O MAIS AVANÇADO SISTEMA DE ARMAZENAMENTO DE DADOS

O segredo do DNA, diz a placa, está em seus degraus, as barras que conectam as duas laterais da escada. Pense nessa escada dividida verticalmente ao meio. Cada lado possui metades de degraus. Existem apenas quatro tipos dessas metades. Os cientistas as denominaram A, T, G e C. Eles ficaram maravilhados ao descobrir que a ordem dessas letras transmite informações em uma espécie de código.

Você talvez saiba que o código Morse foi inventado no século 19 para que as pessoas pudessem se comunicar por meio do telégrafo. Esse código tinha apenas duas “letras”: um ponto e um traço. Ainda assim, podia ser usado para formar inúmeras palavras ou frases. O DNA, por sua vez, possui um código de quatro letras. A ordem em que as letras A, T, G e C aparecem forma “palavras”, que chamamos de códons. Os códons são organizados em “histórias” chamadas genes. Cada gene contém em média 27 mil letras. Esses genes e os longos espaços entre eles são organizados em “capítulos”, os cromossomos. São necessários 23 cromossomos para formar o “livro” completo, ou seja, o genoma — toda a informação genética de um organismo.b

O genoma pode ser comparado a um enorme livro. Quanta informação esse “livro” pode armazenar? Ao todo, o genoma humano é formado por cerca de 3 bilhões de pares de bases, ou degraus, na escada de DNA.¹⁹ Imagine uma enciclopédia em que cada volume tem mais de mil páginas. O genoma preencheria as páginas de 428 desses volumes. Visto que cada célula possui duas cópias do genoma, seriam necessários 856 volumes da enciclopédia. Se você fosse digitar todo o genoma sozinho, teria de trabalhar por período integral durante 80 anos, sem tirar férias!

É claro que no final das contas todo esse trabalho de digitação seria inútil para seu corpo. Como você faria caber centenas de livros tão grandes em cada uma de seus 100 trilhões de microscópicas células? Comprimir assim tanta informação é algo que está além da nossa capacidade.

Um professor de biologia molecular e ciência da computação disse: “Um grama de DNA, que se fosse desidratado ocuparia um espaço de aproximadamente um centímetro cúbico, pode armazenar tanta informação quanto cerca de 1 trilhão de CDs.”²⁰ O que isso significa? Lembre-se de que o DNA contém os genes, ou seja, as instruções para a formação de um corpo humano. Cada célula possui um conjunto completo de instruções. O DNA armazena tanta informação que uma única colher de chá de DNA conteria instruções para formar cerca de 350 vezes o número de seres humanos vivos hoje! O DNA dos 7 bilhões de pessoas vivas atualmente na Terra mal formaria uma fina película na superfície dessa colher de chá.²¹

MÁQUINAS EM FUNCIONAMENTO

Enquanto está nesse ambiente silencioso, você se pergunta se o núcleo é realmente tão estático como um museu. Daí, você vê outro objeto. Acima de um mostruário de vidro contendo um modelo de DNA há uma placa que diz: “Aperte o botão para ver a demonstração.” Você aperta o botão, e uma voz diz: “O DNA realiza pelo menos dois trabalhos muito importantes. O primeiro é chamado replicação. O DNA tem de ser copiado para que cada nova célula tenha as mesmas informações genéticas. Veja a simulação a seguir.”

Uma máquina complexa passa por uma das aberturas do mostruário. Trata-se na verdade de vários robôs conectados um ao outro. A máquina se prende ao DNA e começa a se movimentar ao longo dele como um trem sobre trilhos. Ela se movimenta rápido demais para que você veja exatamente o que ela está fazendo, mas você observa que atrás dela saem duas moléculas completas de DNA em vez de uma.

A voz explica: “Você está vendo uma versão bem simplificada do que acontece durante a replicação do DNA. Um grupo de estruturas moleculares chamadas enzimas percorre a extensão do DNA dividindo-o em dois, e depois usa cada filamento como base para fabricar um novo filamento complementar. Não podemos mostrar todas as partes envolvidas na replicação do DNA como, por exemplo, o minúsculo mecanismo que vai à frente da máquina de replicação e divide o DNA de tal modo que ambos os lados possam ser espiralados livremente, mas não a ponto de ficarem muito enrolados. Também não podemos mostrar como o DNA é ‘revisado’ várias vezes. Erros são detectados e corrigidos com impressionante exatidão.” — Veja o diagrama nas páginas 16 e 17.

A voz continua: “O que podemos mostrar claramente é a velocidade em que tudo ocorre. Você viu o robô se movimentar em alta velocidade, certo? Na verdade, a máquina de enzimas se movimenta ao longo dos ‘trilhos’ do DNA à velocidade de cerca de 100 degraus, ou pares de bases, por segundo.²³ Se esses ‘trilhos’ fossem do tamanho dos trilhos de uma ferrovia, essa ‘máquina’ se locomoveria a cerca de 80 quilômetros por hora. Nas bactérias, essas pequenas máquinas de replicação podem se mover dez vezes mais rápido do que isso! Na célula humana, um exército de centenas dessas máquinas de replicação trabalha em diferentes pontos do ‘trilho’ de DNA. Elas copiam todo o genoma em apenas oito horas.”²⁴ — Veja o quadro “Uma molécula que pode ser lida e copiada”, na página 20.

“LEITURA” DO DNA

Os robôs replicadores do DNA saem de cena e, então, surge outra máquina. Ela também se move ao longo de um trecho do DNA, só que mais devagar. Você vê a fita do DNA entrando por uma extremidade dessa máquina e saindo pela outra, sem nenhuma alteração. Mas um filamento totalmente novo sai por outra abertura da máquina, como se fosse uma cauda. O que está acontecendo?

A voz passa a explicar: “O segundo trabalho do DNA é chamado transcrição. O DNA nunca sai de seu abrigo seguro, o núcleo. Então como é que os genes, as receitas para a fabricação de todas as proteínas que compõem seu corpo, são lidos e usados? Bem, essa máquina de enzimas encontra um ponto no DNA onde um gene foi ativado por sinais químicos vindos de fora do núcleo da célula. Daí, essa máquina usa uma molécula chamada RNA (ácido ribonucleico) para fazer uma cópia desse gene. O RNA se parece muito com um único filamento do DNA, mas não é exatamente igual. Seu trabalho é apanhar informações codificadas nos genes. O RNA adquire essa informação enquanto está dentro da máquina de enzimas, depois sai do núcleo e vai em direção a um dos ribossomos, onde a informação será usada para formar uma proteína.”

Enquanto assiste à demonstração, você fica impressionado com esse museu e com a engenhosidade daqueles que projetaram e construíram essas máquinas. Mas e se todos os objetos do museu passassem a se movimentar, demonstrando os milhares de tarefas executadas ao mesmo tempo em uma célula humana? Que espetáculo de tirar o fôlego isso seria!

Então você se dá conta de que todo esse trabalho executado por máquinas minúsculas e complexas está sendo realizado neste exato momento em seus 100 trilhões de células! Seu DNA é lido, fornecendo instruções para a fabricação das centenas de milhares de diferentes proteínas que constituem seu corpo, com suas enzimas, tecidos, órgãos e assim por diante. Neste instante seu DNA está sendo copiado e revisado para que um novo conjunto de instruções fique pronto para ser lido em cada célula nova.