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Genética é como brincar com Lego

Bioinformática auxilia pesquisas que descobrem como se ligam os genes de plantas; o aumento da produtividade de cacau e cana-de-açúcar é um dos resultados

 

Peças montadas de diferentes maneiras se transformam em coisas diferentes. Assim como uma brincadeira com Lego, a genética é uma ciência que mexe com as variações dos organismos a partir de pequenas peças, os genes. Genética vem de "geno", que em grego significa "fazer nascer".

"O mundo é como um imenso jogo de Lego", diz o professor Gonçalo Amarante Guimarães Pereira, do Laboratório de Genômica e Expressão do Instituto de Biologia da Unicamp.

Gene - a peça do Lego - é unidade de informação da célula que faz essa célula realizar alguma coisa, ter alguma função. Cada célula tem milhares de genes. Então, a questão é: como todas essas milhares e minúsculas peças se ligam e funcionam para formar todos os organismos?

Liga/desliga – O professor Gonçalo explica fazendo outra comparação: imagine dois computadores, um ao lado do outro. Cada um com todos os programas do Office instalados, enquanto um está com o Word ligado para editar um texto, o outro está com o Excel para a criação de uma planilha.

"A diferença entre o ser humano e o chimpanzé é só o que está ligado". Ou seja, os genes são os mesmos, mas o que está funcionando neles é diferente.

"As ligações entre genes geram um conjunto de informações. E a expressão gênica vai depender da ordem dessas ligações e da intensidade do gene ligar e desligar", explica.

"O programa é seu genoma", afirma Gonçalo.

Sequenciamento - Para entender esse funcionamento e relacionar essas informações biológicas é necessário entender qual o "programa" de cada organismo, ou seja, seu genoma.

Para isso, deve-se sequenciar o DNA que existe em cada célula. O DNA é composto por dois filamentos que formam uma dupla hélice. Esses dois filamentos se ligam conforme pares de bases A>T e C>G, formando sequências do tipo TTAGACGTG e seu complementar AATCTGCAC.

"Sequenciar o DNA é como converter uma sopa de letrinhas em frases. A bioinformática diz quais genes (que são aqueles que dão a informação) se juntam, formando capítulos. Aí a gente consegue ter ideia de como trabalham", afirma Gonçalo.

"É como se fosse um manual de instrução. Sabendo isso, a gente pode melhorar o organismo ou destruir algo danoso a ele".

Na bioinformática, o computador ajuda a mostrar as ligações para que o biólogo interprete essas informações.

Entre as pesquisas destacam-se a que busca entender o funcionamento do fungo "vassoura-de-bruxa" que infecta plantações de cacau, a da melhoria do genoma do eucalipto para geração de mais celulose e a da produção de mais biomassa de cana, usando menos recursos.

Vassoura de bruxa – O fungo Moniliophtera perniciosa, conhecido por vassoura-de-bruxa, funciona por fases.

Primeiro, a vassoura-de-bruxa entra e "engana" o pé de cacau, fazendo com que a planta mande mais nutrientes para o local em que se encontra o fungo, deixando partes hipertrofiadas - assim o como acontece com os músculos das pessoas que fazem muita musculação.

Na segunda fase, a planta começa a matar aquela região. Nesse momento, os fungos mudam sua programação e viram esporos, pequenas estruturas que se espalham pela plantação.

O programa de genômica do professor Gonçalo estudou e entendeu os genes do fungo, soube como ele age na planta e, dessa forma, foi possível descobrir mecanismos para quebrar seu ciclo de vida.

O fungo só infecta a planta jovem e a época em que faz isso é mais ou menos em abril. Foi observado que, se a poda fosse antecipada, na época em que o fungo aparece, a planta já está madura e então resiste à praga.

"Isso é enganar o fungo de alguma forma. Outras soluções como mecanismo de prevenção são a aplicação de nitrogênio e o aumento a luminosidade", explica Gonçalo que teve parte na responsabilidade de aumentar a produção de cacau no país.

Só na Bahia, de 400 mil toneladas em 1988, a produção de cacau foi reduzida a 95 mil toneladas em 2000.

"Hoje o Brasil não importa mais cacau. São 200 mil toneladas produzidas na Bahia hoje. Parte da responsabilidade da mudança de uma realidade vem dessas pesquisas", afirma.

O professor também destaca a interação entre a Universidade e produtores rurais como importante nesse processo.

Outros estudos – O professor Gonçalo explica que madeira é glicose (açúcar). Na produção do etanol, as leveduras – que são microrganismos fermentadores – "comem" certas glicoses da madeira. Ou seja, as leveduras são capazes de comer determinados tipos de açúcar, transformando a biomassa da cana em etanol.

Para aumentar a produção, o professor teve uma ideia: mexer nos genes para a levedura comer todos os tipos de açúcar.

"Com isso, a gente consegue muito mais etanol por hectare", afirma.

O trabalho também é feito no aumento da produtividade do eucalipto, na geração de mais celulose por área plantada.

 

Mariana Castro Alves é jornalista e bolsista Fapesp para divulgação do CEPID Centro de Pesquisa em Engenharia e Ciências Computacionais


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