Domingo, 31 de Maio, 2015

 

A foto número 51

 

"...Essa narrativa representa o modo como eu via as coisas na época, em 1951-53: as ideias, as pessoas e a mim mesmo..." . É assim que James Watson começa a narrar uma das histórias mais controversas da humanidade: a descoberta do DNA. Seu livro " A dupla hélice, como descobri a estrutura do DNA " teve sua primeira edição em 1968 e foi um best seller. A editora Zahar relançou o livro no Brasil em 2013 e a história continua atual e instigante.

A base fundamental de toda vida na Terra, formada por apenas 4 letras, geraram as mais acaloradas discussões acadêmicas que ainda se arrastam em nosso tempo moderno. Para quem gosta de filme de suspense, roubos, tramas e desfecho nada convencional, essa história está bem detalhada na versão de Watson. Ele e Francis Crick, junto com Maurice Wilkins ganharam o prêmio Nobel de 1962 pela descoberta da estrutura do DNA.

E tudo começou com essa foto, a Foto 51 tirada por Rosalind Franklin, a melhor pesquisadora em cristalografia da época do King's College em Londres.

Foto no. 51 de Rosalind Franklin sobre o DNA (1953)

Rosalind Franklin era uma pesquisadora decidida, dura e extremamente profissional, o que perturbava toda a sociedade acadêmica machista nos anos pós-guerra. Por trabalhar em sua pesquisa nas fotografias de estruturas moleculares e não divulgar seu trabalho para os colegas antes de suas publicações saírem nas revistas científicas, sua personalidade foi desconfigurada por Watson. Rotulada de egoísta e dura por Watson, o livro deixa uma imagem de mulher que estava criando desavenças, apesar de Rosalind ser competente, muito mais do que os prêmios Nobel Watson e Maurice.

Rosalind Franklin em férias na Itália

Naquela época havia uma corrida cientifica para se descobrir como as informações genéticas eram transmitidas através do DNA. Sabia-se como as características se transmitiam, conhecia-se sobre as bases químicas Adenina, Citosina, Timina e Guanina, sabia-se sobre as proteínas, mas ninguém tinha a perfeita ideia de qual era a estrutura do DNA. A discussão na época era se o DNA tinha a forma helicoidal, plana ou aletória. Investigações com vírus e bactérias estavam em curso para tentar entender através dos microscópios, como essa informação se dispunha no espaço dos cromossomos.

Linus Pauling tinha mostrado alguns anos antes de 1953 que a estrutura de uma importante molécula tinha a forma helicoidal simples, utilizando para isso a cristolografia por Raio-X, uma das aplicações mais modernas na época para a física atômica. A técnica consistia em jogar um feixe de Raio-X sobre uma estrutura cristalizada diversas vezes e projetar essas "sombras" sobre um filme fotográfico. E Rosalind fazia isso como ninguém.

E como Rosalind Franklin conseguia fotos melhores do que os outros? Graças a um matemático de 1784, Friedrich Whilhelm Bessel, que desenvolveu um conjunto de funções conhecidas como Equações de Bessel. Essas equações foram criadas por Bessel, que era contemporâneo de Gauss, para medir distância entre estrelas e a Terra. Ele encontrou com essas funções a estrela mais próxima de nosso planeta, há 675 mil vezes a distância entre a Terra e o Sol.

Bessel - (1784-1846)

Usando essas funções de Bessel, Rosalind sabia com precisão, a distância e o raio de abrangência que deveria disparar os feixes, de forma a atingir a molécula cristalizada. Os reflexos nos filmes fotográficos eram exatamente causados pelos picos de maximos valores das funções. Essas funções nada mais são do que ondas, ondas reproduzidas matematicamente, que podem ser calculadas de quanto em quanto tempo a função cresce ou decresce. E com isso é possível determinar distâncias obtidas nas fotos refletidas pelo Raio-X.

Funções de Bessel são fáceis de serem calculadas nos dias atuais, em diversos softwares, entre eles no Matlab. Com apenas a palavra "bessel" no Matlab, é possível gerar quantas curvas se desejar com qualquer frequência. Mas não na época de Rosalind Franklin.

E mesmo assim, Rosalind teve a perspicácia de perceber que com a sintonia de um ângulo correto, os máximos seriam refletidos no filme (figura ao lado com a seta). Assim, reflexos na forma da seta ao lado, na mesma direção e com a mesma inclinação, indicariam que a molécula de DNA era composta de apenas uma forma de hélice.

O padrão que ninguém tinha conseguido observar e o qual era esperado, era o padrão apresentado na figura ao lado (abaixo).

Se um "X" aparecesse na foto, a estrutura do DNA teria duas hélices, e seria possível medir inclusive a distância entre as conexões e quais as bases químicas que se ligavam.

Mas as fotos eram difícieis e até 1953 ninguém tinha conseguido nada parecido. Watson e Crick trabalhavam com modelos em 3-dimensões mas não sabiam a forma, nem mesmo se existia duas hélices ou apenas uma.

Rosalind não gostava de modelos, para ela o padrão tinha que emergir das fotos, e com essas fotos os cálculos indicariam numericamente qual era a estrutura do DNA.

E dentro desse embate estava a figura de Maurice, que era inimigo declarado de Rosalind Franklin e até já havia pedido sua demissão. Mas como Rosalind era competente, o diretor do King's negou.

Então, num certo dia, Maurice sabia que Rosalind tinha uma foto escondida, pois um de seus alunos de doutorado estava como auxiliar dela. Watson e Crick tinham uma suspeita sobre a dupla hélice, mas sem uma foto, não teriam como calcular as distâncias corretas em seu modelo. E sem essas distâncias eles não conseguiriam saber quem se ligava a quem, na parte da "cola" do DNA.

Foi quando Watson apareceu no departamento de Maurice. Ao explicar como ele e Crick tinham um modelo, mas ainda sem dados para comprovar, Maurice levou Watson para ver a foto de Rosalind, que estava arquivada em seus pertences.

A foto era a de número 51. James Watson gelou, Rosalind tinha conseguido encontrar "o X da questão". Ele e Crick estavam certos, o DNA era uma hélice dupla, mas Rosalind também já sabia disso.

 

Funções de Bessel para representar ondas

 

 

 

 

 

 

 

padrão esperado para o DNA

James Watson (esq.) e Francis Crick (dir.) com seu modelo de

DNA em arames e alunínio

 

 

Rascunho das anotações de James Watson sobre a foto 51

 

 

Representação da dupla hélice conforme a foto 51

 

Watson então pegou o jornal Times que carregava com ele, e desenhou a foto observada por Rosalind e mostrada por Maurice. Ele foi meticuloso a ponto de reproduzir a foto com rabiscos que respeitavam a distância entre os pontos escuros da foto.

Voltando ao laboratório onde estava Crick, Watson mostrou os resultados rabiscados e ambos começaram a trabalhar para reconstituir o modelo em 3-dimensões.

Os parâmetros coletados rapidamente sem Rosalind saber foram fundamentais para a reconstrução. James Watson era um biólogo que delcaradamente não entendia nada de cristalografia. Também declara em seu livro que detestava bioquímica. A dupla de pesquisadores era realmente criativa graças a Francis Crick.

Francis Crick era Biofísico e conhecia as funções de Bessel e já tinha artigos importantes em revistas de ponta como a Nature. Mas como Watson nos conta em seu livro, Crick também tinha diversos inimigos, pois falava demais, contava tudo a todo mundo.

Segundo a versão de Watson, ao pesquisar na área de outros pesquisadores, ele "ofendeu" os outros, pois estava "se metendo" onde não entendia. A guerra de egos existe e sempre exisitrá na academia, assim como na política.

Da mesma forma, Rosalind se escondia, pois era o trabalho de sua vida, e o que descobrira seria uma mudança radical no modo de pensar da Biologia.

Para se esquivar desse "roubo" de ideias, Watson declara que Rosalind tinha a foto, mas não entendia o que era o "X" da foto, nem mesmo tinha ideia sobre a dupla hélice.

No entanto, segundo o video no youtube, excelente video mostrando as duas partes da história, essa afirmação é falsa (ver no youtube "DNA- Secret of Photo 51".

Quando Crick viu o rascunho de Watson imediatamente começou a fazer os cálculos e a determinar as distâncias. Conforme figura ao lado, cada ponto do "X" da foto representa um par de base Adenina, Guanina, Timina e Citosina, entrelaçado por duas hélices. O "X" aparece porque existe uma simetria das duas hélices na foto.

Nove anos depois Watson, Crick e Maurice ganharam o Nobel de Medicina, em 1962. Rosalind Franklin nem foi citada no prêmio, que sem sua foto nunca teria existido. Mais uma vez, uma mulher foi deixada de lado por acadêmicos machistas.

E ainda como um final mais triste, Rosalind Franklin morreu em 1958, com um câncer devido às intensas exposições de Raio-X que sofria durante as sessões de fotos.

Mesmo sem o prêmio Nobel, no entanto, sua importância é reconhecida na França, onde ajudou a determinar a estrutura de um DNA viral. Alguns prédios e ruas na França homenageam Rosalind e a reconhecem como uma pesquisadora importante e vital para o descobrimento da estrutura da vida.

E todos esses acontecimentos só foram possíveis graças à Bessel, que 200 anos antes construiu essas funções de ondas que na época já se mostraram promissoras para a Astronomia, mas que talvez nunca Bessel imaginaria sua importância para a compreensão da vida.

Isso deveria ser divulgado em nossas escolas, esse fato científico deveria ser espalhado para que nossos estudantes se motivassem a partiparem de jornadas cientificas, para que professores de todos os níveis incentivassem seus alunos a gostarem do estudo. A Ciência é tão boa quanto um seriado americano.

 

Na pátria erroneamente chamada de "Educadora", alunos de escolas carentes só pensam na escola como um fator de convívio ssocial, para trocar mensagens ou ainda fazer uso de drogas. Em escolas mais afortunadas, os alunos pensam apenas em como podem ganhar dinheiro mais rápido, ou empreender um negócio. Não somos pátria educadora, somos pátria no estilo James Watson. Talvez James Watson tenha algum parentesco com brasileiros, para fazer uso de uma esperteza e levar vantagem sobre o estudo dos outros.

Pelo menos em seu livro, James Watson foi honesto em reconhecer que era o menos capaz dos três que foram agraciados com o prêmio Nobel. Uma foto mudou a comprensão da estrutura da vida, mas no Brasil nem mesmo muitas fotos mudam a estrutura da educação, que pode mudar a vida de todos nós.

 

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