Acesse no final desse post os primeiros textos da série “Redescobrindo o DNA” e conheça a verdadeira história sobre as pesquisas com essa importante molécula!

Nas décadas seguintes à descoberta da nucleína de Miescher vários cientistas concentraram esforços em uma série de pesquisas que revelaram detalhes sobre a molécula de DNA. Alguns dos importantes resultados foram a determinação de seus componentes primários (os nucleotídeos)  e o modo como essas unidades juntavam-se entre si na formação da molécula. Sem as contribuições de todos esses pioneiros, Watson e Crick não teriam as fundações científicas que possibilitaram a eles elaborar os modelos teóricos sobre a estrutura tridimensional do DNA e talvez nunca alcançassem seus objetivos.

Erwin Chargaff (1905-2002) em foto de galã.

O personagem de hoje foi um dos pesquisadores que expandiram o trabalho de Levene (apresentado na 1ª parte da série “Redescobrindo o DNA”) ao descobrir mais detalhes sobre a estrutura do DNA, abrindo caminho para Watson e Crick. Ele é Erwin Chargaff, um bioquímico austríaco que teve a seu favor ter sido um dos primeiros a perceber a importância do trabalho publicado pelo grupo de pesquisas de Oswald Avery em 1944 (discutido na 2ª parte da série “Redescobrindo o DNA”).

Ao ler o trabalho em que Avery e seus colaboradores demontraram que as unidades hereditárias (os genes) eram compostos de DNA, ficou profundamente interessado no assunto. Esse trabalho teve um impacto tão profundo em Chargaff  que o inspirou a lançar um programa de pesquisas focado exclusivamente na química de ácidos nucléicos. Ele escreveu sobre o trabalho de Avery:

“Essa descoberta, quase abruptamente, apareceu para pressagiar a química da hereditariedade e, além disso, fez provável o caráter de ácido nucléico do gene… Avery nos deu o primeiro texto de uma nova linguagem ou pelo menos nos mostrou onde procurá-la. Eu resolvi buscar esse texto.”

Para entender melhor o DNA como material hereditário, um dos primeiros passos em suas pesquisas foi investigar se havia diferenças entre o DNA de diferentes espécies. A partir desses estudos ele chegou a duas conclusões principais:

1. Que a composição de nucleotídeos do DNA varia entre as espécies, isto é, os mesmos nucleotídeos não se repetiam na mesma ordem como proposto por Levene em suas pesquisas.
2. Que quase todo o DNA, independentemente de qual organismo ou tecido tenha sido extraído, mantém algumas propriedades mesmo que sua composição seja variável. Em particular, ele demonstrou que a quantidade do nucleotídeo adenina (A) é sempre similar à quantidade do nucleotídeo timina (T), enquanto a quantidade de citosina (C) é similar à de guanina (G).

Em outras palavras, Chargaff descobriu que o total de purinas (A+G) e o total de pirimidinas (C+T) eram geralmente iguais. Essas observações ficaram conhecidas como as “Regras de Chargaff” e são resumidas no quadrinho abaixo:

A pesquisa de Chargaff foi vital para o trabalho de Watson e Crick. Foram as relações entre as bases nitrogenadas descobertas por ele que deram a Watson a ideia do pareamento dos nucleotídeos que constituem uma molécula de DNA em uma dupla-hélice.

Apesar disso, nem mesmo Chargaff imaginava qual poderia ser a explicação de seus achados e relações.

Referências e menções nesse post:
Quem descobriu o DNA? (Ciensinando)

Redescobrindo o DNA 1 – Do que é feito o DNA? (Ciensinando)

Redescobrindo o DNA 2 – O DNA é o material hereditário (Ciensinando)

Avery, O. T. et al. (1944) Studies on the chemical nature of the substance inducing transformation of pneumococcal types. Journal of Experimental Medicine 79, 137–157

Chargaff, E. (1950) Chemical specificity of nucleic acids and mechanism of their enzymatic degradation. Experientia 6, 201–209

Pray, L. (2008) Discovery of DNA structure and function: Watson and Crick. Nature Education 1(1)

Mas a Ciência sempre foi assim? Quando tomou a forma que conhecemos? Desde quando existe o método científico, por exemplo?

Alhazen (965-104

A resposta para essas perguntas varia de acordo com a cultura considerada. Existem documentos do Antigo Egito com mais de 3 mil anos que descrevem métodos matemáticos e médicos, por exemplo.

Roger Bacon (1214-1294)

René Descartes (1596-1650)

O desenvolvimento do raciocínio dedutivo por Platão na Grécia também é um importante passo em direção ao método, mas foram pensadores islâmicos como Alhazen (que fez grandes contribuições para a Óptica) que introduziram o uso da experimentação e quantificação para distinguir entre hipóteses científicas e inspiraram pessoas como Roger Bacon (século 13), considerado um dos “pais” do Método Científico. Já nos séculos 17 e 18 gente como Francis Bacon e René Descartes terminaram de definir grande parte da Ciência atual.

Quer uma introdução rápida no assunto?

O filme Luz, Trevas e o Método Científico mostra a história da ciência ocidental, sendo uma boa referência para quem se interessar sobre História da Ciência e quiser um panorama geral de forma rápida (o filme tem aproximadamente 1 hora e pode ser acessado em partes).

Veja aqui a primeira parte do filme e acesse os links para ver o resto no YouTube:

Luz, Trevas e o Método Científico -  Parte 2 / Parte 3 / Parte 4 / Parte 5 / Parte 6 / Parte 7

O filme foi produzido pelo Projeto Ciência e Arte do Instituto de Bioquímica Médica da UFRJ, acessem e vejam outros vídeos disponíveis!

O problema nesse caso é similar ao conceito de Pensamento Crítico: as palavras possuem significados diferentes na linguagem comum e na científica. No dia-a-dia a palavra teoria pode ser usada para representar uma suposição, ou seja, algo especulativo e sem demonstração experimental. Já para as Ciências experimentais como química e biologia afirmações ou opinião feitos sem experimentos que obedeçam às normas do Método Científico são chamados de hipóteses!

Watson e Holmes formulando HIPÓTESES!

O filme de Sherlock Holmes lançado em 2009 pelo ótimo Guy Ritchie contém um diálogo  que serve como exemplo de como deve funcionar a produção científica (tradução livre).

Enquanto andam pelas ruas, Dr. Watson, o parceiro de Holmes, conversa com o famoso detetive sobre alguns acontecimentos bizarros que havia presenciado durante sua participação na guerra:

Watson:
- Sabe, presenciei coisas na guerra que não pude explicar. Uma vez ouvi um homem prever acertadamente sua morte do número de balas ao local dos buracos de bala que o mataram. Você tem que admitir que uma explicação sobrenatural é possível ao menos em teoria.

Holmes então responde:
- Nunca teorize antes de ter dados. Invariavelmente você terminará distorcendo fatos para se encaixarem à teoria, ao invés de fazer com que as teorias sirvam aos fatos.

Uma hipótese é o ponto de partida para as teorias científicas e precisa de comprovações experimentais constantes que obedeçam ao Método Científico.

As hipóteses são perguntas ou suposições que orientam uma investigação com o objetivo de explicar um fato e prever suas consequências. Já as teorias são afirmações que sobrevivem ao tempo com apoio de uma grande quantidade de evidências, sendo considerada “provada” no meio científico.

Uma hipótese é analisada diversas vezes para ser considerada uma teoria.

O problema: como fora deste contexto teoria e hipótese podem assumir significado semelhante, linhas de pensamento não científicas podem usar uma linguagem aparentemente científica. Assim nascem as chamadas pseudociências.

Mais importante: a diferença entre uma hipótese e uma teoria científicas mostra que o conhecimento não é estático e inabalável. As teorias são sustentadas por testes que verificam sua validade, mas este cenário pode mudar se houver uma hipótese científica alternativa.

Se os testes determinarem que a hipótese alternativa aponta falhas na teoria vigente, começa a busca por uma teoria revisada e melhorada.

Assim caminha a Ciência.