Às vésperas da Idade do Gene

George T. Javor

Pai orgulhoso de meus dois belos filhos, eu me surpreendo uma vez ou outra atribuindo vários traços vistos nos meninos à minha esposa ou a mim. “Seu temperamento vem de sua mãe, e seu senso de humor, de mim.” Sem dúvida, nossos filhos herdaram certa combinação do material genético de seus pais, mas herdamos nossos genes — bons, maus ou indiferentes — de nossos pais, eles dos deles, e assim por diante.

Embora sempre tenha havido um interesse em genética, nos últimos anos o estudo dos genes parece dominar todas as ciência biológicas.

Os genes também se tornaram públicos. Desempenham um papel importante na justiça criminal, na identificação de pessoas, no estudo de enfermidades e em numerosos campos mais. De vez em quando, notícias ligam um gene particular com uma enfermidade, abrindo a possibilidade de se obter uma cura. Há cerca de dois anos, um gene foi envolvido na síndrome de Werner, uma condição na qual jovens de 20 anos ficam de cabelos cinzentos e sofrem de doenças que geralmente afetam os velhos. Este gene é considerado como o Santo Gral da pesquisa geriátrica. Se o elo é correto, talvez haja esperança de que a velhice, como a doença, possa ser curada no futuro.

A descoberta de novos genes oferece a possibilidade da cura eventual de doenças causadas geneticamente. Como resultado, temos o “Projeto do Genoma Humano”, o equivalente biológico da aterrissagem na Lua. Embora esse empreendimento venha a custar muitos milhões de dólares cada ano, os resultados esperados serão tão espetaculares como a primeira caminhada na Lua, e possivelmente muito mais útil. Poderíamos estar entrando na “Idade do Gene”.

Genes: Que são eles?

Mas, primeiro, que são genes? Que papel desempenham na função dos organismos?

Genes são segmentos de cromossomos que produzem proteínas específicas. Cada um de nossos 100 mil genes contém dados para a estrutura correta de uma proteína. Nossos genes estão distribuídos entre 23 pares de cromossomos. Uma pessoa herda 23 cromossomos da mãe e 23 do pai; portanto, temos duas cópias de cada um de nossos genes. Uma exceção são os genes encontrados no cromossomo chamado “Y”, que determina o sexo masculino. Destes, os homens têm uma só cópia e as mulheres, nenhuma.

Ambos os genes e suas proteínas correspondentes podem ser imaginados como colares de contas. As contas do cromossomo têm quatro cores diferentes, ao passo que as contas de proteína têm 20. As “cores” diferentes representam estruturas químicas diferentes. As contas de cromossomo são chamadas “desoxirribonucléicos” (abreviados aqui como nucleotídeos) e as contas de proteína são aminoácidos.” Três nucleotídeos numa fileira no gene são interpretados por um maquinário complicado de tradução dentro da célula, como um aminoácido específico na proteína correspondente. Assim, um trecho de 300 “contas” de um cromossomo codifica para 300 aminoácidos na proteína do gene. Proteínas típicas podem ter algumas centenas de aminoácidos. A seqüência de nucleotídeos no gene determina a ordem dos aminoácidos da cadeia de proteína. Isto é visto na ilustração 1.

Do mesmo modo que a soletração afeta o sentido de uma palavra, a ordem de aminoácidos determina a função das proteínas individuais. A soletração errada de uma palavra pode causar perda de sentido. De igual modo, a ordem errada de aminoácidos numa proteína pode resultar na perda de sua função. A razão mais comum para a ordem errada de aminoácido é um gene alterado (mutado). Um gene mutado fica dirigindo a produção de proteínas erradas, e freqüentemente é transmitido a futuras gerações.

Quão sério é o problema de ter proteínas incorretas? A questão torna-se crítica quando consideramos as muitas tarefas que essas substâncias realizam. Toda mudança química no corpo depende da presença de catalizadores específicos de proteínas. As proteínas constituem muito da infra-estrutura física da matéria viva. Participam no transporte de oxigênio e outros nutrientes no sangue. O sistema imunológico usa “anticorpos” de proteínas na defesa contra substâncias estranhas. Quando as células se comunicam entre si, são os “receptores” de proteína que reconhecem os sinais químicos.

Proteínas incorretas causam inúmeras doenças. Até recentemente, o único recurso que os médicos e pacientes tinham para combater doenças geneticamente hereditárias, era o controle de dano; isto é, tentar minimizar as conseqüências de uma proteína incorreta. No caso da doença fenilquetonuria, por exemplo, a capacidade de a criança metabolizar um aminoácido essencial, fenilalanina, é prejudicada. A criança acumula substâncias tóxicas deste aminoácido, o que resulta em retardamento mental. Crianças nos Estados Unidos são testadas rotineiramente quanto a este defeito metabólico logo depois do nascimento, e se o defeito é encontrado, a dieta da criança é alterada para excluir o aminoácido prejudicial tanto quanto possível. Quão melhor não seria se pudéssemos corrigir o defeito genético consertando o gene defeituoso ou substituindo-o por um que funcionasse bem.

Avanço na genética

As últimas duas décadas têm observado um avanço real em nossa habilidade para lidar com material genético. No início da década de 1950, soube-se que a composição química dos genes era o ácido desoxirribonucléico ou DNA, que consistia de unidades repetidas de quatro tipos de nucleotídeos. Se esta estrutura fosse representada no papel de modo simplificado, usando as abreviações A,T,G e C para os quatro nucleotídeos, teríamos um ou mais livros cheios com linhas semelhantes a isso (a ordem dos nucleotídeos variaria continuamente):

-ACTGGTTAGTTCCAGTCATGAGGTCCAATATAGATCAGTACGATTTAAGGCAT-

A monotonia estrutural impede os cientistas de decomporem o DNA em fragmentos menores e mais manejáveis de composição uniforme e de determinar a ordem dos nucleotídeos. O avanço veio com a descoberta de “enzimas de restrição”. Essas proteínas extraordinárias aparentemente podem reconhecer trechos curtos de seqüências de nucleotídeos únicos de DNA e romper a DNA neste ponto. Portanto, temos agora meios de obter fragmentos de DNA menores de composição uniforme. Outros catalizadores (enzimas) foram achados que podiam ligar fragmentos de DNA fracionados. Essas descobertas abriram o caminho para o ponto onde estamos hoje — a capacidade de manipular genes individuais, para introduzir genes de um organismo em outro, para recombinar porções de diferentes genes numa proveta e determinar a ordem de seus nucleotídeos.

O Projeto do Genoma Humano, lançado em 1988, está tentando determinar as seqüências de nucleotídeos dos 24 cromossomos humanos (há dois cromossomos diferentes que determinam o sexo chamados “X” e “Y”, os homens têm um par X-Y e as mulheres um par X-X, além de 22 outros pares de cromossomos), que se calcula conter três bilhões de nucleotídeos e localizados em 100 mil genes entre estas seqüências. Os nucleotídeos dos 100 mil genes constituem aproximadamente dois por cento do material genético humano. O que os outros 98 por cento do DNA humano fazem é ignorado em grande parte. Contudo, porque os genes de todos os humanos são relativamente semelhantes, as diferenças óbvias entre cada indivíduo devem vir dos outros 98 por cento do material genético. Um dos fatores controlados por essas porções do material genético é a quantidade de proteínas fabricadas. De qualquer modo, pode-se concluir que as porções “não genéticas” são também vitais para nosso bem-estar.

Ordem dos nucleotídeos

A ordem exata dos nucleotídeos de alguns organismos mais simples jã foi determinada. Desde a primavera de 1996, as seqüências completas da bactéria Hemophilus influenza (1,8 milhões de nucleotídeos) e do fermento (13 milhões de nucleotídeos) têm sido estabelecidas. Por causa de seu tamanho, passarão alguns anos antes da ordem completa dos nucleotídeos do genoma humano ser conhecida.

Mas a seqüência de nucleotídeos de quem há de ser? Acontece que, com a exceção de gêmeos idênticos, somos diferentes uns dos outros, na média de um nucleotídeo por mil (0,1%) na porção não genética de nosso genoma. O Projeto do Genoma Humano utiliza o material genético de um número comparativamente pequeno de indivíduos de descendência norte-americana ou européia. Esse pequeno genoma composto será a primeira “norma” com a qual o genoma de cada indivíduo será comparado. Passará muito tempo antes que suficiente análise genética seja feita para se obter uma boa compreensão da natureza das variações entre material genético humano.

Preocupações com estudos genéticos

Há uma preocupação legítima de que o momento poderá chegar, em que os indivíduos cujo perfil genético cai fora da “norma”, serão considerados seres de segunda classe. A sociedade um dia poderá até decidir que gente com “genes ruins” são uma ameaça ao bem-estar humano a longo prazo.

“Testes” químicos já existem para identificar assinaturas genéticas de algumas doenças de origem genética, como a de Alzheimer, ou certas formas de câncer de mama e de cólon. Seqüências particularmente aberrantes de nucleotídeos parecem correlacionar com um fator de risco maior para essas enfermidades. Para alguém que possua este traço, o conhecimento antecipado dessas doenças pode prover aviso para que medidas preventivas sejam adotadas.

De outro lado, se a companhia de seguros ou o empregador descobrem esses fatores de risco, uma pessoa corre o perigo de perder seu seguro de saúde ou seu emprego. Tais razões tornam o sigilo de informação genética objeto de preocupação. A título de proteger o bem-estar da sociedade, quão longe irão intrusos penetrar nossa posse mais privada, nossa composição genética? Mas não é verdade que todos nós somos reféns de nossos genes? Se genes determinam nossa personalidade e inteligência, não controlam eles em grande medida a qualidade de nossa vida?

A resposta é “não.” Embora muitos de nossos atributos físicos e nossa personalidade básica sejam geneticamente controlados, há evidência abundante de que nosso ambiente, nosso estilo de vida e a dieta são fatores importantes de nosso bem-estar físico e mental. O que lemos, ouvimos, vemos, sentimos, pensamos e fazemos afeta nossa vida. Temos o poder de controlar e modificar nosso estado de espírito, pensamentos e ações. Não somos entidades estáticas; mudamos continuamente. À medida que nossos sentidos continuamente testam o ambiente e transmitem seus achados ao sistema nervoso central, momento após momento nosso cérebro registra a nova informação e modifica tudo o mais já arquivado aí. O ponto mais importante é que nossa configuração genética não é modificada pelo que estamos armazenando em nosso cérebro. E é o conteúdo de nosso cérebro que define quem somos.

Outra preocupação nos estudos genéticos é a suposição da socio-biologia de que tudo o que sucede na biologia é para benefício do genoma. Esta teoria supõe que os genes precederam todas as coisas e que de alguma maneira resultaram na formação do mundo biológico com o objetivo de manter e melhorar o genoma. Esta forma de determinismo biológico ajuda alguns cientistas a formularem uma grande “teoria de todas as coisas”, a qual explica a eles o porquê das coisas serem como são.

Estudo genético e evolução

O que esta e outras teorias baseadas na evoluçao não abordam é: de onde o conteúdo informativo do genoma veio? É difícil negar que haja informação biológica no genoma. Calcula-se que um micrômetro cúbico de genoma pode codificar 150 “megabytes” de informação. Isto é de uma ordem de magnitude dez vezes maior que a atual capacidade de armazenagem óptica de um CD-ROM. Se a seqüência completa de nucleotídeos da batéria Escherichia coli fosse impressa num livro de tamanho padrão, o mesmo teria cerca de três mil páginas. Um documento semelhante contendo a informação do genoma humano seria uma biblioteca de mil volumes, com três mil páginas cada um.

Há uma geração, teóricos evolucionistas se ocupavam em descrever um mundo primordial, anterior à vida, onde os primeiros organismos emergiram de componentes não-vivos. Uma das fraquezas desses esquemas evolucionários químicos foi a incapacidade de mostrar como ácidos nucléicos podiam vir à existência. Os obstáculos incluem o desafio de formar o necessário açúcar de 5 átomos de carbono, D-2-deoxiribose em quantidades apreciáveis, a síntese dos quatro desoxirribonucléicos e sua interconexão em seqüências apropriadas. Mas um desafio ainda mais formidável para esses cientistas é explicar a fonte de informação biológica que reside no genoma de todo organismo.

O genoma leva dados diretos para a estrutura correta de cada proteína do organismo e a instrução para a quantidade e momento de sua produção. Indiretamente, pelas ações das proteínas, todo aspecto do metabolismo e infra-estrutura do organismo é codificado no genoma. O nível de engenharia e sofisticação bioquímica vistas na matéria viva, excede em muito qualquer coisa vista em nossos melhores laboratórios.

Pesquisa genética: área proibida?

Crentes na Bíblia reconhecerão facilmente a assinatura no genoma do mesmo Criador que chamou à existência o Universo todo. Mas agora que podemos manipular genes numa proveta, deveríamos estar cautelosos em entrar num território proibido pelo Criador?

Se consideramos o genoma como um componente da matéria viva e não como uma “substância mestra”, então as preocupações expressas especificamente quanto à pesquisa do genoma podem ser ampliadas para cobrir toda a pesquisa biológica. O relato bíblico cita o Criador como dizendo aos primeiros seres humanos: “Sede fecundos, multiplicai-vos, enchei a Terra e sujeitai-a” (Gênesis 1:28). Toda pesquisa biológica pode cair sob a categoria de “submeter a criação”, visto que compreender a Natureza é um pre-requisito para sua utilização eficiente.

Os genes, em particular, têm sido manipulados desde tempos imemoriais pela reprodução selecionada. Enquanto o novo conhecimento obtido pela pesquisa for usado para promover saúde e bem-estar em indivíduos e grupos, podemos ter certeza de que está dentro dos parâmetros bíblicos. Em contraste, pesquisa que vise a explorar sistemas biológicos para propósitos destrutivos, coloca-nos num curso em colisão com o Criador. Às vésperas da idade dos genes, enfrentamos questões não diferentes das que encontramos ao entrar na Idade do Átomo. A questão é: Somos mais sábios agora?

George T. Javor (Ph.D., Columbia University) leciona bioquímica na Universidade de Loma Linda. Ele tem publicado artigos sobre aspectos da fisiologia bacterial do organismo Escherichia coli, sobre razões bioquímicas a favor do criacionismo, e os livros Once Upon a Molecule e The Challenge of Cancer. Seu endereço: Loma Linda University School of Medicine: Loma Linda, CA 92350; E.U.A. E-mail: INTERNET:javor@ccmail.llu.edu