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A descoberta de Frederick Griffith: como ela mudou nossa compreensão da hereditariedade em 1928?
Em 1928, Frederick Griffith conduziu um experimento inovador em microbiologia que foi pioneiro na genética moderna. Sua descoberta não apenas revelou como as bactérias podem alterar seu material genético por meio do processo de transformação, mas também lançou as bases para a compreensão posterior do DNA.
Os experimentos de Griffith mostraram que partes de bactérias patogênicas mortas poderiam fazer com que bactérias inofensivas se tornassem patogênicas.
No estudo, Griffith usou duas cepas de Streptococcus pneumoniae: uma é o tipo S patogênico (tipo liso) e a outra é o tipo R não patogênico (tipo rugoso). Quando ele injetou bactérias mortas do tipo S junto com bactérias vivas do tipo R em camundongos, o resultado surpreendente foi que os camundongos ficaram doentes e morreram, e bactérias vivas do tipo S foram encontradas em seus corpos. Essa descoberta levou Griffith a perceber que existia algum tipo de "fator de transformação" que poderia transformar bactérias inofensivas em formas patogênicas.
Esta descoberta atraiu ampla atenção científica porque sugere a existência e possível transferência de informação genética biológica.
Foi somente em 1944 que Oswald Avery e outros confirmaram que esse fator de transformação era, na verdade, DNA. Essa foi a primeira evidência forte de que o DNA carrega a informação genética das células. Essa inspiração levou os cientistas a explorar a natureza do DNA, abrindo caminho para o desenvolvimento subsequente da engenharia genética e da biotecnologia moderna.
Capacidades naturais e artificiais
A competência natural se refere à capacidade das bactérias de adquirir DNA no ambiente natural, enquanto a competência artificial se refere às propriedades adquiridas pelo tratamento de células em laboratório usando métodos específicos. A geração dessa capacidade permite que as células se adaptem rapidamente às mudanças em seu ambiente e também é um mecanismo importante no processo de reparo do DNA. Muitas bactérias, como Bacillus subtilis e Streptococcus pneumoniae, foram extensivamente estudadas para entender os processos e funções de sua transformação genética.
Mecanismos de coleta de DNA
Em um ambiente de laboratório, os pesquisadores normalmente fornecem fragmentos de DNA geneticamente modificados, ou plasmídeos, para coleta. O transporte de DNA envolve atravessar a membrana celular e, em alguns casos, a parede celular. Uma vez dentro da célula, o DNA pode ser degradado em nucleotídeos, que podem ser usados para replicação de DNA ou outros processos metabólicos. Além disso, quando o DNA se recombina com o genoma de uma célula, um processo chamado transformação, ele marca a transferência de informação genética.
Regulamentação da Capacidade
No laboratório, o aprimoramento das habilidades naturais é frequentemente desencadeado por deficiências nutricionais ou ambientes adversos. No entanto, os sinais de indução específicos e os mecanismos regulatórios variam muito entre diferentes bactérias. Por exemplo, alguns fatores de transcrição, como sxy, afetam a expressão de habilidades sob a regulação de elementos específicos de RNA. Isso sugere que as bactérias ganham uma vantagem de sobrevivência ao adquirir DNA externo quando enfrentam condições adversas.
A evolução das capacidades
Acredita-se que a capacidade tenha múltiplas funções na evolução, incluindo o aumento da diversidade genética, o uso do DNA como "alimento" para substituir as necessidades metabólicas das células e o aumento da possibilidade de reparar danos ao DNA. Alguns pesquisadores sugeriram que o processo de transformação em bactérias pode ser semelhante ao papel do comportamento sexual em organismos superiores, mas essa teoria permanece controversa na biologia.
Foi levantada a hipótese de que a indução desse mecanismo na capacidade das bactérias de reparar o DNA quando enfrentam estresse oxidativo é benéfica.
Impacto na pesquisa subsequente
Os experimentos de Griffith não apenas mudaram a compreensão da hereditariedade, mas também abriram caminho para décadas de pesquisa científica. À medida que a engenharia genética e a biotecnologia avançam, muitos laboratórios estão aproveitando o poder das bactérias para uma variedade de aplicações, incluindo pesquisas em medicina, agricultura e ecologia. O uso de capacidades artificiais permite que os cientistas explorem ainda mais os mistérios da função e expressão genética.
Hoje, a descoberta de Griffith ainda afeta o curso de nossas ciências biológicas, fazendo com que as pessoas se perguntem: nesta era de combinação de genes e transformação genética, o quanto sabemos sobre futuras tecnologias genéticas?
