A tripla hélice

A tripla hélice
Equipe de São Paulo identifica estrutura rara no material genético de moscas
Maria Guimarães
Edição Impressa 169 - Março 2010

                      Manchas rosa: triplas hélices produzidas em cromossomos de Rhynchosciara

Eduardo Gorab - USP

O material genético de todos os seres vivos, diz a literatura sobre o assunto, é composto por duas fitas espiraladas uma em volta da outra. É a famosa dupla-hélice do DNA, o ácido desoxirribonucleico, cuja configuração foi apresentada ao público em 1953 pelo físico Francis Crick e o biólogo James Watson. A descoberta lhes rendeu o Prêmio Nobel em 1962 e ficou cristalizada como retrato oficial do DNA. O que raramente se diz é que, antes do modelo de Watson e Crick, o químico Linus Pauling também tentara descrever como as moléculas, ou bases nitrogenadas, que formam o material genético – adenina, timina, citosina e guanina, mais conhecidas como A, C, T e G – se encaixam. A tripla hélice que ele propôs não se sustentava, mas em situações muito específicas as cadeias de DNA de fato parecem se associar aos trios. Entre os pesquisadores que investigam essa conformação pouco ortodoxa estão os geneticistas Eduardo Gorab e José Mariano Amabis, do Instituto de Biociências da Universidade de São Paulo (IB-USP).

Gorab e Amabis mostraram que três fitas de bases nitrogenadas se espiralam juntas em algumas zonas do material genético das moscas Rhynchosciara americana e Drosophilamelanogaster. Essa conformação pouco usual parece concentrar-se na heterocromatina, região dos cromossomos onde a estrutura tripla pode contribuir para a compactação do material genético e onde quase não há atividade gênica, corroborando a ideia de que a conformação tripla funciona como um interruptor que desliga os genes. O estudo brasileiro começou há cerca de 20 anos, mas só foi publicado em 2009, na Chromosome Research.

Embora ainda não seja possível enxergar os componentes do DNA, hoje técnicas moleculares cada vez mais avançadas permitem aos poucos destrinchar o seu funcionamento. Para Linus Pauling, nos anos 1950, os modelos teóricos das bases adenina, timina, citosina e guanina eram como peças de um quebra-cabeça espalhadas sobre a mesa. Tratava-se de descobrir a melhor maneira de agregá-las. Já na época a versão de Pauling foi explicitamente refutada por Watson e Crick, e hoje ficou claro que ela viola certos princípios da química, mas a ideia de uma hélice tripla não foi de todo enterrada.

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Leia mais aqui: Pesquisa FAPESP

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Potential sites of triple-helical nucleic acid formation in chromosomes of Rhynchosciara (Diptera: Sciaridae) and Drosophila melanogaster

Journal Chromosome Research
Publisher Springer Netherlands
ISSN 0967-3849 (Print) 1573-6849 (Online)
Issue Volume 17, Number 6 / August, 2009
DOI 10.1007/s10577-009-9075-5
Pages 821-832
SpringerLink Date Thursday, September 17, 2009

Eduardo Gorab1 , José Mariano Amabis1, Ann Jacob Stocker1, 2, Laura Drummond1 and Bernard David Stollar3

(1) Departamento de Genética e Biologia Evolutiva, Instituto de Biociências, Universidade de São Paulo, Rua do Matão 277, Cidade Universitária, CEP 05508-090 São Paulo, São Paulo, Brazil

(2) Centre for Environmental Stress and Adaptation Research, Department of Genetics, University of Melbourne, Parkville, Victoria, Australia

(3) Department of Biochemistry, Tufts University School of Medicine, Boston, MA, USA

Received: 25 March 2009 Revised: 19 May 2009 Accepted: 18 August 2009 Published online:18 September 2009

Responsible Editor: Dean A. Jackson.

Abstract 

Antibodies to specific nucleic acid conformations are amongst the methods that have allowed the study of non-canonical (Watson–Crick) DNA structures in higher organisms. In this work, the structural limitations for the immunological detection of DNA.RNA hybrid duplexes were examined using specific RNA homopolymers as probes for homopolymer polydeoxyadenylic acid (poly(dA)).polydeoxythymidylic acid (poly(dT))-rich regions of Rhynchosciara americana (Diptera: Sciaridae) chromosomes. Anti-DNA.RNA duplexes did not react with the complex formed between chromosomal poly(dA) and exogenous polyuridylic acid (poly(rU)). Additionally, poly(rU) prevented the detection of polyadenylic acid.poly(dT) hybrid duplexes preformed in situ. These results raised the possibility that three-stranded structures rather than duplexes were formed in chromosomal sites. To test this hypothesis, the specificity of antibodies to triple-helical nucleic acids was reassessed employing distinct nucleic acid configurations. These antibodies were raised to the poly(dA).poly(rU).poly(rU) complex and have been used here for the first time in immunocytochemistry. Anti-triplex antibodies recognised the complex poly(dA).poly(rU).poly(rU) assembled with poly(rU) in poly(dA).poly(dT)-rich homopolymer regions of R. americana chromosomes. The antibodies could not detect short triplex stretches, suggesting the existence of constraints for triple-helix detection, probably related to triplex tract length. In addition, anti-poly(dA).poly(rU).poly(rU) antibodies reacted with the pericentric heterochromatin of RNase-treated polytene chromosomes of R. americana and Drosophila melanogaster. In apparent agreement with data obtained in cell types from other organisms, the results of this work suggest that significant triple-helix DNA extensions can be formed in pericentric regions of these species.
Electronic supplementary material The online version of this article (doi:10.1007/s10577-009-9075-5) contains supplementary material, which is available to authorized users.

Keywords chromosomes - Drosophila - heterochromatin - homopolymers - non-B-DNA - Rhynchosciara - triple helix

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