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As diferentes características morfológicas e fisiológicas dos seres vivos têm origem na expressão dos diversos genes que compõem o genoma das células, traduzida na forma de proteínas. A biossíntese dessas moléculas é precedida de duas etapas fundamentais, que são a transcrição, processo pelo qual a informação genética contida no DNA nuclear é transcrita na forma de RNAm, e a tradução, quando há a decodificação da informação do gene na forma de proteína. Para garantir a expressão de um gene, em detrimento de outro, a célula se vale de um mecanismo conhecido como regulação da expressão gênica.

Diversos fatores podem influenciar a expressão gênica, entre eles a replicação do DNA, processo onde há síntese de duas novas moléculas de DNA. Essa influência pôde ser mensurada a partir de um modelo matemático desenvolvido pelo pesquisador da Universidade de Stanford, Alter, EUA, Gene H. Golub. Em suas pesquisas, ele utilizou técnicas matemáticas baseadas na mecânica quântica, com o objetivo de descobrir um mecanismo de regulação que correlacionasse o início da replicação com o processo transcrição.

Os resultados desse estudo foram os primeiros obtidos a partir de uma modelagem de dados de microarranjos de DNA (biochips de DNA), que são arranjos de DNA imobilizados sobre uma lâmina de vidro para análises de expressão gênica. Ele serviu como base para uma recente pesquisa desenvolvida pelo professor do Instituto de Pesquisa de Londres pertencente ao Cancer Research UK, John F. X. Diffley e por outros cientistas colaboradores. O estudo foi publicado na edição de outubro desse ano da revista Nature Molecular Systems Biology.

Nessa pesquisa os cientistas criaram experimentos para testar o mecanismo de predição desenvolvido no estudo anterior. Eles analisaram culturas de Saccharomyces cerevisiae submetidas a condições que bloqueavam a replicação do DNA, mas sem prejudicar o desenvolvimento do ciclo da célula.

Após a análise de diferentes fatores relacionados à expressão do RNAm e à identificação da expressão genética, os cientistas descobriram que quase a totalidade da expressão do RNAm é independente da autoduplicação do DNA. Também foi possível constatar que a necessidade da replicação do DNA, para que haja uma eficiente expressão do gene da histona, não depende das condições que determinam a resposta a danos em pontos específicos do DNA. Por último, foi descoberto que há uma diminuição da expressão gênica localizada perto da extremidade final 3’ da molécula, deixando claro que o início do processo de transcrição na posição downstream pode regular a expressão de genes localizados no trecho upstream do DNA.

Esses resultados foram bastante animadores, pois vieram a confirmar as predições da modelagem matemática, realizada pelo estudo do professor Gene H. Golub, da coordenação que há entre a origem da autoduplicação do DNA e a expressão do RNAm. As descobertas mostraram que a modelagem de dados de microarranjos de DNA poderá ser utilizada como uma ferramenta precisa para a previsão de métodos desconhecidos de regulação biológica.
23/10/2009
Arlei Maturano - Equipe Biotec AHG
 

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