INFORMAÇÃO GENÉTICA

Há 50 anos dois investigadores desconhecidos desvendaram o segredo da Vida.
Eis como o fizeram.

James Watson e Francis Crick não eram os cientistas mais espertos. Não eram os mais experientes. Não tinham o melhor equipamento. Nem sabiam muito de bioquímica. Mas construíram um modelo do ácido desoxirribonucleico (ADN) que mostrava como o ADN podia ser tudo aquilo que acreditavam ser: o detentor do código genético e, por isso, a molécula chave da hereditariedade, da biologia do desenvolvimento e da evolução.

O modo como os dois resolveram o mistério essencial da biologia molecular mostra como as mentes brilhantes e a preparação de excepção não bastam para penetrar nos segredos da natureza. É necessário flexibilidade, persistência, sorte - e, como Watson demonstrou com o êxito de 1968, The Double Helix (A Dupla Hélice, agora editado pela Gradiva), um pouco de arrogância.
 

James Watson e Francis Crick
 

Quando Watson chegou a Cambridge, no Outono de 1951, estava obcecado pelo ADN. Dispusera-se a ser naturalista, mas, durante o terceiro ano na Universidade de Chicago, leu O Que é a Vida?, de Erwin Schrodinger, um dos fundadores da física quântica. Schrodinger argumentava que uma das características essenciais da vida é a capacidade de armazenar e transmitir informação - ou seja, um código genético que passa de pai para filho. E como tem de ser simultaneamente complexo e compacto para caber numa única célula, tem de ser redigido ao nível molecular.

Watson mudou-se, então, para a genética e foi para a Universidade de Indiana, em 1947, estudar vírus, a forma mais simples de vida e, por isso, aquela em que o código poderia ser fácil de encontrar. Nessa altura, os cientistas tinham fortes indícios de que o código genético de Schrodinger estava contido no ADN. Mas, embora os biólogos utilizassem a palavra gene para indicar "a mais pequena unidade de informação genética", não fazia ideia do que era o gene. E com mais autoconfiança do que um recém-doutorado de 23 anos tinha o direito de possuir, Watson decidiu que iria descobrir.


Raios invisíveis

 

Durante uma conferência em Nápoles, na Primavera de 1951, Watson assistiu a uma dissertação de Maurice Wilkins, do King's College, de Londres, que utilizava difracção de raios-X para tentar compreender a estrutura da molécula de ADN. Quando se fazem incidir raios-X sobre um cristal - e algumas moléculas biológicas, incluindo o ADN, formam cristais - os raios invisíveis fazem ricochete na amostra para criar padrões na película fotográfica. Em princípio, podemos olhar esses padrões e obter indícios sobre a estrutura das moléculas que compõem o cristal. Na prática, os padrões do ADN são difíceis de desenredar. Watson estava extasiado.

A imagem de Wilkins sugeria que a ADN tinha uma estrutura cristalina regular. E determinando qual é essa estrutura, podemos ficar em melhor posição para compreender como funcionam os genes. Cá estava alguém que apreciava aquilo em que Watson acreditava: que o código genético estava inscrito na estrutura física do ADN. Percebeu que precisava de compreender a difracção de raios-X e quis juntar-se a Wilkins. Por isso, obteve uma colaboração no Laboratório Cavendish, em Cambridge, onde o director, Sir William Lawrence Bragg, desenvolvera a cristalografia de raios-X.

 

Guerra de bastidores

Foi ali, no Outono de 1951, que Watson conheceu Crick. Tal como Wilkins, Crick era um físico que mudara para a biologia e ficara impressionado com O Que é a Vida?. Mas não estudava o ADN; fazia o doutoramento sobre difracção de raios-X da hemoglobina, a proteína do sangue que transporta os gases respiratórios. Watson fora, entretanto, para Cambridge utilizar a difracção de raios-X para compreender a estrutura de outra proteína, a mioglobina. Ambos estavam decididos a perceber o que eram os genes e convencidos de que compreender a estrutura do ADN os ajudaria. "Jim e eu faiscámos", escreve Crick no seu livro What Mad Pursuit [Que Demanda Louca]. Uma vez que se fixaram no problema da estrutura do ADN, não podiam largá-lo sem o resolver - ou alguém o resolver primeiro. Esse alguém mais provável era o químico Linus Pauling. "Sabíamos o que fazer: imitar Pauling e “batê-lo”, escreve Watson. Crick mantinha excelentes relações com Wilkins, o homem cujas imagens do ADN haviam despertado o interesse de Watson. Mas Wilkins estava de más relações com a sua colega do King's College, Rosalind Franklin, que era uma das cristalógrafas mais talentosas do mundo.

Rosalind acreditava no primado dos dados experimentais: a melhor maneira de compreender o ADN era fazer imagens de raios-X de qualidade e especular sobre o que significavam. Wilkins cometeu o erro de declarar que as imagens de Rosalind indicavam que o ADN tinha uma forma helicoidal. Ela passou-se.


Uma Reviravolta de Destino

Continuaram a ser colaboradores, mas deixaram de se falar. Para saber o que Rosalind andava a fazer, Wilkins teve de ir a um seminário que ela deu em Novembro de 1951. Ele e Watson estavam dependentes dos dados de Rosalind, mas Watson não se deu ao trabalho de tomar notas. "Desta vez estávamos em sarilhos, porque eu não dominava o calão da cristalografia." Um ponto-chave era a quantidade de água presente nas amostras de Rosalind. Watson recordou o número incorrectamente.

Passadas umas semanas, Crick e Watson estavam seguros de que o ADN era uma hélice tripla. Convidaram Wilkins para espreitar o modelo e Rosalind também apareceu. Todos perceberam que a memória de Watson o traíra. A quantidade de água que a molécula de ADN teria de conter era dez vezes a quantidade que supusera.


A falha de Pauling

Entretanto, Rosalind continuou a trabalhar para aperfeiçoar as imagens de raios-X. Em Maio de 1952, obteve uma que se iria revelar de importância crucial - embora nunca viesse a perceber isso. Ao aumentar a humidade no dispositivo laboratorial, ela e o assistente Raymond Gosling descobriram que o ADN podia assumir duas formas. Com humidade suficiente, a molécula podia esticar e ficar mais fina, e as imagens eram mais nítidas. Chamaram à versão mais húmida a forma B do ADN. Wilkins estava intrigado; as imagens convenceram-no mais firmemente que nunca de que a molécula de ADN era helicoidal, e propôs-se colaborar com Rosalind na exploração da forma B. Mas ela ficou furiosa. O director do laboratório declarou, então, que Wilkins trabalharia na forma B do ADN e Rosalind ficaria com direitos exclusivos à forma A. Acabara de dar a Watson e a Crick uma informação fundamental. Em Dezembro de 1952, receberam más notícias: Pauling revelou que iria publicar um trabalho sobre a estrutura do ADN. Ele propunha uma molécula com três fiadas, com a cadeia de açúcar e fosfato no centro.

Watson percebeu que não fazia sentido. "Compreendi que os grupos de fosfato, no modelo de Linus, não estavam ionizados... De certo modo, o ácido nucleico de Pauling não era ácido nenhum." Mas, claro que o ADN era um ácido. Pauling cometera um erro básico de química. Watson e Crick foram até ao Eagle fazer uma saúde ao seu fracasso, mas estavam muito nervosos. O artigo devia ser publicado em Março. Logo que saísse, alguém notaria o erro e Pauling trabalharia mais do que nunca para se vingar. Tinham, no máximo, seis semanas para esclarecer o ADN. Watson também sabia que devia avisar Wilkins e Rosalind da próxima falha de Pauling. Na sexta-feira, 30 de Janeiro, foi a Londres. Durante essa conversa, Wilkins tirou uma das imagens obtidas por Rosalind da forma B do ADN. Marcada Fotografia 51, era a melhor. «Mal vi a imagem», conta Watson, "o meu ritmo cardíaco disparou. O padrão era muito mais simples que os obtidos anteriormente. E a cruz negra de reflexos que dominava a imagem podia derivar de uma estrutura helicoidal." O ADN era uma hélice; duas cadeias helicoidais e açúcar-fosfato faziam mais sentido que três. Não foi apenas a clareza da imagem que excitou Watson. Foi também o facto de o padrão se repetir todos os 34 angstroms (um angstrom é igual a um milionésimo de milímetro). Isso dava-lhe informação crucial acerca dos ângulos entre as moléculas ligadas. Melhor ainda, a imagem sugeria que as bases ligadas à cadeia se encontravam empilhadas umas nas outras. Mas as duas cadeias de fosfato e pentose estavam dentro do ADN ou no exterior da estrutura? Dentro era mais fácil de compreender; com as bases ligadas a apontar para fora, fosse qual fosse o código que contivessem, este seria acessível. Mas não parecia haver maneira quimicamente viável de compatibilizar isso.

"Finalmente", escreve, "quando punha de parte uma molécula particularmente repulsiva, centrada na cadeia interna, resolvi construir modelos com a cadeia para fora.” Isso levantava a questão de empilhar as sequências de bases. A 8 de Fevereiro de 1953, o casal Crick convidou Wilkins e Watson para almoçar, e os cientistas do Cavendish ficaram a saber que o grupo do King's preparara um artigo sobre os estudos do ADN para o Conselho de Investigação Médica. Não era um documento confidencial, de modo que Watson obteve uma cópia. Havia nele alguns dados decisivos, incluindo o facto de o ADN ter um tipo particular de simetria estrutural que implicava ser a molécula constituída por duas cadeias a correr em direcções opostas.

 

A dupla hélice

 

Mas persistia o problema de encaixar as bases. Watson continuou a tentar fazer isso emparelhando moléculas similares - uma A ligada a uma cadeia ligava-se a uma A na outra. Quimicamente, funcionaria. Mas, como as bases tinham dimensões e formas diferentes, o esquema conduzia a lacunas entre as bases ou a cadeias disformes. Watson não conseguia esperar. Passou a tarde de 27 de Fevereiro a recortar as peças em cartão. No dia seguinte, com as novas bases de cartão, recomeçou a tentar encaixar formas similares.

"Percebi que um par adenina-timina agregado por duas ligações de hidrogénio era idêntico na forma a um par guanina-citosina agregados por pelo menos duas ligações de hidrogénio." Se as bases se ligassem desta maneira, as cadeias não seriam disformes. "Ainda mais excitante", escreve Watson, "este tipo de dupla hélice sugeria um tipo de replicação... emparelhando sempre a adenina com a timina e a guanina com a citosina, as sequências de bases das duas cadeias enroladas tornavam-se complementares uma da outra. Dada a sequência de bases de uma cadeia, a da outra ficava determinada."

Para Crick o esquema também fazia sentido, mas Watson receava repetir a burrice de finais de 1951. "Assim, fiquei enjoado quando Francis entrou no pub Eagle a dizer que descobríramos o segredo da vida." E tinham.

Wilkins e Rosalind seriam informados daí a dias - embora nunca tenham dado conhecimento a Rosalind do papel decisivo que a sua fotografia desempenhara. O resto do mundo saberia da dupla hélice através de uma carta para a revista Nature, publicada a 25 de Abril de 1953. Começava com a modesta declaração agora famosa: "Pretendemos sugerir uma estrutura para o ácido desoxirribonucleico (ADN). Esta estrutura tem novas características de considerável interesse biológico."

adaptado de Visão, 24 de Abril de 2003