O P.G.H. é sem duvida o mais audacioso projeto da biologia, e pretende ter toda a sequência de genes da espécie humana, descobrir sua localização e determinar as suas funções. O anúncio do rascunho de 98% do genoma humano ocorreu no dia 26/07/2000, com a participação do presidente americano Bill Clinton e do 1° ministro britânico Tony Blair. O anúncio também mostrou que a aparente corrida não declarada entre os setores estatal e privado, envolvidos com o projeto terminou em empate, visto que o anúncio foi conjunto. Francis Collins, diretor do projeto genoma estatal, apertou a mão de seu ex - colega e presidente da companhia privada Celera, Craig Venter ao lado do presidente Bill Clinton. A trégua não significa uma conciliação de pontos de vista bem divergentes. Collins, apoiado por Clinton e Blair, quer que as informações nele contidas sejam de domínio público. Venter, no entanto, quer o direito de patentear sequências desse código. Ele pretende lucrar com a venda de informações determinantes para empresas farmacêuticas.

Para assistir a apresentação, você necessita ter instalado em seu computador o Flash Player, você pode instala-lo clicando no botão abaixo.

      O genoma humano é o conjunto de todo nosso material genético contido nos cromossomos, presente em todas as nossas células. Ele é composto por uma matéria química chamada DNA. O DNA é uma substância composta de unidades químicas repetidas, os nucleotídeos, que se repetem por 3 bilhões de vezes no genoma humano. As unidades são de quatro tipos: A, C, G e T. É a ordem dessas unidades que confere seu poder de informação. Em partes do genoma - em menos de 3% dele - o DNA codifica uma proteína. Essas regiões codificadoras de proteínas se chamam genes. Os outros 97% do genoma é considerado lixo genético ou "junkDNA" - todo DNA que não codifica uma proteína (gene) e do qual não se sabe a função. O termo foi criado para determinar a porção do DNA que aparentemente é inútil.

Existem quatro hipóteses que tentam explicar o porquê da existência do "junkDNA":

·        A primeira é a hipótese neutralista - propõe como explicação apenas a sua ligação física com os genes. Esse excesso de DNA seria resultado do processo evolutivo e, por não afetar de maneira negativa o organismo, seria transmitido de geração para geração.

·        A segunda é a da seleção intragenômica - considera o junkDNA como um parasita. Como todos os parasitas, teria a capacidade de causar danos ao hospedeiro, podendo interromper a função de algum gene importante ao se inserir no meio dele.

·        A terceira hipótese é a estrutural - esse DNA atuaria como um esqueleto no núcleo da célula. Assim, células maiores exigiriam núcleos maiores; a maior quantidade de DNA ajudaria a aumentar o volume do núcleo.

·        A quarta hipótese é a regulatória - o junkDNA seria responsável por funções essenciais, como a regulação da atividade dos genes. De acordo com essa idéia , não existe junkDNA, sendo ele todo funcional.

Estima-se que o genoma humano contenha de 50 mil a 100 mil proteínas diferentes, as quais formam as nossa estruturas corporais e controlam as nossas atividades biológicas, da digestão à faculdade de pensar. São pequenas alterações nessas proteínas que resultam na variabilidade humana. Através de dois projetos de pesquisa, um no setor público e o outro no privado, a ordem de cerca de 98% das unidades A, C, G e T no genoma humano já é conhecida. Agora é necessário identificar os genes dentro do genoma e depois definir as funções das proteínas. O sequenciamento estará completo este ano, mas a identificação dos genes precisará de mais cinco anos. Já a definição de suas funções provavelmente estará em progresso nos próximos cem anos.

2. HISTÓRICO DA GENÉTICA E A CORRIDA PELO GENOMA HUMANO

    O século 21 ficara conhecido sem duvida como o século da biotecnologia e da genética. O mais importante fator a impulsionar essa era biotecnológica são os projetos genomas do homem , de bactérias, plantas, animais etc. Imaginada nos anos 50, quando os cientistas americanos tentavam entender os efeitos da radioatividade entre as vítimas da bomba atômica, essa idéia só se tornou viável depois que a ciência aprendeu as técnicas da pesquisa genética.

1866 - Gregor Mendel estabelece as leis da hereditariedade.

1910 - Tomas Morgan demonstra que os cromossomos contêm os genes, unidade básica da herança genética.

1953 - James Watson e Francis Crick descobrem a estrutura do DNA.

1960 - Detectado o RNA mensageiro, que transfere a informação para a proteína.

1970 - Descoberta a enzima de restrição, que corta o DNA. Sintetizado quimicamente o primeiro gene.

1972 - Paul Berg produz a primeira molécula de DNA recombinante, o grande passo para experimentos entre organismos diferentes.

1978 - A Genentech, americana, produz a partir de bactérias a insulina humana recombinante.

1983 - Kary Mullis cria a técnica do PCR ( Reação em cadeia da polimerase ).

1990 - Começa o Projeto Genoma Humano estatal.

1997 - Nasce a ovelha Dolly, o primeiro mamífero adulto clonado.

1998 - Craig Venter funda a empresa Celera Genomics para completar rapidamente o genoma humano.

2000 - No dia 26/06/2000, apresentação conjunta do primeiro esboço do Genoma Humano, devido a um acordo entre o projeto público e o privado.

3. AS PROMESSAS DA DESCOBERTA DO GENOMA HUMANO.

O primeiro passo do P.G.H. correspondente ao rascunho dos 3,1 bilhões de pares de bases do DNA já foi concluído.  A quantidade total de genes ainda não foi definido. As estimativas variavam entre 38.000 e 120.000, mas os geneticistas apostam agora em 50.000. Só conhecemos 10.000 desses genes, 6.000 deles descobertos após o mapeamento. Encontrar e localizar os demais genes e entender como produzem as proteínas é o próximo passo.

Identificar os genes será uma tarefa muito mais complicada do que foi codificar o próprio genoma. A razão é que o processo não poderá contar com a ajuda dos supercomputadores que foram usados até agora. Será preciso colocar o cérebro humano à frente desses computadores.

A última etapa do genoma depende de outros ramos do conhecimento bem mais especializados:

Proteômica : ciência que estuda todas as proteínas sintetizadas nas células.

Farmacogenômica : que começa a produzir medicamentos com base nas ferramentas descobertas com o estudo do genoma.

Perspectivas do P.G.H.

Hoje - Alguns tipos de câncer e doenças hereditárias já podem ser diagnosticados com testes genéticos. No entanto, esses testes beneficiam poucas pessoas.

Em 1 ano - Espera-se separar os genes do lixo genético, que se estima em 97% do DNA.

Em 5 anos - Estima-se que o genoma esteja realmente pronto, com a identificação de 100% dos genes.

Em 10 anos - Testes genéticos estarão disponíveis para o diagnóstico de mais de 25 doenças. A terapia genética, hoje ainda restrita e ineficaz, começará a ter seus primeiros sucessos.

Em 20 anos - Já estarão disponíveis os diagnósticos e os tratamentos genéticos para as doenças mentais. Os geneticistas estarão realizando a terapia genética intra-uterina de embriões, sem afetar o restante do DNA do futuro bebê.

Em 30 anos - Os cientistas conhecerão os mecanismos genéticos envolvidos no processo de envelhecimento. A análise completa do genoma de uma pessoa será um exame comum.

Em 50 anos - A terapia genética estará disponível para a maioria das doenças. Com os avanços da genética, a expectativa média de vida do homem chegará aos 90 anos.

4. SEQUENCIAMENTO DO DNA HUMANO

Sequenciar o DNA significa delinear a ordem das bases presentes nos genes, lembrando que os genes formam a estrutura dos 23 cromossomos que são analisados no genoma humano. Foi utilizado amostras de DNA de 17 pessoas diferentes, para que no futuro não tenhamos problema de privacidade genética com esses doadores. O sequenciamento constituiu-se das seguintes etapas:

A. Picotando o DNA

Antes de tudo, as longas seqüências de DNA são picotadas em pedaços menores para que elas possam ser analisadas. Essa divisão do DNA é feita por enzimas especiais (enzimas de restrição). Alguns desses métodos permitem apenas que os cromossomos sejam cortados individualmente, outros conseguem cortar o genoma inteiro de uma vez.

B. Clonagem

Os fragmentos de DNA são então colocados em uma solução com bactérias. As bactérias multiplicam o DNA para que os cientistas possam ter mais matéria prima para análise. Essa etapa pode ser realizada também utilizando-se a técnica de Reação em Cadeia da Polimerase (PCR):

·        Uma desnaturação no DNA, utilizando-se uma temperatura média de 92°C, na qual  provocamos o rompimento das pontes de hidrogênio, e a conseqüente separação da cadeia dupla do DNA;

·        Após a abertura, uma seqüência de bases iniciadora ou primer que foi introduzida na reação de PCR se liga de forma complementar na extremidade da fita de DNA. Sem esse artifício a enzima responsável pela replicação, chamada Taq polimerase, não consegue iniciar seu trabalho de formação da cadeia complementar do DNA.  

·        Dentre as bases que serão usadas na replicação do DNA, há algumas especiais chamadas terminadoras, que têm a propriedade de interromper a ação da enzima de replicação.

C. Marcação com fluorescência

Os fragmentos de DNA clonados são então divididos em quatro soluções. Cada uma das soluções contém substâncias florescentes que reconhecem os fragmentos de DNA que terminam com uma determinada letra (A, T, C ou G). Quando a letra é encontrada, o fragmento recebe uma espécie de "etiqueta" fluorescente para que possa ser reconhecido ( verde - A, azul - C, laranja - G e vermelho - T ).

D. Separação

Os fragmentos de DNA "etiquetados" são então ligados a tubos finos cheios de gel. Uma carga elétrica lentamente "puxa" os pedaços de DNA para dentro dos tubos. Os pequenos fragmentos viajam mais rapidamente do que os grandes O processo acaba separando os fragmentos de acordo com o tamanho (eletroforese).

D. Leitura

Finalmente, todos os fragmentos são separados de acordo com o tamanho. Cada fragmento que é colocado na ordem é um par (A-T ou C-G) maior do que o fragmento seguinte. As "etiquetas" fluorescentes no fim de cada fragmento podem então ser lidas por um sistema a laser, que fornece em seguida a seqüência genética daquele pedaço de DNA.

 Os dados são processados em supercomputadores para que os cientistas remontem a sequência de DNA, agora totalmente digitalizada.

5. GENÉTICA E AMBIENTE

            O fato de conhecermos o código de um gene não significa que sabemos qual proteína ele produz e como ela interage com outras substâncias para fazer o corpo funcionar. Um simples gene pode conter o código de diferentes proteínas e ser responsável por muitas funções. Para realizar suas funções, as proteínas podem variar em quantidade, operar em diferentes combinações ou passar por modificações. A esperança é que os cientistas encontrem a cura ou um modo de prevenir doenças como o diabetes, a hipertensão, o mal de Alzheimer, o câncer , a Aids e os males do coração.

 No entanto, temos que levar em consideração o ambiente como um fator  importantíssimo na formação de uma característica e que contribui para ocasionar doenças. Nós sabemos que há alterações genéticas que são provocadas por fatores ambientais. O que não podemos é nos deixar levar pelo sensacionalismo da imprensa não especializada, como na publicação da matéria "o gene da inteligência". Na verdade, o que se descobriu foi um gene, presente em ratos, que influencia a memória e, por conseqüência, a capacidade de discernimento para decisões. Não podemos mudar o que nos faz indivíduos como a inteligência, aparência, gênero e sexualidade. Pelo que sabemos, a influência do ambiente é fundamental em todos os seres vivos, sem exceção.

6. Controle da manipulação genética

O controle deve ser da sociedade como um todo. Pesquisadores, empresas e agências governamentais que financiam os projetos estão envolvidos no processo e não devem ser os únicos a ditar normas de conduta sobre o futuro da população. É preciso manter a privacidade das informações que a técnica facilitará. Por exemplo, como reagirão as empresas de seguro saúde se souberem que um segurado poderá vir a ter uma doença progressiva? Como reagirão as empresas se souberem que um candidato a emprego é suscetível ao alcoolismo, câncer ou qualquer outro tipo de doença?

7. Testes genéticos e aborto

8. Patente DE GENES HUMANOS

 A empresa Celera Genomics Corporation confirmou ter entrado com 6.500 pedidos de patentes provisórias de genes. Desses a empresa pretende patentear definitivamente entre 100 a 300 genes. A Celera não informou quais genes estão sendo patenteados, apenas confirmou que são todos de interesse farmacêutico. O anúncio traz consigo um forte temor para a comunidade científica: o de que companhias privadas, por meio de patentes de genes, restrinjam a pesquisa e concentrem a informação sobre o código genético humano. A Celera diz que as patentes permitirão à humanidade chegar à era da medicina personalizada. Segundo a empresa, é justo e legal garantir lucros a uma companhia que investiu US$ 2 bilhões para desvendar o mapa genético.          

            No entanto, o P.G.H. público defende que as informações genéticas básicas da espécie humana devem ter caráter público. Admitem patentes só para inovações criadas a partir delas, como testes.

9. PROJETO GENOMA BRASILEIRO

O objetivo inicial do Projeto Genoma no Brasil não era descobrir isto ou aquilo, mas sim, formar gente competente para trabalhar no ambiente acadêmico e nas empresas, dotar laboratórios de material novo e adequado e trabalhar em algo útil para o país, propiciando um grande salto na biotecnologia do Brasil.

Parodiando o nome TIGR (The International Genome Research, um grande banco de dados de sequenciamento genético), deu-se a rede de laboratórios envolvidos no Projeto Genoma do Brasil, o nome de ONSA (Organização para Análise e Sequenciamento de Nucleotídeos), cujo símbolo é uma brasileiríssima onça pintada.

O Brasil é o pioneiro no mapeamento

do código genético de bactérias. Trinta e quatro laboratórios, financiados pela Fundação de Amparo à Pesquisa de São Paulo (Fapesp), levaram três anos para identificar os 2.700 genes da Xylella fastidiosa, a bactéria responsável pela praga do amarelinho que destrói principalmente os laranjais, a CVC (clorose variegada de citros). Este foi o primeiro genoma de um patógeno vegetal no mundo. Agora, este projeto entrou na fase do genoma funcional, ou seja a análise dos genes mais importantes, saber o que faz cada um deles, que tipo de proteína vai produzir. Enfim, onde estão os fatores responsáveis pelos estragos nas colheitas. Seu controle, trará melhores safras e mais qualidade nos cítricos e no café.

Os genes da Xanthomonas citri, causadora do cancro cítrico, que prejudica as colheitas de laranja, feijão, arroz e maracujá; também estão sendo mapeados pelos mesmos laboratórios envolvidos no sequenciamento e mapeamento da Xylella.

            Outro projeto com um potencial promissor é o da cana-de-açúcar. Seu estudo genético permitirá o conhecimento dos genes relacionados ao metabolismo da sacarose, podendo levar a outras plantas capazes de produzir o álcool, o que permitirá a pensar em formas de evitar a monocultura.

            Mas o teste definitivo para emparelhar o Brasil com a melhor tecnologia americana é o Projeto Genoma do Câncer, coordenado pelo inglês Andrew Simpson. Sua missão é, a partir de amostras de células tumorais obtidas no próprio Hospital do Câncer, fazer o sequenciamento e identificar na origem as mutações genéticas que levam à criação de tumores mais comuns na população brasileira (cabeça, gástricos e colo do útero). A meta do grupo é produzir 100 mil seqüências este ano e 500 mil até o fim do ano que vem. Nossos dados também vão ajudar os outros, lá fora, a interpretar o genoma humano.

10. BIBLIOGRAFIA

1.      WATSON, J. D. e colaboradores. O DNA recombinante. 2° ed.. Editora UFOP. Ouro Preto, 1997.

2.      ALBERTS, B. e colaboradores. Biologia Molecular da Célula. 3° ed. Editora Artes Médicas. Porto Alegre, 1997.

3.      RIFKIN, J. O Século da Biotecnologia. Editora Makron Books. São Paulo, 1999.

4.      AMABIS, J. M. & MARTHO, R. G.  Biologia dos organismos. v. 3. Editora Moderna. São Paulo, 1997.

5.      LOPES, S. G. B. C. Bio. v. 3. Editora Saraiva. São Paulo, 1997.

6.      Revista Biotecnologia. Ano 2, n° 12, 2000.

7.      Revista Galileu. Ano 9, n° 100, novembro, 1999.

8.      Revista Veja. Ano 33, n° 27, julho, 2000.

9.      Revista Superinteressante. n° 139, abril, 1999.

10.  Revista Istoé. n° 1605, julho, 2000.

11.  Revista Exame. Ano 34, n° 11, maio, 2000.

12.  Jornal Folha de São Paulo - 09/03/2000.

13.  Jornal Folha de São Paulo - caderno especial: Genoma, 27/06/2000.

14.  Jornal Folha de São Paulo - 28/06/2000.

15.  Jornal Folha de São Paulo - 30/06/2000.