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Projeto Genoma Humano

O Projeto Genoma Humano envolveu um modelo de colaboração científica internacional. Um de seus objetivos foi obter o sequenciamento completo do DNA humano como ferramenta para futuros estudos. O esforço foi considerado por muitos como um dos empreendimentos científicos mais ambiciosos de todos os tempos, mesmo quando comparado à fissão do átomo ou à viagem à Lua.

A sequência completa do genoma humano foi publicada em 2001, Como em qualquer resultado experimental, afloraram muitos questionamentos. Mas também se abriram possibilidades, ainda que muitas delas continuem pendentes, esperando novos avanços científicos. Porém os estudos têm revelado um dado fundamental: que as diferenças entre pessoas são ainda menores do que se pensava.

Projeto Internacional

O Projeto Genoma Humano teve por objetivos a identificação dos genes humanos, sua função e a sequência dos nucleotídeos do DNA das células humanas. É o acervo genético da espécie humana, o livro da informação hereditária, que configura as características fundamentais anatômicas e fisiológicas e no qual também estão codificadas algumas doenças graves.

Em 1990, começou o projeto público internacional denominado Projeto Genoma Humano (PGH), um esforço coordenado internacionalmente cujo objetivo era sequenciar o DNA humano: conhecer a ordem na qual se dispunham os nucleotídeos nas cadeias humanas de DNA.

Naquele momento já se conhecia perfeitamente a informação genética de seres como vírus, bactérias, leveduras etc. A informação genética humana, no entanto, é muito mais extensa, o que tornava o desafio ainda maior. Só o avanço da ciência, da genética e, em particular, das técnicas relacionadas à fragmentação e ao sequenciamento do DNA mediante enzimas permitiram a abordagem de uma tarefa tão complexa.

Uma pessoa interpretando as sequências de DNA do Projeto Genoma Humano
Mãos sobre o genoma.
Um investigador interpreta um dos mais complexos diagramas de sequenciamento das cadeias de DNA que constituem a dotação genética humana. A interpretação de todo o genoma da espécie humana foi um imenso esforço, impossível de abordar sem a colaboração de muitas equipes de investigação de várias partes do mundo.

No começo do projeto calculou-se que, para completar a decifração da informação genética humana em um ano, teria sido necessário que mais de 30 mil pessoas trabalhassem quase ininterruptamente. O pessoal disponível, no entanto, era muito menor; por isso, os cientistas participantes previram um bom número de anos de trabalho. Afortunadamente, contudo, os avanços técnicos tornaram a tarefa mais simples e automatizada, de forma que foi necessário muito menos pessoal. Além do mais, os investigadores contaram com um aliado surpresa, uma valiosa ferramenta de comunicação: a rede Internet, que apenas começava a se desenvolver quando se iniciou o PGH. A Internet emitiu a comunicação em tempo real entre equipes por todo o mundo, o que acelerou notavelmente a consecução dessa conquista científica.

Resultados do PGH

Em fevereiro de 2001 foi publicado o rascunho inicial do genoma humano, pelo Projeto Genoma Humano (PGH) e pela empresa privada Celera Genomics, nas prestigiosas revistas científicas Nature e Science, respectivamente. Em abril de 2003, deu-se o projeto por finalizado; suas conclusões, no entanto, ainda continuam sendo revisadas.

Hoje, sabe-se que o genoma humano contém cerca de 3 bilhões de nucleotídeos. É formado por aproximadamente 25 mil genes que codificam proteínas. O tamanho dos genes é variável – contém, em média, cerca de 3 mil nucleotídeos. Cada pessoa compartilha 99,99% do genoma com o restante da humanidade. O 0,01% restante (umas 1250 letras do DNA) marca as diferenças entre as pessoas. Daí se tem o paradoxo de que pessoas de grupos étnicos diferentes poderiam ter mais em comum, geneticamente falando, que indivíduos da mesma raça.

Temos poucos genes

O número de genes surpreende, quando se partia de uma estimativa de 100 mil. Os genes que codificam proteínas ocupam somente 2% a 5% do genoma.

Os cromossomos 1, 17, 19 e 22 têm elevada densidade em genes; os cromossomos X, 4, 18, 1 3 e Y parecem relativamente vazios. E não deixa de ser curioso que uma planta da família da mostarda, Arabidopsis thaliana, supere o ser humano em número de genes, ou que o genoma humano somente supere em centenas de genes o vermiforme Caemohabditis elegans, A complexidade fisiológica humana, claramente superior à de vermiformes e plantas, não reside, no entanto, no número de genes, mas na existência de mecanismos epigenéticos, que permitem multiplicar o potencial de codificação do genoma. Descobriu-se que um gene humano pode produzir cinco, seis ou até mais proteínas por meio de diferentes processos.

O genoma não codificante

Os cromossomos humanos hospedam 3% de genes ativos, que codificam proteínas, e 97% de sequências que não produzem proteínas e cuja função é um enigma.

Também se descobriu que um terço do genoma (35,3%) contém sequências repetidas, como o cromossomo 19, repetitivo em 57%. O DNA que não contém genes (como as extremidades dos cromossomos) e fragmentos redundantes de DNA que não codificam proteínas poderiam ter uma função na manutenção da estrutura e no dinamismo dos cromossomos.

Por que e para quê estudar o genoma

Os resultados do Projeto Genoma permitem determinar em que lugares exatos dos 46 cromossomos humanos se encontram os genes que armazenam a informação dos caracteres anatômicos e fisiológicos.

Além disso, porém, o conhecimento do genoma tem uma função fundamental: identificar os genes que provocam as doenças hereditárias. Entre os genes localizados pelo PGH estão alguns que produzem graves enfermidades, como determinadas formas de câncer. Até agora se conhecem mais de 4300 doenças devidas a genes defeituosos, quer dizer, genes que sofreram uma mutação e não têm a informação correta.

Para as pessoas que possuem esses genes, a ciência proporciona uma esperança: os procedimentos de terapia gênica que estão sendo investigados atualmente. Espera-se que essas técnicas permitam trocar um gene defeituoso, que produza uma doença ou uma malformação, por um gene normal,

O problema é que, para que uma doença possa ser tratada mediante terapia gênica, é imprescindível que se deva a um único gene. Se uma doença se deve à atuação conjunta de diversos genes, a situação se complica notavelmente.

Novos projetos para o futuro

Após o Projeto Genoma Humano (PGH), a segunda fase é o Projeto Proteoma Humano (PPH), cujo objetivo é conhecer todas as proteínas que existem no organismo humano. A razão fundamental para o lançamento desse projeto é que a maioria das enfermidades não se manifesta no terreno dos genes, mas sim no das proteínas.

O objetivo comum é, portanto, identificar as proteínas humanas para selecionar as mais úteis como marcadores de diagnóstico ou alvo para medicamentos.

Esse projeto é, evidentemente, muito mais complexo que o do genoma humano, porque cada um dos 252 tipos de células existentes nos tecidos humanos tem seu próprio jogo de proteínas específicas.

Além disso, o nível de expressão de uma proteína, ou seja, seu grau de influência nas funções vitais de um indivíduo determinado, varia com a idade, a nutrição e o estado de saúde.

O desafio é grande. Basta pensar que o núcleo das células tem, aproximadamente, 25 mil genes, ao passo que o número de proteínas no organismo oscila entre 10 milhões e 20 milhões.

Por: Paulo Magno da Costa Torres – Mestre em Biologia.

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