Embora na década de 1930 se suspeitasse que os cromossomos abrigam genes, os pedaços de material genético que codificam a forma como somos, isso não foi provado empiricamente. Muitos tentaram, mas ninguém encontrou evidências visuais da relação cromossomo-gene.
Mas Barbara McClintock chegou e, com suas plantas de milho autocultivadas, ela conseguiu provar isso, embora muitos a vissem como uma simples botânica com aparência de geneticista.
A figura dessa pesquisadora é a de uma pessoa que, devido ao avanço para a época, foi um mal-entendido. A seguir vamos descobrir como tem sido sua história uma biografia de Barbara McClintock, no qual veremos por que foi tão importante para a história da genética.
Breve biografia de Barbara McClintock
Barbara McClintock foi uma cientista americana especializada em citogenética que ganhou o Prêmio Nobel de Medicina ou Fisiologia em 1983., sendo a sétima mulher a receber tal reconhecimento.
Seu trabalho respondeu com precisão à pergunta mais interessante dos anos 1930: em que estrutura celular estão os genes? A pesquisa de McClintock, junto com a de sua estudante de doutorado Harriet Creighton, serviu para mostrar empiricamente que os genes estão localizados nos cromossomos. Seu trabalho com plantas de milho proporcionou pela primeira vez uma conexão visual entre certas características herdadas e sua base nos cromossomos.
Sua pesquisa também revelou que os genes nem sempre ocupam o mesmo lugar no cromossomo. McClintock descobriu a transposição do gene, que entrava em conflito com a ideia de sua época de que o material genético era estático. Era, portanto, um elemento muito mais complexo e flexível do que se pensava na época, uma estrutura dinâmica capaz de se reorganizar.
Infância e adolescência
Barbara McClintock nasceu em Hartford, Connecticut, Estados Unidos, em 16 de junho de 1902. Ela foi registrada pela primeira vez como Eleanor, mas o registro foi alterado em quatro meses para o nome pelo qual ela era conhecida, Bárbara. Ela foi a terceira filha do casamento do Dr. Thomas Henry McClintock e Sara Handy McClintock. Ele mostrou mais proximidade com o pai do que com a mãe e, quando adulto, ressaltou que os dois o apoiavam muito, embora seu relacionamento com a mãe tivesse sido bastante frio.
Desde muito jovem, McClintock mostrou grande independência, que ela mesma descreveria como uma grande capacidade de ficar sozinha. Dos três anos de idade até começar a estudar, McClintock morou com seus tios no Brooklyn, Nova York, para sustentar sua família financeiramente enquanto seu pai abria um escritório.
Ele se formou no ensino médio na Erasmus Hall High School em Brooklyn. Desde cedo demonstrou interesse por ciências, por isso decidiu continuar seus estudos na Cornell University. Sua mãe se opôs, não querendo que suas filhas fossem para o ensino superior, acreditando que isso prejudicaria suas chances de se casarem. Além disso, a família passou por alguns problemas financeiros que os impediram de pagar a faculdade dos filhos.
Felizmente, Barbara McClintock pôde frequentar a Cornell School of Agriculture sem ter que pagar as mensalidades e, após se formar no colégio, conseguiu combinar o trabalho em um escritório de empregos com o treinamento autodidata obtido na biblioteca pública. Finalmente, graças à intervenção de seu pai, ela ingressou na Cornell em 1919, onde seu sucesso não foi apenas acadêmico, mas também social, sendo eleita presidente de uma associação de estudantes em seu primeiro ano.
Treinamento e pesquisa na Cornell
McClintock começou a estudar na Cornell School of Agriculture em 1919, onde estudou botânica e obteve o bacharelado em ciências (bacharelado) em 1923. Seu interesse pela genética foi despertado em 1921, quando cursou o primeiro ano dessa disciplina, sob a direção do criador e geneticista CB Hutchison. Devido ao grande interesse de McClintock, Hutchinson a convidou para participar de um curso de pós-graduação em genética em 1922. Isso marcará um antes e um depois na carreira de McClintock, concentrando seus esforços vitais no aprofundamento de sua genética.
Ambos estudando para obter um diploma e trabalhando como professor de botânica, McClintock ele se dedicou ao que era então o novo campo da citogenética do milho. Seu grupo de pesquisa era formado por criadores de plantas e citologistas, incluindo Charles R. Burnham, Marcus Rhoades, George Wells Beadle e Harriet Creighton.
O principal objetivo do trabalho de McClintock na época era desenvolver técnicas para visualizar e caracterizar os cromossomos do milho. Ele criou uma técnica baseada na coloração de carmim para conseguir ver esses cromossomos à microscopia de luz, mostrando pela primeira vez a forma dos dez cromossomos do milho. Ao estudar a morfologia desses cromossomos, ele foi capaz de relacionar características herdadas em conjunto com segmentos cromossômicos e confirmar que os cromossomos abrigam genes.
Em 1930, Barbara McClintock foi a primeira pessoa a descrever as interseções que ocorrem entre os cromossomos homólogos durante a meiose. Com sua aluna de doutorado Harriet Creighton, ele mostrou em 1931 que há uma relação entre esse cruzamento cromossômico meiótico e a recombinação de traços hereditários. McClintock e Creighton observaram que a recombinação cromossômica e o fenótipo resultante resultaram na herança de uma nova característica.
Durante os verões de 1931 e 1932, ele trabalhou no Missouri com o prestigioso geneticista Lewis Stadler, que lhe mostrou o uso dos raios X como elemento capaz de induzir mutações. Usando linhas de milho mutagenizadas, McClintock identificou cromossomos em anel, que são estruturas circulares de DNA geradas pela fusão das extremidades de um único cromossomo irradiado. Durante esse tempo, ele também demonstrou a existência do organizador nucleolar em uma região do cromossomo 6 do milho, que foi considerado essencial para a montagem do nucléolo.
Barbara McClintock recebeu uma bolsa da Fundação Guggenheim que lhe pagou seis meses de aprendizado na Alemanha em 1933 e 1934. Seu plano inicial era trabalhar com o geneticista Curt Stern, um pesquisador que demonstrou o cruzamento em Drosophila (moscas) semanas depois dela e Creighton fez o mesmo com o milho, mas descobriu-se que Stern emigrou para os Estados Unidos naquela época. Por esse motivo, o laboratório que McClintock acabou aceitando foi o de Richard B. Goldschmidt.
Devido à tensão política na Alemanha na época, quando viu a ascensão iminente dos nazistas, McClintock voltou para Cornell., onde permaneceu até 1936. Este ano, ela obteve o cargo de professora assistente no departamento de botânica da Universidade de Missouri-Columbia.
Experiências em Missouri
Enquanto estava na Universidade de Missouri, McClintock continuou a linhagem da mutagênese por raios X. Ele observou que os cromossomos se rompem e se fundem sob essas condições, mas o mesmo ocorre com as células de endosperma espontaneamente. Ele descobriu como as extremidades das cromátides quebradas se juntam após a replicação do DNA na fase de mitose.
Mais precisamente, foi durante a anáfase que os cromossomos quebrados formaram uma ponte de cor, que desapareceu quando as cromátides se moveram em direção aos pólos celulares. Essas quebras desapareceram, formando ligações durante a interfase da próxima mitose, repetindo o ciclo e causando mutações massivas, levando ao aparecimento de um endosperma variegado.
Este ciclo de quebra cromossômica, fusão e ponte foi considerado uma descoberta fundamental na época.. Primeiro, porque mostrou que a ligação cromossômica não era um processo aleatório e, segundo, porque identificou um mecanismo de produção de mutações em grande escala. Na verdade, essa descoberta é tão importante que ainda é usada hoje, especialmente no estudo da pesquisa do câncer.
Embora sua pesquisa tenha rendido muito verde no Missouri, McClintock não ficou nada feliz com sua casa. Ela se sentiu excluída das reuniões do corpo docente e não foi informada das vagas por outras instituições. Embora inicialmente contasse com muito apoio de seus pares, sua competitividade acadêmica e o fato de ser uma mulher independente e solitária a distanciavam cada vez mais de suas pesquisas.
Uma anedota desagradável que se revelará subestimada por alguns de seus colegas é que, em 1936, apareceu nos jornais um anúncio de uma mulher com o mesmo nome e sobrenome. Confundindo esta mulher com ela, seu gerente ameaçou demiti-la se ela se casasse. Na época, McClintock já era vice-presidente da Sociedade de Genética dos Estados Unidos.
McClintock havia perdido a fé em seu coordenador Stadler e na administração da Universidade de Missouri. Portanto, ao receber o convite em 1941 do diretor do departamento de genética do laboratório Cold Spring Harbor para passar o verão ali, ele imediatamente aceitou. Ele o fez para procurar emprego em outro lugar do Missouri, tentando a sorte.
Também nessa época, ele aceitaria o cargo de professor visitante na Columbia University, onde seu colega Marcus Rhoades era professor. Ele se ofereceu para compartilhar sua linha de pesquisa com Cold Spring Harbor em Long Island. Em dezembro de 1941, ele foi oferecido uma posição de pesquisa no Cold Spring Harbor Laboratory, parte do departamento de genética do Carnegie Institution em Washington. Eu acabaria por aceitar.
Pesquisa em Cold Spring Harbor
Após um ano de trabalho em tempo parcial em Cold Spring Harbor, Barbara McClintock aceitou um cargo de pesquisador em tempo integral. Lá, ele dará continuidade ao trabalho sobre o ciclo ruptura-fusão-ponte, período extraordinariamente produtivo em publicações científicas.
Como resultado dessa pesquisa prolífica, McClintock foi reconhecida em 1944 como acadêmica da Academia Nacional de Ciências dos Estados Unidos, sendo a terceira mulher a ser eleita.. Um ano depois, ela foi nomeada presidente da Sociedade de Genética da América, uma honra que nunca foi concedida a uma mulher.
Por recomendação do geneticista George Beadle, em 1944 ele realizou uma análise citogenética do fungo Neurospora crassa. Beadle havia demonstrado uma relação gene-enzima ao trabalhar com esse fungo pela primeira vez. McClintock determinou o cariótipo do fungo, bem como seu ciclo de vida, e desde então N. crassa tem sido usado como organismo modelo em estudos genéticos.
Descoberta da regulação gênica
Mcclintock passou o verão de 1944 entendendo o mecanismo biológico por trás do fenômeno do mosaico genético, doença genética que faz com que as sementes da mesma espiga de milho tenham cores diferentes. Ele encontrou dois lugares nos cromossomos (locus) que chamou de “Dissociador” (Ds) e “Ativador” (Ac). A Ds foi associada à quebra cromossômica, além de afetar a atividade de genes vizinhos quando o Ac estava presente. Em 1948, ele descobriu que os dois loci eram elementos transponíveis que podiam mudar de lugar no cromossomo.
McClintock estudou os efeitos de transposição de Ac e Ds analisar os padrões de coloração em grãos de milho ao longo de gerações de cruzamentos. Suas observações o levaram a concluir que o Ac controlava a transposição Ds do cromossomo 9 e que sua transposição era a causa da quebra cromossômica.
Quando o Ds se move, o gene que determina a cor da aleurona (semente do milho) é expresso, pois o efeito supressor do Ds é perdido e, com isso, ocorre o aparecimento da cor. Essa transposição é aleatória, o que significa que não afetará todas as células, por isso o mosaicismo ocorre na infrutescência. McClintock também determinou que a transposição de Ds é determinada pelo número de cópias de Ac.
Durante os anos 1950 desenvolveram uma hipótese que explicava como os elementos transponíveis regulam a ação dos genes, inibindo-os ou modulando-os.. Ele definiu Ds e Ac como unidades de controle ou elementos reguladores, para separá-los claramente dos genes. Ele levantou a hipótese de que a regulação gênica pode explicar como os organismos multicelulares podem diversificar as características de cada célula, mesmo que seu genoma seja o mesmo. Essa ideia mudou completamente o conceito de genoma, que até então havia sido interpretado como um simples conjunto de instruções estáticas.
O trabalho de McClintock sobre os elementos reguladores e de controle dos genes foi tão complexo e inovador que o resto da comunidade científica mostrou alguma desconfiança em suas descobertas. Na verdade, ela mesma descreveu essa reação como uma mistura de perplexidade e hostilidade. Mesmo assim, McClintock foi em frente e continuou sua linha de pesquisa.
Ele então identificou um novo elemento regulador denominado “Supressor-Mutador” (Spm) que, embora semelhante a Ac e Ds, desempenhava funções mais complexas. No entanto, dadas as reações da comunidade científica da época e a percepção de McClintock de que estava se afastando do mainstream, ele parou de publicar suas descobertas.
Reconhecimentos e anos anteriores
Em 1967, McClintock aposentou-se de seu cargo na Carnegie Institution, sendo nomeado um membro distinto. Essa distinção permitiu que ele continuasse trabalhando como Cientista Distinto no Laboratório Cold Spring Harbor com seus colegas estudantes de graduação. Na verdade, ela permaneceu afiliada ao laboratório até o dia de sua morte.
Em 1973, ele confessou porque decidiu não continuar a publicar suas conclusões sobre os elementos regulatórios, embora continuasse investigando por conta própria. Ele comentou que, devido à sua experiência nos laboratórios, é muito difícil fazer outra pessoa tomar consciência de suas suposições tácitas. Ele acreditava que devido às ideias fixas de muitos cientistas, alguns avanços não poderiam ser compartilhados em um dado momento, pois as críticas seriam asseguradas. Você tem que esperar por uma mudança conceitual e comunicá-la no momento certo.
Sua experiência reforçou suas opiniões a esse respeito, porque demorou décadas para que suas conclusões fossem levadas em consideração. O trabalho de Barbara McClintock não foi totalmente apreciado até que, na década de 1960, os geneticistas François Jacob e Jacques Monod chegaram a conclusões semelhantes com seus respectivos estudos, descritos em um artigo de 1961 intitulado “Mecanismos de regulação genética na síntese de proteínas” (“Mecanismos genéticos que regulam a síntese de proteínas” ) McClintock leu o livro e comparou suas conclusões com as levantadas pelos franceses.
Felizmente, McClintock acabou ganhando amplo reconhecimento por seu trabalho. Sua descoberta da transposição foi valorizada quando esse mesmo processo foi descrito por outros autores em bactérias e leveduras nas décadas de 1960 e 1970. Ac e Ds foram clonados na década de 1970 e foram considerados transposons da classe II.
Ac é um transposon completo, que codifica uma transposase funcional na sequência, permitindo que o elemento se mova através do genoma. Em vez disso, Ds codifica uma versão mutada e não funcional da transposase e requer a presença de Ab para entrar no genoma, que se encaixa na descrição funcional de McClintock. Estudos subsequentes mostraram que essas sequências não se movem se não estiverem sob estresse, como quebra de radiação ou algo semelhante, de modo que sua ativação pode ser uma fonte evolutiva de variabilidade.
Mcclintock ele entendeu o papel desses agentes como agentes evolucionários antes mesmo de outros cientistas suspeitarem dele. Na verdade, hoje o sistema Ac / Ds é usado como uma ferramenta de mutagênese em plantas, para caracterizar genes de função desconhecida e em espécies diferentes das do milho.
Graças ao fato de que a verdade de suas descobertas e o valor de seu trabalho, aplicável além do reino da botânica, foram finalmente reconhecidos, Barbara McClintock recebeu o Prêmio Nobel de Fisiologia em 1983, tornando-se a sétima mulher a fazê-lo. outras ocasiões, recebido por uma pessoa. O Prêmio Nobel de Ciência geralmente é ganho por equipes de pesquisa, mas como McClintock teve que trabalhar sozinho durante a maior parte de sua vida, o único mérito foi.
Barbara McClintock morreu de causas naturais em 2 de setembro de 1992 no Hospital Huntington, perto do Laboratório Cold Spring Harbor, onde ela morou tantas vezes. Ele tinha noventa anos e morreu sem deixar filhos ou sem nunca ter se casado?
Referências bibliográficas
- Fölsing, U. (1992). Prêmio Nobel para Mulheres. Aliança editorial. Madrid
- Fox Keller, E. (1984). Seduzido pelo Visc. Vida e obra de Barbara McClintock. Editorial Fontalba. Barcelona
- Martínez Pulido, C. (2001). Também na cozinha Science. Cinco grandes cientistas do pensamento biológico do século XX. Serviço de Publicações da Universidade Laguna. S / C de Tenerife
- McGrayne, SB (1998). Prêmio Nobel para Mulheres Cientistas. Suas vidas transcendentais, suas lutas e suas descobertas. Segunda edição. Carol Publishing Group Edition. Estados Unidos
