Engenharia genética: A edição de genes

A edição de genes é um ramo promissor da biotecnologia que vem sendo desenvolvido desde 1990, esse procedimento permite a eliminação e substituição de trechos específicos do DNA, que podem ser realizados em células somáticas ou em células germinativas (óvulos e espermatozoides), no caso das células germinativas, os genes podem ser transmitidos aos descendentes, as edições nas células somáticas não são hereditárias. O uso dessa técnica pode então ser utilizado para diversos fins em seres vivos, como para o tratamento de doenças, melhoramento de característica humanas não patológicas, criação de transgênicos, entre outras infinitas possibilidades.

Existem atualmente quatro principais ferramentas para edição de genes, todas consistem em enzimas modificadas pela ação humana, ou seja. Temos então: zinc-finger nucleases, meganucleaseas, transcription activator-like effector nucleases e uma das técnicas revolucionárias que prometem expandir a área de edição genética que é a CRISPR-Cas9 que será abordada com mais detalhes no presente texto. Todas essas técnicas possuem mecanismos de reconhecimento, permitindo-as aderir a sequências específicas de nucleotídeos de DNA-alvo e ativar a clivagem, ou seja, a quebra desse fragmento, entenderemos melhor esse processo.

Existem dois principais meios de reparo do DNA após a clivagem: reparação não homóloga, que religa as extremidades do trecho clivado, esse processo é utilizado quando se deseja silenciar a ação de um gene, como por exemplo os genes que codificam os receptores do HIV nas células. O segundo, é o reparo dirigido por homologia, que utiliza moldes de DNA externo junto com as ferramentas de edição para regenerar a quebra da fita de DNA, esse último mecanismo, é capaz de criar organismos transgênicos, ou substituir genes mutantes por genes saudáveis.

A técnica CRISPR-Cas9 “Conjunto de Repetições Palindrômicas Curtas Regularmente Espaçadas” (palíndromos são palavras que se lidas da esquerda para a direita ou da direita para a esquerda possuem o mesmo significado), é uma região do genoma das bactérias caracterizada por sequências DNA curtas e repetidas. A região CRISPR participa do sistema de defesa dessas bactérias, que, quando parasitadas por um vírus, utilizam algumas enzimas que cortam o material viral, armazenando-o em uma região específica do genoma denominada CRISPR, essa região é reconhecida como regularmente espaçada por conter entre os intervalos das sequências palindrômicas virais, sequências de DNA não condificante da bactéria, como demonstrado na imagem:

Fonte: https://www.youtube.com/watch?v=I8gI9FdEtP8

Quando a bactéria é novamente invadida por um vírus, o complexo formado pela enzima Cas9 é capaz de reconhecer o material genético desse vírus, pois é guiada por uma sequência de RNA codificada a partir do fragmento do DNA viral armazenado. Assim, se liga a fita de DNA viral correspondente, o fragmenta e inativa. Essa técnica tem sido utilizada para tratamentos experimentais contra o câncer, quando acoplada a enzima Cas9 o trecho de DNA mutante das células cancerosas, o complexo enzimático é capaz de reconhecer esses trechos em células alvo e fragmentá-lo, desativando-os. Esse tipo de edição já foi aplicado em embriões humanos principalmente pelos cientistas Junjiu Huang e Hong Ma, e mais recentemente, em fetos humanos por He Jiankui, a utilização da técnica gera diversas controvérsias no campo da bioética e embora promissora, ainda não é amplamente segura para uso em humanos.

Questão – UNIVAG (2019)

As enzimas de restrição são amplamente utilizadas nas pesquisas biotecnológicas, pois são capazes de cortar a molécula de DNA em pontos específicos, denominados palíndromos.

Um trecho de dupla fita de DNA correspondente a um palíndromo é:

A) TACTAC
ATGATG
B) AAACCC
TTTGGG
C) TTAAGG
AATTCC
D) GAATTC
CTTAAG
E) GAGAGA
CTCTCT

Resposta: D.

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