Bactéria resistente à Radiação

A exposição excessiva a radiações é prejudicial para a maioria dos seres vivos, principalmente quando ocorre em altas dosagens, podendo causar sérias alterações genéticas. A radiação tem vasta utilização na ciência, porém o seu uso requer cuidados especiais.  Alguns organismos possuem um tipo de mecanismo que os torna altamente resistentes às radiações, dificultando o seu controle e muitas vezes a sua eliminação total.

 

O pesquisador Abraham Minsky do Departamento de Química Orgânica do Instituto Weizmann, situado em Rehovo (Israel) e sua equipe, estudando uma bactéria chamada Deinococcus radiodurans, descobriram que a forma em anel da estrutura do seu DNA é que confere a ela a mais elevada resistência a radiações entre todos os seres vivos. Ao atingir a bactéria, a radiação fragmenta em pequenos pedaços seu material genético, no entanto, devido a esta conformação do DNA, esses fragmentos podem ser reparados, o que levou os pesquisadores a estudar o funcionamento desse mecanismo. 

A característica que diferencia a D. radiodurans dos outros microorganismos é o fato dela conseguir reparar mais de duzentas quebras no DNA, enquanto os outros microorganismos têm capacidade de reparar somente de 3 a 5 quebras no DNA. De acordo com Minsk a bactéria possui uma caraterística que ele considera importante para a sua resistência à radiação, que é a existência de quatro compartimentos que se comunicam entre si, onde cada um contém uma cópia do material genético.    O pesquisador explica que dentre os 4 compartimentos, em um ou no máximo em dois, os cromossomos encontram-se dispersos permitindo que eles possam produzir proteínas, no entanto, essa forma dispersa os torna mais susceptíveis à radiação. Nos outros compartimentos os cromossomos estão estruturados em forma de anel tornando-os mais resistentes, o que possibilita que sejam usados como moldes para a reparação dos pedaços danificados. 

Além da radiação, a bactéria possui grande resistência a baixas temperaturas e desidratação. Essa descoberta pode ser o caminho para a produção de medicamentos que teriam a capacidade de regenerar células mortas, como por exemplo os neurônios - células do sistema nervoso responsáveis pela transmissão dos impulsos nervosos e que não têm a capacidade de regeneração.

 

A Deinococcus radiodurans foi descoberta em 1956 por A.W. Anderson at the Oregon Agricultural Experiment Station in Corvallis, Oregon, onde foram realizados experimentos que tinham como objetivo utilizar radiação gama para esterilizar alimentos. Nesses experimentos, onde se tentou eliminar qualquer forma de vida, a bactéria .D. radiodurans sobreviveu às doses de radiação, tendo sido então isolada. A resistência à radiação se deve ao mecanismo de multiplicação de cópias do seu genoma e a um mecanismo rápido de reparação do DNA.

A D. radiodurans é classificada como uma bactéria extremofílica, denominação que se dá aos organismos que conseguem sobreviver - crescer e se reproduzir - em  condições extremas e onde a maioria dos outros seres vivos não sobreviveriam.

Os organismos extremofílicos são classificados de acordo com as características do meio a que estão submetidos, tais como: 

• Acidófilos: vivem pH de 3 ou menos.  • Basófilos: crescem em pH entorno de 9,0 ou acima.   • Barífilo: variações de pressão, entre outros.

O conhecimento dos mecanismos que envolvem o metabolismo bacteriano propiciou o desenvolvimento de muitas aplicações dentro da ciência. Através de técnicas de engenharia genética, a Deinococcus radiodurans tem sido utilizada para muitos fins, tais como o consumo e digestão de solventes e metais pesados em lugares com alta radioatividade, a detoxificação de mercúrio iônico encontrado em resíduos radioativos, provenientes da fabricação de armas nucleares, entre outros.

Alguns pesquisadores acreditam que o mecanismo pelo qual a bactéria faz o reparo da molécula de DNA, possa ser incorporado no genoma de espécies superiores como uma forma de estimular o rejuvenescimento.

    

26/09/2006
Arlei Maturano - Equipe Biotec AHG