O impacto da Física na Biologia e Medicina


FÍSICOS, HEREDITARIEDADE E O CRESCIMENTO DA BIOLOGIA MOLECULAR



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FÍSICOS, HEREDITARIEDADE E O CRESCIMENTO DA BIOLOGIA MOLECULAR.
Há exatos 50 anos atrás, em uma conversa intitulada "Um físico olha para a Biologia", Max Delbruck, um importante físico que havia se convertido para biologia alguns anos antes, tentou descrever a transição. Na conversa, apresentada no 1000º Encontro da Academia de Ciências e Artes de Connecticut, Delbruck disse: Um físico mais maduro, inteirando-se pela primeira vez dos problemas da biologia, fica confuso pela circunstância que não há "fenômeno absoluto"... O animal, a planta ou o microorganismo com que ele está trabalhando é meramente um elo de uma cadeia evolucionaria de formas mutantes, nenhuma das quais com validade permanente. Mesmo as espécies moleculares e as reações químicas que ele encontra são temas do momento que serão substituídas por outras na medida em as coisas evoluem. O organismo com o qual ele está trabalhando não é uma expressão particular de um organismo ideal, mas uma linha num tecido infinito de formas de vida, todas correlacionadas e todas interdependentes. O físico foi formado numa atmosfera diferente. Os materiais e fenômenos com que trabalha são os mesmos aqui e agora como eram no passado e como são na mais distante estrela".
Debruck era um estudante de Niel Bohr e foi, então, radicalmente convertido para a biologia. Com a ajuda do livro de Bohr “Light and Life” e principalmente, com o de Schröndinger “O que é vida?”, ele atraiu muitos outros físicos para a biologia. Os efeitos do seu fervor missionário foram poderosos não somente porque algumas pessoas muito espertas começaram a fazer biologia, mas porque elas trouxeram para problemas biológicos uma abordagem quantitativa e analítica – uma abordagem que criou a atmosfera na qual princípios da biologia molecular foram descobertos na procura das bases físicas da hereditariedade.
O pesquisador-chefe em física Leo Szilard estava entre os convertidos e sustentou que o que os físicos trouxeram para a biologia “ não foi nenhuma habilidade adquirida na física, mas antes de tudo, uma atitude: a convicção, que poucos biólogos tinham naquele tempo, de que mistérios podem ser solucionados (ver Fleming)
Delbruck e seus amigos foram atraídos por algumas questões fundamentais: Qual é a forma física em que a informação hereditária é armazenada? Como isso é reproduzido quando uma célula é dividida, ou quando um único vírus invade uma célula e faz centenas ou milhares de cópias dele mesmo? Como a informação é distribuída durante a reprodução sexual? Como a informação muda quando as mutações ocorrem?
A resposta para muitas dessas questões vieram do “Phage School” que Delbruck fundou. A “Phage School” era um grupo que formava físicos e alguns biólogos que dividiam suas paixões em reduzir o problema da hereditariedade em simples regras, entidades físicas e conservação de energia através do estudo da replicação e comportamento genético das viroses bacteriais. (também chamadas bacteriófagos ou fago) na bactéria hospedeira. Os estudos culminaram por encontrar aquilo que são os pilares da moderna biologia molecular: a identificação de ácido desoxirribonucléico (DNA) como material genético, uma descrição da organização física do DNA através da cristalografia com raio-x, a dedução de princípios de complementaridade das bases e a estratégia de replicação a partir da organização da dupla hélice, e a decifração do código genético como tríades de nucleotídeos escolhidos de um conjunto de quatro deles.
Delbruck e sua phage school foram importantes, mas lá estavam, de fato, uma linhagem de vários intelectuais conectados com físicos que ajudaram a criar o moderno mundo da biologia molecular (ver Keller....). Por exemplo, Warren Weaver foi um físico-matemático transformado em administrador científico que, em 1932, usou pela primeira vez o termo “Biologia molecular”. Ele escolheu esta denominação porque previu “que o momento chegaria em que a distinção entre químicos e físicos e até matemáticos de um lado e a biologia de outro seria ilusório e de fato infeliz” por isto ele não queria usar a palavra “biologia” para descrever os programas que ele apoiou na Rockfeller Foundation.
Cientistas britânicos com uma forte tendência para a física, como Astbury, Bragg e outros, usaram difração do raio-x para estudar a organização de muitos tipos de fibras, principalmente proteínas encontradas em tecidos, numa linhagem intelectual que conduziu a Wilkins e Franklin e, é claro, ao DNA. Os geneticistas americanos T H Morgan e H J Muller usaram agentes físicos – nominalmente, raio-x - para induzir mutações em moscas das frutas. A afinidade de Muller com os princípios da física era especialmente forte. Ele pensou ter achado as potenciais similaridades entre a mutação dos genes e a transmutação dos elementos, denominando a perspectiva de compreensão desses eventos em termos físicos de “as duas pedras angulares da nossa ponte arco-íris para o poder”. (ver Carlson)



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