Raro DNA de 4 fitas foi observado em ação pela primeira vez

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Reconstrução do telômero humano do DNA quadrúplex. (Créditos: Thomas Splettstoesser/Wikimedia Commons)

Por Nicoletta Lanese
Publicado na Live Science

Duas fitas finas enroladas em uma hélice espiralada: esta é a forma icônica de uma molécula de DNA. Mas, às vezes, o DNA pode formar uma rara hélice quádrupla, e essa estrutura estranha pode desempenhar um papel em doenças como o câncer.

Não se sabe muito sobre esses DNA de quatro fitas, conhecidos como quadrúplexes-G – mas agora, os cientistas desenvolveram uma nova maneira de detectar essas moléculas estranhas e observar como elas se comportam nas células vivas.

Em um novo estudo, publicado em 8 de janeiro na revista Nature Communications, a equipe descreveu como certas proteínas fazem com que o quadrúplex-G se desfaça; no futuro, seu trabalho pode levar a novas drogas que agarram no DNA de hélice quádrupla e interrompem sua atividade.

As drogas podem intervir, por exemplo, quando o DNA estranho contribui para o crescimento do tumor cancerígeno.

“Há evidências de que quadrúplexes-G desempenham um papel importante em uma ampla variedade de processos vitais para a vida e em uma série de doenças”, disse o autor do estudo Ben Lewis, do Departamento de Química do Imperial College London, em um comunicado.

Em geral, os quadrúplexes-G surgem nas células cancerosas em taxas muito maiores do que as células saudáveis, de acordo com o comunicado.

Vários estudos relacionaram a presença de DNA de quatro fitas à rápida divisão das células cancerosas, um processo que leva ao crescimento dos tumores; então os cientistas levantaram a hipótese de que alvejar o estranho DNA com uma droga desenvolvida com essa finalidade poderia retardar ou interromper essa divisão celular desenfreada. Alguns estudos já corroboram essa ideia.

“Mas o elo que faltava era imaginar essa estrutura diretamente nas células vivas”, disse Lewis. Em outras palavras, os cientistas precisavam de uma maneira melhor de observar essas moléculas de DNA em ação.

O novo estudo começa a preencher esse conhecimento que falta.

Os quadrúplexes-G podem se formar quando uma molécula de DNA de fita dupla se dobra sobre si mesma ou quando várias fitas de DNA se ligam em um único ácido nucleico, conhecido como guanina – um dos blocos de construção do DNA, de acordo com a Discover Magazine.

Para detectar esse DNA estranho nas células, a equipe usou uma substância química chamada DAOTA-M2, que emite uma luz fluorescente quando se liga a quadrúplexes-G. Em vez de apenas medir o brilho da luz, que varia dependendo da concentração de moléculas de DNA, a equipe também rastreou por quanto tempo a luz brilhou.

Rastrear por quanto tempo a luz durou ajudou a equipe a ver como diferentes moléculas interagiam com o DNA de quatro fitas em células vivas.

Quando uma molécula se prendia à fita de DNA, ela deslocava o DAOTA-M2 brilhante, fazendo com que a luz se apagasse mais rápido do que se a substância química tivesse permanecido no local. Usando esses métodos, a equipe identificou duas proteínas, chamadas helicases, que desenrolam as fitas do DNA de quatro fitas e dão início ao processo de quebrá-las.

Eles também identificaram outras moléculas que se ligam ao DNA; estudos futuros sobre essas interações moleculares podem ajudar os cientistas a desenvolver drogas que se ligam ao DNA.

“Muitos pesquisadores têm se interessado no potencial das moléculas de ligação do quadrúplex-G como drogas potenciais para doenças como o câncer”, disse Ramon Vilar, professor de química inorgânica medicinal do Imperial College, no comunicado.

“Nosso método ajudará a progredir em nossa compreensão dessas potenciais novas drogas.”