Atualizado 22 de abril de 2025 por Sergio A. Loiola
A descoberta inusitada de uma nova estrutura de DNA por cientistas australianos segue surpeendendo e gerando novidades. Denominada de I-MOTIF, ela não é uma espiral sinuosa. É um nó de quatro fitas onde a citosina se pareia consigo mesma, não com a guanina.
A descoberta do que é descrito como um “nó torcido” de DNA em células vivas confirma que nosso complexo código genético é construído com uma simetria mais complexa do que apenas a estrutura de dupla hélice que todos associam ao DNA.
É importante ressaltar que as formas que essas variantes moleculares assumem afetam o funcionamento da nossa biologia, e dos demais seres vivos.
“Quando a maioria de nós pensa em DNA, pensamos na dupla hélice”, disse o pesquisador de terapias com anticorpos Daniel Christ, do Instituto Garvan de Pesquisa Médica, na Austrália, em abril, quando a descoberta foi feita.
O componente de DNA identificado pela equipe é chamado de estrutura de motivo intercalado (i-motif), que foi descoberta pela primeira vez por pesquisadores na década de 1990, mas até agora só havia sido observada in vitro, não em células vivas.
Graças à equipe de Christ, agora sabemos que o i-motif ocorre naturalmente em células humanas, o que significa que a importância da estrutura para a biologia celular, que antes era questionada, já que só havia sido demonstrada em laboratório, exige nova atenção dos pesquisadores.
Embora teorizado na década de 1990, só recentemente foi observado dentro de células vivas.
Por que é importante?
1- Encontrado em áreas que controlam os genes e o envelhecimento
2- Forma-se e desaparece como um interruptor biológico
4- Pode ser a chave para a compreensão da regulação gênica e do envelhecimento celular
Conheça i-motif, o “nó’ de quatro fitas de DNA dentro da célula
Se sua única familiaridade com as formas do DNA são as espirais helicoidais duplas que ficaram famosas graças a Watson e Crick, a configuração do motivo intercalado pode ser uma surpresa.
“O i-motif é um ‘nó’ de quatro fitas de DNA”, explicou o genomicista Marcel Dinger, que coliderou a pesquisa.
“Na estrutura do nó, as letras C [citosina] na mesma fita de DNA se ligam umas às outras, o que é muito diferente de uma dupla hélice, onde ‘letras’ em fitas opostas se reconhecem, e onde Cs se ligam a Gs [guaninas].”
De acordo com Mahdi Zeraati, da Garvan, o primeiro autor do novo estudo, o i-motif é apenas uma das várias estruturas de DNA que não assumem a forma de dupla hélice, incluindo A-DNA, Z-DNA, DNA triplex e DNA cruciforme, e que também podem existir em nossas células.
Outro tipo de estrutura de DNA, chamada DNA G-quadruplex (G4), foi visualizado pela primeira vez por pesquisadores em células humanas em 2013, que usaram um anticorpo projetado para revelar o G4 dentro das células.
No estudo, Zeraati e outros pesquisadores empregaram o mesmo tipo de técnica, desenvolvendo um fragmento de anticorpo (chamado iMab) que poderia reconhecer e se ligar especificamente a motivos i.
Ao fazer isso, ele destacou sua localização na célula com um brilho imunofluorescente.
“O que mais nos entusiasmou foi poder ver os pontos verdes, os i-motifs, aparecendo e desaparecendo ao longo do tempo, então sabemos que eles estão se formando, se dissolvendo e se formando novamente”, disse Zeraati.
As fases da vida da célula em que a nova estrutura DNA atua, e aplicações
Embora ainda haja muito a aprender sobre como a estrutura do motivo i funciona, as descobertas indicam que os motivos i transitórios geralmente se formam no final do “ciclo de vida” de uma célula, especificamente chamado de fase G1 tardia, quando o DNA está sendo ativamente “lido”.
Os motivos i também tendem a aparecer no que é conhecido como regiões “promotoras”, áreas do DNA que controlam se os genes são ativados ou desativados, e nos telômeros, marcadores genéticos associados ao envelhecimento.
“Acreditamos que a ida e vinda dos i-motifs é uma pista sobre o que eles fazem”, disse Zeraati. “Parece provável que eles estejam lá para ajudar a ativar ou desativar genes e para afetar se um gene é lido ativamente ou não.”
Agora que sabemos definitivamente que essa nova forma de DNA existe nas células, os pesquisadores terão a oportunidade de descobrir o que essas estruturas fazem dentro dos nossos corpos.
Como Zeraati explica, as respostas podem ser realmente importantes, não apenas para o motivo i, mas também para o DNA A, DNA Z, DNA triplex e DNA cruciforme.
“Essas conformações alternativas de DNA podem ser importantes para que as proteínas na célula reconheçam sua sequência de DNA cognata e exerçam suas funções regulatórias”, explicou Zeraati.
Portanto, a formação dessas estruturas pode ser de extrema importância para o funcionamento normal da célula. E qualquer aberração nessas estruturas pode ter consequências patológicas.
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É Livre a reprodução de matérias mediante a citação do título do texto com link apontando para este texto. Crédito do site Nature & Space
ALÉM DA DUPLA HÉLICE: A NOVA ESTRUTURA DE DNA DESCOBERTA
Bibliografia
Revista Nature Chemistry
]I-motif DNA structures are formed in the nuclei of human cells
Revista Nature
Structural insights into i-motif DNA structures in insulin-binding polymorphic region sequences
Science Alert
Scientists Have Confirmed a New DNA Structure Inside Human Cells
