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A estrutura do ADN
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  Átomos e raios-X: observando o interior de um cristal
Raymond Gosling, um doutorando de Wilkins

Raymond Gosling, um doutorando no laboratório da Universidade de Londres.
 
Maurice Wilkins, o físico nuclear, entrou na corrida para o ADN baseado num golpe de sorte. Depois do seu trabalho no Projeto Manhattan em bombas atómicas ter sido concluído, ele queria mudar para uma linha de trabalho mais pacífica e quis investigar a base física para a vida. Virou-se para a biofísica, um campo na altura em rápido crescimento, ocupando uma posição na Universidade de Londres. No início de sua carreira em Londres, ele frequentou uma conferência onde um bioquímico deu amostras de ADN de alta qualidade. Wilkins teve a sorte de receber uma amostra — o que pode não ter parecido tão impressionante na época. Era tão viscoso e peganhento que mais tarde ele descreveu-a como sendo "apenas ranho". Contudo, por conter moléculas de ADN longas, intactas — que naquela época eram difíceis de obter — esta amostra escorregadia viria a ser fundamental na descoberta de pistas sobre a estrutura do ADN. Raymond Gosling, um aluno de doutoramento no laboratório de Wilkins, sugeriu estudar o ADN com uma nova técnica chamada de difração de raios-X.

A difração de raios-X, desenvolvida na primeira metade do século 20, foi uma das novas tecnologias que tornou possível desvendar a estrutura do ADN. A técnica funciona em cristais, um tipo de molécula com uma estrutura regular e repetitiva. Quando os raios-X passam através de uma amostra, são desviados ou difratados em direções diferentes, dependendo das posições dos átomos da amostra, e a direção final dos raios-X pode ser registada em filme. Porque os raios-X devem viajar através de muitas camadas de átomos, é importante que os átomos ocorram sempre no mesmo arranjo cristalino. Se não o fizerem, os raios-X são difratados em padrões sobrepostos, e o resultado é um borrão difuso e indistinto. No entanto, se a estrutura tem um arranjo atómico que se repete periodicamente, os raios-X difratados criam um padrão feito de pequenos pontos claros e bem definidos. Diferentes estruturas dispersam os raios-X em padrões característicos diferentes.

A técnica de difração de raios X

Mesmo que os cientistas não possam observar diretamente os átomos dentro do cristal, eles poderiam, a partir de padrões de difração de raios-X, reconstruir a estrutura tridimensional que produziu a dispersão. Isso funciona um pouco como tentar descobrir o quão alto uma pessoa é olhando para a sua sombra. Dependendo do ângulo do sol, a sombra pode ser maior ou menor, mas se você pudesse comparar muitas fotos da sua sombra em diferentes momentos do dia, você acabará por ser capaz de descobrir o quão alto é. Do mesmo modo, os cientistas comparam muitas "sombras", ou padrões de difração de raios X, deixados por um cristal para determinar o arranjo dos átomos dentro dele.

padrão de difração de raios-X fotografado por Gosling e Wilkins, em 1950

Este padrão de difração de raios-X fotografado por Gosling e Wilkins, em 1950, mostrou que o ADN tem de facto uma estrutura cristalina.
 
Apesar de o ADN não parecer muito cristalino, Gosling queria tentar a difração de raios-X na molécula fosse como fosse. Wilkins e Gosling sabiam que a estrutura do ADN pode ser irregular demais para produzir um padrão de raios-X claro e bem definido. Mas, como se veio a descobrir, a amostra era pegajosa e fibrosa porque era composta por um grande número de longas moléculas finas de ADN intacto e cristalino. Durante o verão de 1950, os padrões de Wilkins e Gosling mostraram que o ADN tem uma estrutura regular — o que significa que a difração de raios-X seria uma ferramenta importante para a resolução da estrutura. Os padrões ainda sugeriram como essa estrutura básica pode ser. Apesar de conterem algumas manchas intrincadas e pouco nítidas, as imagens sugeriam que o ADN poderia ter a forma de uma espiral torcida — uma hélice — embora ainda não fosse claro como os fosfatos, açúcares e bases se encontravam dispostos dentro dessa hélice.

O ADN tem uma estrutura cristalina. O ADN é uma hélice.

veja também
O ADN é demasiado pequeno para podermos observar diretamente a sua estrutura com os nossos próprios olhos. Felizmente, os cientistas muitas vezes podem usar as ferramentas (como a difração de raios-X) para ampliar e refinar os nossos sentidos básicos. Para saber mais sobre isso, visite Observação para além dos nossos sentidos.



Retrato de Gosling © Arquivo King's College; Padrão de difração de 1950 de Wilkins-Gosling de uma contribuição por R.G. Gosling a Genesis of a Discovery: DNA Structure, editado por S. Chomet, 1993, Newman-Hemisphere, London.

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