As descobertas na Biologia permitiram a evolução de outras áreas da Ciência. Depois da descoberta do DNA imaginava-se que toda a informação genética dos organismos estaria contida somente nessas estruturas, ou seja, dentro do núcleo celular.
No entanto, foi descoberto que alguns cromossomos, chamados de extranucleares, podem ser localizados fora do núcleo e também desempenham funções das células. Esse tipo de DNA ocorre nas mitocôndrias e nos cloroplastos de organismos eucarióticos. Nas bactérias e em alguns organismos eucarióticos, o DNA extranuclear é chamado de plasmídeo.
A descoberta dessa estrutura permitiu a evolução da engenharia molecular que beneficia tanto a Medicina como a Agricultura, por meio de seu uso na Biotecnologia. A partir de técnicas desenvolvidas com o uso dos plasmídeos, hoje é possível a produção de insulina e de plantações transgênicas, por exemplo.
O que são Plasmídeos?
Os plasmídeos são moléculas de DNA extracromossomais. São estruturas pequenas, circulares e dupla-fita, diferentes dos cromossomos presentes nas células. São encontradas naturalmente nas bactérias e em alguns organismos eucarióticos (como em Saccharomyces cerevisiae).
O tamanho dos plasmídeos pode variar entre mil pares de base até centenas de milhares. Plasmídeos que são localizados em anexo à membrana celular são chamados de episomos.
Características
Esse tipo de DNA possui algumas características peculiares, como o fato de poderem se replicar independentemente dos cromossomos e serem transferidos de uma bactéria para outra por um processo chamado de conjugação.
Funções
Embora os plasmídeos sejam transferidos para as células filhas durante a reprodução, eles não são essenciais para a sobrevivência das bactérias.
Em geral, os genes presentes nessas estruturas conferem resistência a antibióticos, como os plasmídeos colicinogenicos. Essa classe de plasmídeo também é capaz de matar outras bactérias. Os plasmídeos chamados de fatores R também conferem resistência a antibióticos.
Alguns tipos de plasmídeos são chamados de virulentos, ou seja, fazem com que a bactéria seja uma causadora de doenças.
Os plasmídeos também são responsáveis por codificar enzimas para o catabolismo de alguns compostos, como as opinas.
- Em Pseudomanas spp.: genes localizados nos plasmídeos realizam a degradação da cânfora, do tolueno e do ácido salicílico;
- Em Escherichia coli: esses genes são responsáveis pela captação de sacarose e citrato para ser utilizado no metabolismo;
- Em Klebsiella spp.: realizam a fixação de nitrogênio;
- Em Rhodospirillum rubrum: os genes determinam a síntese do pigmento fotossintético vermelho;
- Em Flabobaterium spp.: determinam a degradação de nylon.
Outras classes de plasmídeos possuem genes que são responsáveis pelo processo de conjugação das bactérias, ou seja, apresentam funções reprodutivas.
Aplicação dos plasmídeos na Biotecnologia
A descoberta dos plasmídeos revolucionou a Genética e a biologia molecular, pois não se imaginava que haveria a presença de genes fora dos cromossomos. Dessa forma, essas estruturas passaram a ser utilizadas como ferramentas para clonar, transferir e manipular genes.
Os plasmídeos passaram a ser usados como vetores, ou seja, com eles os pesquisadores conseguem inserir fragmentos de DNA (ou genes) que são de seu interesse de um organismo para outro.
Para produzir esses vetores, o DNA é recortado com enzimas chamadas de endonucleases. Os fragmentos de interesse são então inseridos no plasmídeos, chamado de DNA recombinante, e posteriormente são inseridos nas bactérias, pelo processo chamado de transformação.
Quando se reproduzem, milhares de cópias do vetor são produzidas e podem ser utilizadas. Atualmente, os plasmídeos são empregados na produção de proteínas (como a insulina humana) e no tratamento com terapia gênica.
