O Nobel de Qu\u00edmica deste ano consiste n\u00e3o em uma descoberta, mas no desenvolvimento de uma t\u00e9cnica que pode possibilitar descobertas. O premiado trio de cientistas Richard Henderson, Joachim Frank e Jacques Dubochet contribuiu para o aperfei\u00e7oamento de um m\u00e9todo para visualizar biomol\u00e9culas (como as prote\u00ednas) em seu estado de funcionamento, o que nos permite agora estudar suas estruturas e, portanto, suas fun\u00e7\u00f5es espec\u00edficas. Antigamente isso n\u00e3o era poss\u00edvel, pois os meios utilizados alteravam drasticamente ou colapsavam a conforma\u00e7\u00e3o biol\u00f3gica dessas mol\u00e9culas, impedindo a sua an\u00e1lise. Por\u00e9m, para entender os princ\u00edpios desse avan\u00e7o, \u00e9 preciso contextualizar a \u00e1rea da microscopia e como fazemos para conseguir enxergar coisas t\u00e3o pequenas como bact\u00e9rias e c\u00e9lulas.<\/p>\n
O espectro de luz vis\u00edvel ao olho humano \u00e9 limitado, conseguimos enxergar apenas certo intervalo dos comprimentos de onda. Al\u00e9m disso, estamos falando aqui de estruturas realmente min\u00fasculas, como ressalta o professor Hubert Stassen, do Instituto de Qu\u00edmica da UFRGS. Por isso, mesmo ondas muito pequenas que n\u00e3o conseguimos captar ainda s\u00e3o grandes demais para mol\u00e9culas e \u00e1tomos, e passam por eles sem sofrer interfer\u00eancia. O jeito encontrado pelos cientistas alem\u00e3es Max Knoll e Ernst Ruska em 1931 foi construir um microsc\u00f3pio de transmiss\u00e3o, que cria uma esp\u00e9cie de canh\u00e3o de el\u00e9trons, e usa seu feixe para atingir essas estruturas nanom\u00e9tricas e criar uma imagem.<\/p>\n
Os alunos de gradua\u00e7\u00e3o e operadores de equipamento do Centro de Microscopia da UFRGS Fabr\u00edcio Witt e Raquel Cunha explicam que funciona assim: um cabo de alta tens\u00e3o esquenta um filamento de tungst\u00eanio numa pequena c\u00e2mara no alto do aparelho, que tem forma de um tubo cil\u00edndrico voltado para baixo. Conforme \u00e9 aquecido a altas temperaturas, o filamento come\u00e7a a soltar seus el\u00e9trons, que s\u00e3o lan\u00e7ados em todas as dire\u00e7\u00f5es. Alguns, entretanto, passam por um orif\u00edcio voltado para baixo, entrando no tubo de forma direcionada. A partir da\u00ed existem o que chamam de lentes eletromagn\u00e9ticas, fios energizados em forma de c\u00edrculo que criam um campo de interfer\u00eancia para afunilar esses el\u00e9trons, ordenando-os em um feixe preciso. Essa fileira de part\u00edculas bate na amostra que se pretende visualizar, atravessa-a em alguns pontos e \u00e9 interrompida em outros, funcionando assim como uma onda de luz, que \u00e9 absorvida pela mat\u00e9ria em algumas frequ\u00eancias e rebatida em outras, possibilitando aos olhos capt\u00e1-las e formar as imagens que enxergamos.<\/p>\n
Entretanto, para que isso funcione \u00e9 preciso que todo o interior do microsc\u00f3pio seja mantido no v\u00e1cuo. Fabr\u00edcio explica que, primeiramente, isso \u00e9 necess\u00e1rio porque o fio de tungst\u00eanio aquecido n\u00e3o pode ter contato com o oxig\u00eanio, pois oxidaria instantaneamente, evaporando; e, depois, porque o feixe de el\u00e9trons encontraria resist\u00eancia das mol\u00e9culas do pr\u00f3prio ar antes de atingir as da amostra. O problema era que, quando submetidas ao v\u00e1cuo, certas estruturas moleculares colapsam, e congel\u00e1-las n\u00e3o era uma op\u00e7\u00e3o, pois a maioria das estruturas dependentes de \u00e1gua cristalizam, assumindo outra conforma\u00e7\u00e3o quando a baixas temperaturas. O que \u00e9 o caso das biomol\u00e9culas (prote\u00ednas, bact\u00e9rias, c\u00e9lulas, v\u00edrus), que dependem de solu\u00e7\u00f5es aquosas para manter suas fun\u00e7\u00f5es e estruturas, como aponta o professor Stassen. J\u00e1 o professor Daniel Baptista, do Centro de Microscopia, conta que um dos vencedores do Nobel este ano, Richard Henderson, tentou utilizar em 1975 uma solu\u00e7\u00e3o a base de glicose, e conseguiu manter no v\u00e1cuo a estrutura de algumas prote\u00ednas. Entretanto, como n\u00e3o era seu ambiente ideal, n\u00e3o era poss\u00edvel observar os processos de funcionamento dessas biomol\u00e9culas, al\u00e9m do que, a resolu\u00e7\u00e3o de imagem desses microsc\u00f3pios tamb\u00e9m n\u00e3o estava muito aperfei\u00e7oada.<\/p>\n
Mais ou menos nessa \u00e9poca, Joachim Frank desenvolveu novos m\u00e9todos atrelados a softwares para uma melhor forma\u00e7\u00e3o das imagens captadas pelo microsc\u00f3pio de transmiss\u00e3o, conseguindo, inclusive, reconstru\u00ed-las de forma tridimensional. Daniel aponta que a reconstitui\u00e7\u00e3o bidimensional em computador de estruturas moleculares tamb\u00e9m possibilitou a visualiza\u00e7\u00e3o at\u00e9 mesmo de mol\u00e9culas amorfas \u2013 ou seja, aquelas que n\u00e3o possuem uma estrutura definida. Mas ele diz que o truque veio no in\u00edcio dos anos 1980, quando Jacques Dubochet constatou que, ao congelar a \u00e1gua rapidamente \u00e0 temperatura de -160\u00ba, a subst\u00e2ncia assumia um estado v\u00edtreo e n\u00e3o cristalizava, mantendo sua estrutura intacta no v\u00e1cuo \u2013 Baptista ressalta que, mesmo usando esta t\u00e9cnica, a -140\u00ba a \u00e1gua j\u00e1 cristaliza.<\/p>\n
Assim, se tornou poss\u00edvel n\u00e3o s\u00f3 que biomol\u00e9culas fossem preservadas em solu\u00e7\u00f5es congeladas para n\u00e3o colapsarem no v\u00e1cuo, podendo, portanto, serem visualizadas com os microsc\u00f3pios de transmiss\u00e3o, mas tamb\u00e9m que se preservasse a estrutura de seus processos, como uma fotografia nanom\u00e9trica daquela rea\u00e7\u00e3o. Isso permite aos cientistas estudarem as biomol\u00e9culas em suas diversas fases com precis\u00e3o \u2013 e como relembra o professor Hubert, quando se sabe a estrutura de uma mol\u00e9cula, se sabe sua fun\u00e7\u00e3o. Conhecendo, por exemplo, a estrutura do funcionamento de uma bact\u00e9ria, pode-se desenvolver antibi\u00f3ticos que v\u00e3o driblar o funcionamento dos mecanismos que se adaptam e bloqueiam os medicamentos. \u00c9 poss\u00edvel tamb\u00e9m estudar como age especificamente cada prote\u00edna no nosso corpo \u2013 Daniel Baptista aponta que as t\u00e9cnicas premiadas com o Nobel de Qu\u00edmica tiveram grande impacto nas descobertas laureadas com o Nobel de Medicina deste ano. E tanto Stassen quanto Baptista concluem: as possibilidades que o conhecimento dessas estruturas podem nos fornecer s\u00e3o vastas e de impacto imediato.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"