Em 1953, dois cientistas chamados James Watson e Francis Crick resolveram um quebra-cabeça monumental. Eles descobriram a estrutura de uma molécula chamada ácido nucléico desoxirribose - ou como a maioria das pessoas conhece - DNA. Quase todos os organismos vivos, incluindo humanos, dependem do DNA para empacotar e copiar genes. Embora os cientistas suspeitassem disso antes de 1953, eles ainda não sabiam como o DNA se copiava ou empacotava as informações de hereditariedade. A chave para a capacidade do DNA de se dividir e se copiar também foi a chave para a descoberta de Watson e Crick: a descoberta de pares de bases.
TL; DR (muito longo; Não li)
James Watson e Francis Crick desenvolveram modelos usando recortes de papelão que os ajudaram a descobrir pares de bases acidentalmente por tentativa e erro.
A Estrutura do DNA
Imagine o modelo de dupla hélice de DNA como uma escada torcida com uma estrutura feita de um composto chamado açúcar-fosfato. Os degraus da escada consistem em compostos chamados nucleotídeos ou bases. Existem quatro bases na molécula de DNA: adenina, citosina, guanina e timina. Em cada degrau da escada, dois dos quatro nucleotídeos se unem por uma ligação de hidrogênio. Esses são os pares de bases. A sequência particular de pares de bases em uma molécula de DNA é o que explica as diferenças nas características genéticas.
Rosalind Franklin e a Dupla Hélice
Enquanto Watson e Crick estudavam a estrutura do DNA, uma cientista chamada Rosalind Franklin desenvolveu um método bem-sucedido para tirar fotografias de DNA por raios-X. Suas imagens revelaram duas linhas perpendiculares criando uma forma cruzada no centro da molécula. Quando Franklin deixou seu cargo no King’s College, ela deixou suas fotos com um colega chamado Maurice Wilkins. Pouco depois, Wilkins deu esses itens a Watson e Crick. Assim que Watson viu as fotos de Franklin, ele entendeu que a forma cruzada significava que a molécula de DNA deve ser uma dupla hélice. Mas seu avanço estava longe de ser concluído.
Uma descoberta fortuita do emparelhamento de bases
Watson e Crick sabiam que o DNA continha quatro bases e que elas se ligavam de alguma forma para criar a forma de dupla hélice. Ainda assim, eles lutaram para conceituar um modelo de DNA que fosse suave e sem cepas - um que fizesse sentido bioquímico. Watson construiu recortes de papelão com as bases e passou um tempo reorganizando-os em uma mesa para ajudá-lo a imaginar estruturas possíveis. Uma manhã, movendo as peças, ele tropeçou em um arranjo de bases que fazia sentido. Anos mais tarde, Crick descreveu este momento crucial como algo acontecendo "não por lógica, mas por acaso".
Os pesquisadores perceberam que, quando a adenina e a timina se ligavam, formavam uma escada com o mesmo comprimento de um degrau feito de um par citosina-guanina. Se todos os degraus consistissem em um desses dois pares, todos teriam o mesmo comprimento, o que seria prevenir as tensões e protuberâncias na dupla hélice que Watson e Crick sabiam que não poderiam existir na vida real molécula.
Replicação de DNA
Watson e Crick raciocinaram que, se cada uma das quatro bases só pudesse se ligar a uma outra base, a molécula de DNA poderia se copiar rapidamente durante a replicação. Em sua publicação de 1953 sobre suas descobertas na revista Nature, eles escreveram “... se a sequência de bases em uma cadeia é fornecida, a sequência na outra cadeia é automaticamente determinado." O modelo de dupla hélice de DNA de Watson e Crick lançou uma revolução contínua nas ciências da vida e é responsável por inúmeros avanços em campos de estudo como como:
- genética
- medicamento
- Biologia evolucionária