A lógica molecular da vida - Instituto de Bioquímica Médica UFRJ

Estudo dirigido – Biologia Molecular
A lógica da vida: uma história da hereditariedade, François Jacob.
Capítulo 4: O gene. (Parte final)
No começo do século XX, as duas novas ciências, a
genética e a bioquímica, provocam uma mudança na biologia.
Em primeiro lugar porque introduzem o rigor até então
desconhecido dos métodos quantitativos: não basta mais
constatar a existência de um fenômeno, trata-se, a partir de
então, de avaliar parâmetros, de medir as velocidades das
reações ou das freqüências de recombinação, de determinar
uma constante de equilíbrio ou uma taxa de mutação. Em
segundo lugar porque deslocam o centro de atividade nos
seres vivos. Estes não se ordenam mais em profundidade
unicamente através da articulação dos órgãos e das funções,
não se enrolam mais em torno de um foco de vida de onde se
irradia a organização. Para a bioquímica, a atividade do organismo dispersa-se na espessura de
cada célula, nestas milhares de gotículas coloidais em que se executam as reações químicas e
se constroem as arquiteturas. Para a genética, esta atividade se encontra no núcleo da célula,
no movimento dos cromossomos, onde se decidem as formas, articulam-se as funções,
perpetua-se a espécie. Cada ciência refere-se a seu próprio modelo. Por um lado, os químicos
falam de estruturas moleculares e de catálise enzimática; explicam como os organismos tiram
sua energia do meio, restabelecendo assim o curso natural das coisas: não é mais somente um
fluxo de matéria que percorre o organismo, mas também um fluxo de energia. Por outro lado,
os geneticistas descrevem a anatomia e a fisiologia de uma estrutura de ordem três situada
nos cromossomos; atribuem à sua fixidez a memória da espécie, às suas mudanças o
aparecimento de espécies novas. As qualidades dos seres vivos baseiam-se, finalmente, em
duas entidades novas: o que os bioquímicos chamam proteína e o que os geneticistas
denominam gene. A primeira é a unidade de execução química, que realiza as reações e dá
aos corpos vivos sua estrutura. A segunda é a unidade da hereditariedade que rege ao
mesmo tempo a reprodução de uma função e sua variação. O gene comanda. A proteína
realiza.
Em meados do século, as duas ciências encontram-se praticamente no mesmo ponto.
As duas conseguiram descobrir a unidade de ação situada no centro de seu domínio. As duas
conhecem, portanto, o objeto da análise futura. Mas as duas encontram-se desprovidas dos
meios necessários para realizá-la. De fato, antes da última guerra, a biologia torna-se uma
ciência compartimentada. Cada especialista consagra-se ao estudo de seus problemas
utilizando o seu material. No mesmo instituto, às vezes no mesmo andar, frequentemente
coabitam dois colegas, um interessando-se pelos genes, outro pelas moléculas [que eles
codificam]. As conclusões a que a genética chega exigem a presença, nos cromossomos, de
uma substância capaz de desempenhos pouco comuns: por um lado, ela deve determinar as
estruturas e as funções dos corpos vivos; por outro, deve produzir cópias rigorosamente
idênticas de si mesmas, sem excluir a possibilidade de raras variações. A química encontra nos
núcleos dos tipos de substâncias: proteínas e este ácido ao qual Miescher, no século
precedente, dera o nome de “nucléico”. Mas a estrutura deste ácido ainda é mal conhecida. É
composto por quatro moléculas particulares, duas “bases púricas” e duas “ bases pirimídicas”,
cada uma delas estando ligada a um açúcar e a um agrupamento fosfato em um “nucleotídeo”.
Os quatro compostos associam-se em forma de um “tetranucleotídeo”. O ácido nucléico
aparece assim como uma espécie molecular sem variedade nem fantasia, portanto sem
aptidão para desempenhar qualquer papel na hereditariedade. Sendo assim, atribui-se este
papel às proteínas, ainda que suas propriedades se prestem mal a ele. Por sua complexidade, a
hereditariedade parece estar fora do alcance da química experimental. “Quanto mais
descobertas fazemos sobre a atividade fisiológica e sobre a hereditariedade, diz J. S. Haldane,
mais se torna difícil imaginar em termos de física ou de química uma descrição ou uma
explicação capaz de englobar todos os fatos de uma coordenação persistente”.
No final do século XIX e na primeira metade do século XX, desapareceu a antiga forma
do vitalismo, a que a biologia inicialmente recorrera para adquirir independência. Diante do
desenvolvimento da ciência experimental, da genética, da bioquímica, não se pode mais, a não
ser através do misticismo, invocar seriamente um princípio de origem desconhecida, um X que
escaparia por sua própria essência às leis da física, para explicar os seres vivos e suas
propriedades. Se a física parece não poder explicar o conjunto dos fenômenos da vida, não é
mais devido a uma força exclusiva do mundo vivo, impossível de ser conhecida. É devido a
limites inerentes à observação e à análise, à complexidade dos seres vivos em relação à
matéria. Assim como certas características dos átomos não podem mais ser reduzidas à
mecânica, também poderia ocorrer que certas particularidades da célula não pudessem ser
interpretadas em termos de física atômica. “Constatar a importância das propriedades dos
átomos nas funções dos seres vivos, diz Niels Bohr, não basta para explicar os fenômenos
biológicos. Portanto, o problema é saber se ainda nos falta um dado fundamental para a
análise dos fenômenos naturais, antes de compreender a vida basendo-se na experiência da
física... Neste caso, a existência da vida deveria ser considerada como um fato elementar sem
explicação possível, como um ponto de partida para a biologia, da mesma maneira que o
quantum de ação, que aparece como elemento irracional para a mecânica clássica, constitui
com as partículas elementares o fundamento da física atômica”. O que poderia então impor
um limite ao conhecimento do mundo vivo não é mais uma diferença de natureza entre o vivo
e o inanimado. É a insuficiência de nossos meios ou mesmo de nossa possibilidade de análise.
A isto se adiciona uma complexidade nos componentes dos seres vivos que não pode ser
comparada à das moléculas estudada pela física e pela química clássicas. Portanto, talvez os
seres vivos, em vez de escaparem às leis da física, utilizem “outras leis da física, ainda
desconhecidas, diz Schrödinger, mas que, uma vez reveladas, farão parte desta ciência”.
Portanto, não se trata mais de recorrer a uma força misteriosa para justificar a origem, as
propriedades, o comportamento dos seres vivos. Trata-se de saber se as leis já encontradas na
análise da matéria bastam ou se é preciso procurar novas. Para se constituir como ciência, a
biologia teve que se separar radicalmente da física e da química. Em meados do século XX,
para prosseguir a análise da estrutura dos seres vivos e de seu funcionamento, teve que se
associar intimamente a elas. Desta união nascerá a biologia molecular.
Dê respostas completas e criativas. Explore o que você sabe e/ou pensa. Explore seus
conhecimentos, não se limite apenas ao texto.
Questões para discussão
1) Qual o foco de estudos da bioquímica?
2) Qual o foco de estudos da genética?
3) Por que no segundo parágrafo o autor diz que o ácido nucléico no século XIX era visto
como uma molécula sem variedade nem fantasia? Quais moléculas pensavam-se
serem as responsáveis pela hereditariedade? O que Haldane quis dizer com a frase
citada por Jacob?
4) As duas últimas frases do primeiro parágrafo do texto são: o gene comanda, a proteína
realiza. O que isso quer dizer? Quais são as características dos genes que o tornam
capazes de comandar a hereditariedade? E também: quais as características das
proteínas que as tornam os motores moleculares que realizam as funções celulares?
(Ou ainda: por que os genes não são feitos de aminoácidos e as proteínas não são
feitas de bases nitrogenadas? O que, na estrutura de cada molécula, faz com que ela
seja adaptada a uma função especial?)
5) Segundo o texto a biologia tornou-se ciência baseando-se no conceito do vitalismo. O
que significa este conceito e por que ele foi adotado no século XIX? O que Schrodinger
teorizava sobre o assunto?
6) A partir do século XX, a idéia de que a vida possui propriedades únicas, maravilhosas e
desconhecidas (vitalismo) começou a morrer. Finalmente, através dos estudos de
genética e bioquímica, era possível associar as ciências físicas, químicas e biológicas
num só contexto amplo e coerente. A biologia molecular trouxe, para a biologia, um
tipo de rigor lógico e matemático antes só aplicado nas ciências exatas. Quais os
desenvolvimentos você acredita que permitiram à biologia integrar-se à química e a
física, matando assim o vitalismo? Qual a relação moderna entre física, química e
biologia? O que você pensa que ocorrerá no futuro com essas disciplinas?
7) A biologia molecular é uma ciência que tem como mãe a genética e, como pai, a
bioquímica. Discuta a afirmação.
Temas para discussão
Genética, bioquímica, reducionismo, hereditariedade, função molecular, vitalismo,
integração entre ciências, história da ciência.