistas criam fita de DNA totalmente sintética

Cientistas criam fita de DNA totalmente sintética
Katarzyna Bartold, principal responsável pelo criação de uma versão sintética de uma cadeia de DNA, mostra um modelo ilustrando o resultado do seu trabalho.[Imagem: IPC PAS/Grzegorz Krzyzewski]

DNA sintético

Cientistas poloneses conseguiram pela primeira vez sintetizar uma espécie de molde para fabricar moléculas de DNA - moléculas totalmente funcionais.

Na matriz de polímero cuidadosamente projetada, eles imprimiram uma sequência única de DNA.

Esse "negativo" permaneceu quimicamente ativo, sendo capaz de ligar-se às nucleobases apropriadas, formando um código genético. Ou seja, a matriz polimérica sintética funciona exatamente como uma sequência de DNA real.

As técnicas usadas, de moldagem molecular e moldagem genética (imprinting), são bem conhecidas e utilizadas há anos em pequenas moléculas, mas até hoje ninguém havia conseguido construir uma cadeia polimérica perfeitamente complementar a uma cadeia individual de DNA porque as moléculas de DNA são muito grandes e complexas.

"Usando a 'impressão' molecular, podemos produzir, digamos, filmes de reconhecimento para sensores químicos, capturar moléculas de apenas um composto químico específico do ambiente - desde que apenas estas moléculas se encaixem nas cavidades moleculares existentes. No entanto, não há rosas sem espinhos. A impressão molecular é perfeita para moléculas químicas menores, mas quanto maior a molécula, mais difícil é imprimi-la com precisão no polímero," explicou o professor Wlodzimierz Kutner.

Genética sintética

A possibilidade de produzir equivalentes poliméricos estáveis de sequências de DNA, de forma simples e a baixo custo, é um passo importante no desenvolvimento da genética sintética, especialmente em termos de aplicações em biotecnologia e medicina molecular.

A equipe reproduziu sequências do código genético conhecido como TATAAA. Esta sequência desempenha um importante papel biológico, participando da decisão sobre a ativação do gene correspondente - a sequência TATAAA é encontrada na maioria das células eucarióticas (aquelas que contêm um núcleo); nos seres humanos, ela está presente em aproximadamente um em cada quatro genes.

A complementaridade das nucleobases nas cadeias de DNA é muito importante para as células. Ela não apenas aumenta a resiliência do registro do código genético (danos em uma fita podem ser reparados com base na outra fita), mas também torna possível transferi-lo do DNA para o RNA no processo conhecido como transcrição - a transcrição é o primeiro passo na síntese das proteínas.

A equipe afirma que, otimizando seu método, espera futuramente poder reproduzir sequências mais longas do código genético em matrizes poliméricas, o que permitirá não só aprender detalhes sobre o processo de transcrição nas células, como também construir sensores químicos para aplicações em nanotecnologia que operem diretamente com cadeias de DNA, além de poderem replicar e arquivar de forma permanente o código genético de diferentes organismos.

Bibliografia:

Programmed Transfer of Sequence Information into a Molecularly Imprinted Polymer for Hexakis(2,2'-bithien-5-yl) DNA Analogue Formation toward Single-Nucleotide-Polymorphism Detection
Katarzyna Bartold, Agnieszka Pietrzyk-Le, Tan-Phat Huynh, Zofia Iskierko, Marta Sosnowska, Krzysztof Noworyta, Wojciech Lisowski, Francesco Sannicolò, Silvia Cauteruccio, Emanuela Licandro, Francis D’Souza, Wlodzimierz Kutner
ACS Materials and Interfaces
Vol.: Article ASAP
DOI: 10.1021/acsami.6b14340




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