O Material Genético no DNA: O Experimento de Hershey e Chase
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O Material Genético no DNA: O Experimento de Hershey e Chase

UF
2008

 

 

 

Sumário

1. Introdução
2. O experimento do liquidificador
3. Conclusão
4. Anexos
5. Bibliografia

 

1. Introdução

Este trabalho, realizado no âmbito da disciplina de Genética, tem por objetivo fazer com que os alunos pesquisem, reflitam, debatam e entendam parte da história da descoberta do DNA como lócus da informação genética, contribuindo assim, de forma interativa, para o andar da disciplina.

O século XX foi marcado por numerosas e revolucionárias descobertas científicas no estudo da Genética. Nesta área de estudo do DNA, os primeiros fatos importantes remontam a 1928, quando Frederick Griffith realizou vários experimentos que forneceram evidências de que a informação genética estava contida em uma molécula específica. Assim, nos anos 1940, os cientistas já haviam constatado que os cromossomos continham o material genético, e que estes corpúsculos eram formados por DNA e por proteínas.

Mas até 1952, parte da comunidade científica relutava em aceitar o DNA, e não as proteínas, como material genético. Seus argumentos baseavam-se, fundamentalmente, no fato de as proteínas serem macromoléculas com grande heterogeneidade e especificidade funcional e na dificuldade em compreender ou aceitar que uma molécula tão simples como o DNA poderia dar conta de tão importante função.

A breve pesquisa aqui apresentada refere-se ao experimento de Alfred Hershey e Martha Chase com fagos bacteriófagos e bactérias, no qual demonstraram cientificamente que a herança genética é transmitida pelo DNA e não por proteínas. Historicamente, esses resultados possibilitaram estabelecer a capacidade do DNA de codificação e duplicação precisa do material genético, o que, posteriormente, trouxe importantes avanços na área de manipulação desse material e desses processos, para fins diagnósticos e terapêuticos os mais ambiciosos, tais como a identificação fetal de predisposições genéticas e a clonagem de mamíferos e de células humanas.

 

2. O Experimento do liquidificador

 

2.1 Marerial utilizado

- fagos bacteriófagos T2
- bactérias E. Coil
- material radioativo: 35S e 32P
- liquidificador
- centrífuga

 

2.2 Objetivo

Descobrir e demonstrar se o material genético encontrava-se no DNA viral ou na sua cápsula protéica.

 

2.3 Metodologia

Vírus e Bactéria

Os vírus bacteriófagos constituem-se de uma estrutura simples, formada por uma cápsula protéica, dentro da qual se localiza o material genético, que pode ser DNA ou RNA. A escolha do fago T2 justificou-se por terem seu ciclo vital já bastante conhecido na época. Morfologicamente estes vírus possuem uma cauda em forma de cilindro oco, em cuja parte distal existe uma placa hexagonal de onde brotam seis fibras caudais (Anexo1 – Fig 1).

O T2 pode rapidamente reprogramar células de E. coli de forma a fazer com que ela produza mais fagos T2 e os libere ao sofrer lise celular. Para visualizar qual componente viral faz a reprogramação das bactérias, os pesquisadores basearam-se nas seguintes propriedades químicas:

O DNA tem fósforo em sua composição, a proteína não, então:

1. A bactéria é cultivada num meio com ³²P - fósforo isótopo (radioativo) e em poucas horas o seu DNA estará radioativo.
2. O vírus bacteriófago é colocado para infectar a bactéria e, como se utiliza dela para reproduzir-se, sua nova geração terá material radioativo.
3. Isso quer dizer que o DNA do novo vírus estará radioativo, enquanto sua cápsula protéica não.

A proteína tem enxofre em sua composição, o DNA não tem, então:

1. Uma nova amostra de bactérias é cultivada num meio com 35S – enxofre isótopo (radioativo) e em poucas horas sua composição estará radioativa.
2. O vírus bacteriófago é colocado para infectar a bactéria e se utiliza dela para produzir suas proteínas.
3. Isso quer dizer que a cápsula do novo vírus estará radioativa, enquanto seu DNA não.

Hershey e Chase colocaram os dois tipos de vírus das novas gerações:

- Um com a cápsula protéica radioativa

 



- Outro com o DNA radioativo

 



cada um num cultivo de bactérias não-radioativas, para, através da técnica de detecção da radioatividade, visualizar o material responsável pela transmissão genética.

O que se observou foi:

No caso dos vírus de cápsula radioativa, todo o material radioativo ficou fora da bactéria e não foi detectado 35S na nova geração viral:

 



Por outro lado, o resultado do experimento com o outro vírus, mostrou que o ³²P era injetado para dentro da bactéria como componente do DNA viral e que permanecia nas novas gerações produzidas dentro do hospedeiro.

 



visualização por radioatividade de vírus infectando bactérias

 





nova geração virótica saindo de dentro da bactéria

Para garantir a eficácia da experiência, Hershey e Chase, logo após a infecção dos vírus radioativos em bactérias não-radioativas, colocaram o experimento no liqüidificador, conseguindo o desligamento entre a cápsula viral e a membrana bacteriana. Então, numa centrífuga conseguiram separar esses dois materiais, bactéria ao fundo, cápsula protéica viral sobrenadante, para então, separadamente, acompanhar o percurso do material radioativo.

 

 



2.4 Resultados

Observou-se que, no caso dos vírus de cápsula radioativa, todo o material radioativo ficou fora da bactéria e não foi detectado 35S na nova geração viral. Por outro lado, o resultado do experimento com o outro vírus, mostrou que o ³²P era injetado para dentro da bactéria como componente do DNA viral e que permanecia nas novas gerações originando novo DNA e novas cápsulas protéicas. Ou seja, ficou provado então que é o DNA – e não a proteína – o responsável pela transmissão do material genético.

 

3 Conclusão

A experiência realizada foi de grande importância, pois através dela foi demonstrado que o DNA constitui a fonte das informações hereditárias. A partir daí, a genética começou a entrar para o mundo de forma globalizada. De descoberta em descoberta, pesquisadores foram publicando internacionalmente os avanços, até a engenharia genética fazer parte do nosso cotidiano.

Em 1953 o DNA estruturalmente foi comparado a uma escada de cordas. Nas décadas de 60 e de 70, foi descoberta a polimerase e se conseguiu modificar uma bactéria geneticamente. Bactérias e fungos passaram a ter seus DNAs mudados em benefício humano (por exemplo na produção da insulina, ou em pesquisa de vírus de HIV). Nos anos 80 e 90 a “Revolução Verde” aumentou a produtividade desenvolvendo linhagens genéticas importantes, tanto para alimentação mundial como na área da medicina.

Passou-se a se investir bilhões em projetos biológicos. Oficialmente iniciou-se o Projeto Genoma Humano. O tomate americano, primeiro alimento modificado transgenicamente, foi liberado para o consumo. E em 1996 nasceu a Dolly, primeiro mamífero a ser clonado. Estas experiências, ainda levantam atualmente questões filosóficas e religiosas sobre o controle do código humano.



4 Anexos

 

Fig. 1 - estrutura viral

 

 

Fig. 2 - etapas do experimento

 



Fig.3 - passo-a-passo

 

 

5 Bibiografia

GRIFFITHS, A.J.F. Introdução à Genética. Rio de Janeiro: Editora Guanabara Koogan, 1998.

BURNS, George W. e BOTTINO, Paul J. Genética. Rio de Janeiro: Editora Guanabara Koogan, 1991.

As Bases Moleculares da Herança Genética. Disponível em: . Acesso em: 28 março 2008.

Identificação do material hereditário de fagos. Disponível em: . Acesso em: 28 março 2008.

The Hershey-Chase Experiment. Disponível em: . Acesso em: 28 março 2008.

Alfred Hershey. Disponível em: . Acesso em : 28 março 2008.