Biorritmo

A biologia molecular busca compreender a vida em seu nível fundamental, estuda as  macromoléculas  e como suas interações controlam as atividades e características dos organismos vivos.  Porém, a biologia molecular  não se limita à ciência básica . Seu conhecimento também tem sido aplicado em áreas como o diagnóstico e o tratamento de doenças, a fabricação de medicamentos e vacinas, além da agricultura e da indústria alimentícia, bem com na área da ciência forense. Na imagem, vemos a representação da estrutura tridimensional da molécula de hemoglobina, um pigmento encontrado em nossas hemácias A biologia molecular é a área da biologia que estuda os seres vivos a partir do nível molecular. As biomoléculas, como o DNA e as proteínas, são os principais alvos de estudo da biologia molecular. A biologia molecular também estuda os processos celulares regulados pelo DNA, RNA e proteínas. Ela investiga os processos moleculares que ocorrem dentro das células, como a replicaçã...

Os primórdios da bioinformática se deu há mais de 50 anos, quando os computadores desktop ainda eram uma hipótese e nem se sonhava em sequenciar o DNA . O COMPROTEIN, foi o primeiro software de bioinformática, desenvolvido por Margareth Dayhoff (1925-1983) e Robert Ledley . O programa rodava num mainframe IBM 7090 e usava um cartão perfurado contendo uma linha de código FORTRAN (o idioma com o qual COMPROTEIN foi escrito). Na figura( C ) vemos o código-fonte de um programa inteiro escrito em cartões perfurados (Fonte: Gauthier et al., 2019) Estudantes e pesquisadores de hoje acreditam piamente que a bioinformática moderna surgiu recentemente para auxiliar a análise de dados de sequenciamento de última geração (mais conhecido pela sigla NGS ). No entanto, poucos sabem que os primórdios da bioinformática se deu há mais de 50 anos, quando os computadores desktop ainda eram uma hipótese e nem se sonhava em sequenciar  o DNA. Para se ter uma ideia, as bases da bioinformática foram lan...

Segundo a revista Science, a capacidade de prever a estrutura tridimensional das proteínas usando inteligência artificial figura como a descoberta científica mais notável de 2021. Usando um algoritmo de IA (AlphaFold, da empresa britânica Deepmind), os cientistas conseguiram prever a complexa estrutura tridimensional que uma cadeia de aminoácidos adota ao se dobrar para dar origem a uma proteína funcional. O banco de dados e o sistema de inteligência artificial fornecem aos pesquisadores ferramentas poderosas para examinar a estrutura 3-D das proteínas e oferecem uma gama de dados que pode abrir caminho para descobertas futuras no campo da biologia. Segundo a revista Science , a capacidade de prever a estrutura tridimensional das proteínas usando inteligência artificial lidera este ano o ranking dos marcos científicos de 2021 . Usando um algoritmo de inteligência artificial ( AlphaFold , da empresa britânica Deepmind ), os cientistas conseguiram prever a complexa estrutura tridimensio...

Uma equipe internacional de pesquisadores apresentou a primeira caracterização das proteínas que se expressam nas conexões neuronais do peixe-zebra ( Danio rerio ), animal modelo amplamente usado no estudo do sistema nervoso e de suas enfermidades já que apresenta uma grande homologia com o cérebro humano. Conhecido no Brasil como "paulistinha", esta espécie é muito utilizada nas pesquisas de desenvolvimento de novos medicamentos orientados para o tratamento de desordens cerebrais como o autismo, a esquizofrenia e o retardo mental. Uma equipe internacional de pesquisadores apresentou a primeira caracterização das proteínas que se expressam nas conexões neuronais do peixe-zebra ( Danio rerio ), animal modelo para o estudo do cérebro humano e de suas patologias. Também conhecido no Brasil pelo nome de "paulistinha" , o peixe-zebra é um modelo animal amplamente usado no estudo do sistema nervoso e de suas enfermidades já que apresenta uma grande homologia co...

Pesquisadores espanhóis identificaram pela primeira vez uma proteína responsável pelas diferenças na taxa de recombinação meiótica entre os indivíduos , sugerindo o seu possível envolvimento na infertilidade feminina humana. Segundo eles, a proteína SIX6OS1 é essencial para  a formação do chamado complexo sinaptonêmico, uma estrutura que possibilita o emparelhamento dos cromossomos paternos e maternos durante a gametogênese. Uma equipe de pesquisadores espanhóis da Universidade da Salamanca identificou pela primeira vez uma proteína responsável pelas diferenças na taxa de recombinação meiótica entre os indivíduos, sugerindo o seu possível envolvimento na infertilidade feminina humana. O estudo, publicado essa semana na Nature Communications concluiu que a proteína SIX6OS1 é essencial para a formação do complexo sinaptonêmico , uma elaborada estrutura que possibilita o emparelhamento dos cromossomos homólogos paternos e maternos durante o processo de formação dos gametas (...

Uma equipe de pesquisadores da CNIO reduziu o tamanho do genoma humano para 19 mil genes. Segundo eles, 1.700 genes não foram considerados por não codificarem nenhuma proteína Um estudo liderado por Alfonso Valencia , vice-diretor de Pesquisa Básica e chefe do Grupo de Biologia Computacional Estrutural do Centro Nacional de Pesquisa do Câncer (CNIO) , e Michael Tress, um pesquisador da equipe, atualizam a anotação numérica dos genes humanos que geram proteínas para 19 mil, 1.700 genes a menos do que o estimado nas últimas contagens, e bem abaixo dos 100 mil que foi estimado durante anos. O trabalho, publicado na revista Human Molecular Genetics , sugere também que quase todos estes genes teriam se originado antes do aparecimento dos primatas há 50 milhões de anos. "O declínio do genoma humano ". Eis como Valencia descreve as correções contínuas nas anotações numéricas do genoma humano, que resultaram no presente trabalho, o qual estima o número de genes em...

Cientistas americanos incorporam duas novas letras ao alfabeto genético. Segundo o estudo publicado na Nature, além das bases nitrogenadas naturais do DNA, os cientistas acrescentaram duas novas bases e conseguiram replicá-las em bactérias E. coli Os cientistas deram o primeiro passo na tentativa de escrever o diagrama da vida num alfabeto desconhecido pela natureza. Até agora, os biólogos que sintetizam DNA em laboratório têm usado as mesmas moléculas - chamadas bases - que são encontrados na natureza. Mas Floyd Romesberg do Instituto de Pesquisa Scripps , em La Jolla , Califórnia , e seus colaboradores não só criaram duas novas bases, mas também inseriu-as em um organismo unicelular e descobriu que as bases inventadas possuem a mesma capacidade de duplicação ( ou replicação ) do DNA natural, embora o processo ocorra mais lentamente. O trabalho publicado em 7 de maio de 2014 na versão digital da revista Nature  atesta que os pesquisadores conseguiram que células da ba...

Os cientistas acreditam que as maiores descobertas para as pesquisas médicas virão do estudo das proteínas. O estudo da estrutura tridimensional das proteínas vem ganhando espaço em várias instituições mundiais de pesquisa O conjunto de proteínas que se produzem em um momento determinado e sob determinadas condições em uma célula específica é chamada de proteoma . No caso do organismo humano, por exemplo, calcula-se que são sintetizadas cerca de 100 mil proteínas, com diferentes funções. De uma forma simplificada, o proteoma poderia ser considerado o equivalente protéico ao genoma - o conjunto de genes de qualquer ser vivo. Como o genoma humano possui um número muito menor de genes do que os cientistas imaginavam inicialmente, acredita-se que as maiores descobertas para as pesquisas médicas virão do estudo das proteínas e não propriamente dos genes. Na verdade, o que define as propriedades de qualquer ser vivo não é exclusivamente o DNA , e sim as proteínas codificadas po...

Pesquisadores da UFRJ sugerem que parte dos casos de câncer seja desencadeada pelo mesmo mecanismo molecular que está por trás da doença de Creutzfeldt-Jakob, a versão humana do mal da vaca louca Em um artigo publicado em junho de 2013 na Bioscience Reports , o bioquímico Jerson Lima da Silva da UFRJ e seus colaboradores, formularam a hipótese de que ao menos parte dos casos de câncer seja desencadeada pelo mesmo mecanismo molecular que está por trás da doença de Creutzfeldt-Jakob , a versão humana do mal da vaca louca, que causa a morte celular precoce e deixa o cérebro poroso feito uma esponja.  Tanto no câncer, marcado pela perpetuação da vida das células, como na doença de Creutzfeldt-Jakob, em que a morte celular é antecipada, a origem do problema seria a mesma: o enovelamento anormal de uma proteína . Pode parecer uma causa sutil demais para estragos tão grandes. Mas, acreditam os pesquisadores, faz sentido. Afinal, é a estrutura tridimensional dessas moléculas...

O premiado matemático norte-americano Stephen Smale, da Universidade da Califórnia, nos EUA defende    a aproximação entre matemática e biologia. Essa interação tem se tornado mais comum nas últimas décadas e pode até mesmo dar origem a novos ramos da ciência Matemáticos preocupados com a estrutura de proteínas e biólogos com a análise dos ângulos formados entre seus aminoácidos . Talvez pareça estranho, mas a aproximação entre matemática e biologia tem se tornado mais comum nas últimas décadas e pode até mesmo dar origem a novos ramos da ciência. Em um ciclo de palestras realizado no contexto da comemoração dos 60 anos do Instituto de Matemática Pura e Aplicada (Impa) , o premiado matemático norte-americano Stephen Smale, da Universidade da Califórnia, nos Estados Unidos , abordou o trabalho de seu grupo e as diversas possibilidades que surgem a partir dessa interação. Na ocasião, Smale apresentou os fundamentos matemáticos dessa nova abordagem e seu potenci...

Mapeamento 3D de proteínas torna possível descoberta de novos medicamentos. Técnica revela forma das chamadas proteínas de membrana integrais que servem como alvo para metade dos remédios atuais Cientistas do Salk Institute for Biological Studies, nos Estados Unidos, desenvolveram um novo método para descobrir a estrutura tridimensional de um grupo de proteínas encontradas na superfície de células que servem como alvos para cerca de metade de todos os medicamentos atuais. A abordagem, descrita na revista Nature Methods, pode acelerar a descoberta de drogas, fornecendo aos cientistas alvos precisos para novas terapias. Conhecer a forma tridimensional exata das proteínas de membrana integrais (hIMPs) permite que os desenvolvedores de drogas compreendam os mecanismos bioquímicos precisos pelos quais os medicamentos atuais trabalham e pode permitir desenvolver novos medicamentos que têm como alvo essas proteínas. "Nossas células contêm cerca de 8 mil dessas proteí...

Nova técnica permite observar dobra de proteínas ao longo de bilionésimos de segundo. Abordagem é útil para estudar proteínas que causam doenças quando se dobram de forma errada, como a tau relacionada ao Alzheimer As proteínas podem assumir muitas formas diferentes, e essas formas ajudam a determinar a função de cada proteína. Analisar estas estruturas pode revelar aos cientistas muito sobre como uma proteína se comporta, mas muitos dos métodos utilizados atualmente para estudos do gênero requerem que proteínas sejam cristalizadas ou alteradas de seu estado natural. Agora, pesquisadores do MIT , nos Estados Unidos , desenvolveram uma forma de analisar proteínas que não exige qualquer pré-tratamento. Além disso, a técnica é também extremamente rápida, permitindo que cientistas observem como uma proteína muda a sua forma ao longo de picosegundos - bilionésima parte de um segundo. Pesquisadores descreveram a nova técnica na revista Analyst . A abordagem se baseia em u...

Proteína Hsp33 'abraça' outras para resistir ao estresse celular Com estresse superado, a chaperona termina o "abraço", o que permite que as proteínas se reagrupem e retornem à vida normal Um tipo de proteína , chamada chaperona molecular do estresse , impede que outras proteínas entrem em colapso durante situações estressantes para a vida celular as envolvendo numa espécie de "abraço". É o que aponta estudo conduzido por pesquisadores das universidades de Duke e Michigan, nos Estados Unidos. A pesquisa, publicada na revista Cell, descobriu ainda que quando o estresse é superado, a chaperona termina o "abraço", o que permite que as proteínas se reagrupem e retornem à vida normal dentro da célula. A função de uma proteína depende de sua forma e esta depende de como se encaixam suas complexas configurações tridimensionais. As chaperonas moleculares são mais conhecidas porque ajudam no processo de enovelamento proteico . A maioria das chapero...

As nanomáquinas já invadiram os laboratórios do mundo. Esse arsenal vem sendo recrutado para executar tarefas – na área médica, ambiental e farmacêutica – impossíveis para seus congêneres macroscópicos Máquinas permeiam nosso cotidiano. Por exemplo, acordamos ao som do despertador; preparamos café usando uma cafeteira elétrica; conferimos nossas mensagens de correio eletrônico no computador; andamos de carro, ônibus, metrô, avião, trem, barco... Máquinas nos ajudam a economizar e otimizar nosso tempo, para que possamos empregá-lo de outras maneiras. Uma máquina molecular, também denominada nanomáquina – o prefixo nano (anão, em grego ) indica que a máquina tem dimensões na ordem de um bilionésimo de metro (10-9m) –, pode ser descrita com base nos mesmos conceitos empregados para definir uma máquina macroscópica: dispositivo que executa determinada função ao receber um estímulo externo que pode ser elétrico, luminoso, químico ou térmico. Contudo, os componentes que formam uma nanom...

Aparelho utilizado na Espectroscopia de RNM (NMR) em macromoléculas biológicas de tamanho pequeno a médio. Esta técnica de estudo altamente avançada é geralmente aplicada na  investigação estrutural de proteínas e ácidos nucleicos Instalado no campus da UFRJ (Universidade Federal do Rio de Janeiro) , o Centro Nacional de Ressonância Magnética Nuclear Jiri Jones (CNRMN) possui aparelhagem sofisticada que coloca imagens de última geração a serviço de pesquisadores de diversas áreas. Nesse local, um conjunto de equipamentos potentes permite visualizar até mesmo a estrutura atômica de proteínas mergulhadas em solução. Igualmente poderosa, uma série de microscópios (eletrônicos, confocais, multifotônico e multifotônico com sistema de espectrometria de correlação de fluorescência, para citar alguns) possibilita perceber nuances de estruturas protéicas e até rastrear uma única partícula viral no interior de uma célula viva.  Com o advento das técnicas de ressonância magnética bi...

                  Perda de uma proteína que envolve o espermatozóide pode explicar uma parte da infertilidade nos homens de todo o mundo A perda de uma proteína que envolve o espermatozoide pode explicar uma proporção significativa da infertilidade nos homens de todo o mundo, de acordo com o estudo realizado por uma equipe internacional de pesquisadores liderados pela University of California, Davis. A pesquisa poderá trazer novas formas de detectar e tratar infertilidade entre casais. De acordo com o professor Gary Cherr , a proteína DEFB126 age como um "dispositivo de camuflagem", permitindo que os espermatozoides nadem através do muco e evitem o sistema imunológico , a fim de atingir o óvulo. Mas, os pesquisadores descobriram que muitos homens carregam um gene defeituoso para a produção da proteína DEFB126 . Uma pesquisa de amostras dos EUA, Reino Unido e China revelou que mais de um quarto dos homens em todo o mundo carregam dua...

Pesquisadores do Rio de Janeiro buscam novos medicamentos de combate às alergias diferentes das drogas anti-histamínicas existentes no mercado  De acordo com a Organização Mundial de Saúde (OMS) , cerca de 30% da população mundial sofrem com algum tipo de alergia .Nas grandes aglomerações urbanas , os sintomas são agravados pela poluição, afetando principalmente as crianças. Mas os horizontes para o controle desse mal estão se ampliando. Um novo medicamento desenvolvido por pesquisadores da Universidade do Norte Fluminense Darcy Ribeiro (Uenf) - ainda em fase de testes, em ratos, mas que já gerou um pedido de patente no Instituto Nacional de Propriedade Industrial (INPI) - pode ser uma alternativa mais inteligente para o tratamento de alérgicos. Diferente das tradicionais drogas anti-histamínicas , que só atuam depois da liberação no organismo da histamina , isto é, das substâncias que desencadeiam as reações alérgicas , o novo medicamento vai atuar em uma fase anterior a esse...

O príon celular é uma proteína solúvel com 209 aminoácidos e basicamente compostas por estruturas em alfa-hélice. Os príons celulares pode ser um alvo terapêutico no futuro contra as doenças neurodegenerativas como o mal de Alzheimer, por exemplo Foi no final da década de 80 que os príons ganharam as manchetes e só se falava na "doença da vaca louca" , a encefalopatia espongiforme bovina . A crise explodiu na Grã-Bretanha , onde milhares de cabeças de gado foram contaminadas e mais de 4 milhões de reses foram sacrificadas na tentativa de erradicar a doença. Pessoas que se alimentaram com carne de animais contaminados desenvolveram uma doença fatal , chamada variante da doença de Creutzfedt-Jakov , que matou mais de 150 pessoas só no Reino Unido . A epidemia atingiu vários países, disseminou pânico e abalou o mercado mundial de carne. Pesquisas mostraram que o agente infeccioso, chamado príon (um acrônimo das palavras Pr oteinaceous e Infect ion ), tinha contaminado o gad...

Os genes supressores de tumores localizados no braço curto do cromossomo humano 17, e codificadores da fosfoproteina p53 (gene p53), estão sendo vistos hoje como a principal linha de pesquisa para a descoberta de novos tratamentos contra o câncer  A proteína p53 é codificada por um gene situado no cromossomo de número 17 , que leva o mesmo nome (gene p53) , em razão de seu peso molecular de 53 Kd . E se atualmente existe um gene com vocação para estrela, ele é o p53 , supressor de tumores , que já foi eleito como a molécula do ano em 2010. Em 1993, foi capa das principais revistas americanas e é conhecido como "o guardião do genoma" . Desde a sua descoberta há 30 anos, foi objeto de cerca de 50 mil trabalhos científicos (os chamados papers ). Tanto interesse num único gene se explica. O p53 aparece mutado, com perda de sua função protetora em 50% dos casos de câncer e há quem diga que nos outros 50% ele simplesmente desaparece. " O p53 funciona como um freio de eme...