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O que é Biologia Molecular e onde se aplica? Parte 3

16/03/2018
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Reunimos em 3 artigos muita informação e curiosidades sobre a biologia molecular. O que é? Como surgiu? Os principais acontecimentos, descobertas e inovações que marcaram época e contribuíram para biologia molecular revolucionar inúmeras áreas. E onde encontramos? Muito mais próxima do que imaginamos. Destacamos algumas profissões que atuam diretamente com a biologia molecular. Perdeu algum artigo? Confira aqui a parte 1 e a parte 2.

Na terceira e última parte da série sobre biologia molecular, vamos abordar uma técnica que revolucionou a biologia e a medicina. Relativamente nova, a Reação em Cadeia de Polimerase (PCR) um método de alta sensibilidade e precisão, é vista como uma grande aliada, principalmente, no diagnóstico médico.  Várias profissões já citadas nas matérias anteriores, utilizam a metodologia do PCR. Relembre conosco:

A Reação em Cadeia de Polimerase (PCR)

A Reação em Cadeia do DNA Polimerase, mais conhecida pela sigla PCR (do inglês Polymerase Chain Reaction), foi desenvolvida por Kary Banks Mullis, em 1983. Essa técnica é utilizada para se obter a amplificação seletiva de determinada região do DNA, na qual apenas uma única molécula de DNA pode servir de molde para amplificação, produzindo milhares de cópias da molécula-alvo. Esse avanço na ciência, trouxe para a rotina dos laboratórios, ferramentas que permitiram o diagnóstico em nível molecular.

A técnica de biologia molecular por PCR promove, in vitro, e por meio de artifícios de variação de temperatura, o que o organismo realiza naturalmente em condições fisiológicas: a duplicação de cadeias de DNA, envolvendo nucleotídeos, sequências iniciadoras e enzima polimerases. Por meio deste processo, é possível a obtenção de muitas cópias de uma sequência específica de ácido nucleico a partir de uma fita molde.

Todo esse processo pode ser resumido em 3 ciclos:

  1. Desnaturação (96°C): Aquece fortemente a reação para separar, ou desnaturar, as fitas de DNA. Isso proporciona um molde de fita simples para a próxima etapa.
  2. Anelamento (55- 65°C): Resfria a reação para que os primers (uma fita de DNA específica para o gene que se quer estudar) possam se ligar às suas sequências complementares no DNA molde de fita simples.
  3. Extensão (72°C): Eleva a temperatura da reação para que a enzima Taq polimerase estenda os primers, sintetizando novas fitas de DNA.

Atualmente o PCR é amplamente utilizado para o sequenciamento de genes e para a detecção e o diagnóstico de doenças infecciosas e hereditárias. É especialmente indicada para detecção de doenças infecciosas, pois é um método direto, de alta sensibilidade, capaz de identificar o patógeno (bactéria, fungo ou vírus) fornecendo informações precisas de tipo, quantidade (carga viral) e presença na célula analisada (evolução da doença). É notável também a rapidez nos resultados, pode-se obter um diagnóstico preciso em poucas horas. Para casos graves, o diagnóstico rápido pode ser vital para o sucesso da terapia.

Conheça algumas doenças que já possuem o diagnóstico molecular:

As diferentes áreas de atuação

Biossegurança

A biossegurança é o conjunto de estudos, ações e procedimentos que têm como objetivo controlar e evitar riscos à biodiversidade que pode ser provocado por agentes físicos, biológicos ou químicos potencialmente perigosos.

No Brasil, a legislação de Biossegurança foi instituída pela lei nº 8.974, de 05 de janeiro de 1995, que criou a Comissão Técnica Nacional de Biossegurança (CTNBio). Esta lei denomina os níveis de biossegurança em NB-1, NB-2, NB-3 e NB-4. Estão relacionados às exigências de segurança na manipulação de agentes biológicos.

As ações de biossegurança englobam aspectos como:

  • Prevenção e proteção do trabalhador
  • Minimização de riscos em atividades de pesquisa
  • Minimização de riscos na prestação de serviços
  • Proteção da saúde dos homens e animais
  • Proteção do meio ambiente

Microbiologia

A microbiologia é o estudo dos microorganismos invisíveis a olho nu, tais como bactérias, fungos e vírus. A microbiologia médica é talvez a mais conhecida, por envolver micro-organismos que influenciam diretamente na saúde humana. Mas existem diferentes tipos de atuação: Microbiologia industrial, Biotecnologia, Micologia, Micotoxinas, Microbiologia Ambiental, Microbiologia de Alimentos, Microbiologia de Solos, Microbiologia Médica Humana, Microbiologia Clinica, Infecção Hospitalar, Microbiologia Veterinária.

Pode ser vista na área de pesquisas, tanto a nível molecular quanto celular.  Ajuda a prevenir e diagnosticar doenças, assim como identificar e caracterizar organismos.

O trabalho de um microbiologista depende do interesse da atuação do profissional, mas podemos citar:

  • Observação, cultivo e identificação de micro-organismos, incluindo técnicas moleculares
  • Desenvolvimento de novas técnicas, produtos e processos (vacinas, kits de diagnóstico, enzimas…)
  • Controle de infecções e contaminação
  • Coleta de amostras nos diferentes tipos de sítios anatômicos e ambientes

Toxicologia

A toxicologia é o estudo científico dos efeitos adversos que ocorrem nos organismos devido à exposição aos compostos químicos. Abrange a observação, relato de sintomas, mecanismos de detecção e tratamento nos casos de intoxicação relacionados tanto aos seres humano quanto aos diversos ecossistemas. Divide-se em:

  • Toxicologia Analítica ou Química: identifica substâncias tóxicas no sangue, urina, cabelo, saliva e em determinadas áreas do meio ambiente (água, ar, solo).
  • Toxicologia Clínica ou Médica: trata das pessoas que passaram por intoxicação (seja por remédios, produtos químicos, gases, etc), fazendo o tratamento para recuperar o organismo destes pacientes.
  • Toxicologia Experimental: testa os efeitos tóxicos de determinadas substâncias químicas em animais de laboratório.

Imagenologia

Os exames de imagem não são uma exclusividade de médicos. O biomédico que escolher a habilitação em imagenologia poderá atuar em diversos segmentos da área, tais como: tomografia computadorizada, ressonância magnética, medicina nuclear, radioterapia, ultra-sonografia. Esses profissionais estão aptos a compreender, analisar e reconhecer possíveis alterações nas imagens radiológicas.

Também pode exercer outras modalidades como na gestão de equipamentos, desenvolver protocolos de estudo e exames, gerenciar sistemas de armazenamento de imagens médicas e diagnósticos. Pode executar procedimentos de radiofarmácia, como administrar doses de radiofármacos para diagnóstico e terapias ou controle de estoque desses reagentes.

Psicobiologia

Somando-se conhecimentos de 03 ciências: física, química, biologia e psicologia, a psicobiologia procura desenvolver o conhecimento sobre as bases biológicas do comportamento. Assim, tenta explicar como os sistemas nervoso, endócrino, circulatório e imunológico estão relacionados ao comportamento, atenção, emoções, memória, cognição, aprendizagem, entre outros. A influência das drogas sobre o organismo e o estudo de doenças mentais como a esquizofrenia, também são pesquisadas nesta área.

Áreas de atuação:

  • Psicologia fisiológica: estuda os mecanismos neurológicos do comportamento induzidas por cirurgias, estimulações elétricas ou testes em animais em laboratórios
  • Psicofarmacologia: estuda as reações nervosas e comportamentais pela utilização de drogas e substâncias psicoativas
  • Neuropsicologia: estuda os processos de memória, pensamento, linguagem, habilidades motoras mais complexas e percepção tanto em indivíduos saudáveis quanto com danos cerebrais
  • Neurociência cognitiva: estuda a atividade cerebral através de imagens funcionais
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