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

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 e? 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 mole?cula-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:

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.
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.
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