Apresento aqui uma tradução completa da reportagem publicada no The New York Times sobre as proteínas.
“No final de 1996, cientistas de todo o mundo, armados com seus melhores programas de computador, concorreram para solucionar um dos mais complexos problemas da biologia: como uma única proteína feita a partir de uma longa seqüência de aminoácidos, enrola-se sobre si mesma de tal forma que isso determine o papel que ela desempenhará na vida?
Proteínas são constituídas de 20 diferentes tipos de aminoácidos, seqüenciados juntos. Uma vez que as peças são montadas, a corda entrelaça-se como numa bobina, algo como um fio de telefone, ou até mesmo cachos em um emaranhado complexo - e tudo isso tem de acontecer antes da proteína começar a trabalhar na célula. Para os cientistas participantes do concurso, o desafio era o de começar com uma seqüência de aminoácidos e fazer aquilo que faz a natureza: dobrá-lo em forma definitiva.
O resultado, em poucas palavras, foi este: os computadores perderam, as proteínas venceram. De um modo peculiar, os cientistas ainda estão tentando entender como a natureza pode rápida e facilmente resolver um problema - como dobrar proteínas para a configuração adequada – que não pode ser resolvido e é mesmo impossível aos mais poderosos computadores e mentes humanas.
Conhecer a forma de proteínas é importante para a concepção de novos fármacos. Embora cientistas já aprenderam a seqüências de dezenas de milhares de proteínas, eles sabem as estruturas tridimensionais de apenas uma pequena fração delas. Indo diretamente a partir da seqüência correta para a geometria, equivaleria a nada mais, nada menos, que um verdadeiro renascimento bioquímico.
Nos últimos anos, porém, matemáticos vieram a crer que o problema geral de predizer como uma dada seqüência de aminoácidos irá dobrar-se é insolúvel. Seria o tipo de problema que eles chamam de ‘polinômio completo não determinístico’.
Um exemplo clássico deste problema é o itinerário de viajem de um vendedor: Dada uma lista de cidades, ele deverá encontrar o menor caminho para visitar todas. A única forma de resolver o problema é exatamente essa: tentar todos os possíveis itinerários para se chegar a elas. Mas à medida que o número de cidades aumenta, o tempo de processamento explode exponencialmente. Igualmente, como o número de aminoácidos numa cadeia de proteínas aumenta, o tempo necessário para calcular a sua configuração final cresce acima da esperança de resolvê-lo.
Os cientistas calcularam que, para resolver o problema do entrelaçamento tentando todas as possibilidades no caso de uma proteína de tamanho médio, feita a partir de 100 aminoácidos, o computador levaria 27 octilhões de anos.
Sem se dar conta deste problema, proteínas muito longas, compostas por milhares de aminoácidos, enrolam-se, ou melhor, entrelaçam-se sobre si mesmas em questão de minutos; outras mais curtas, com dezenas ou centenas de aminoácidos, enrolam-se numa forma específica em um segundo ou menos. As proteínas têm encontrado um atalho através do ultra gigantesco labirinto de possibilidades, e ambos, biólogos moleculares e cientistas estão se acabando tentando descobrir, mas ao que tudo indica, poderão morrer sem saber qual é esse atalho.
“Às vezes parece que entrelaçar uma proteína é um desses segredos ocultos, o qual não nos é acessível saber”, disse o Dr. Iosif Vaisman, um especialista em estrutura protéica na Universidade da Carolina do Norte, em Chapel Hill. Tal como afirmou o Dr. Ken A. Dill, um biofísico da Universidade da Califórnia em San Francisco: “o entrelaçamento das proteínas é para nós um problema, mas não para as proteínas”.
Os cientistas são obrigados a enfrentar perguntas sobre o próprio sentido da simulação ao utilizar seus computadores para desvendar o problema. Qual é a relação entre um modelo científico e a realidade que se destina a representar? Uma proteína pode ser pensada como um pequeno computador biológico realizando cálculos da maneira correta?
Os resultados decepcionantes do concurso foram notificados na segunda reunião sobre a avaliação crítica de técnicas de Proteína Estrutura Previsão, em dezembro de 1996, no Asilomar Conference Center, em Pacific Grove, na Califórnia.”
Fonte: The New York Times
http://query.nytimes.com/gst/fullpage.html?res=9407E6DA103BF936A15750C0A961958260&partner=rssnyt&emc=rss
Fonte da Imagem: www.campusapps.fullerton.edu
Proteínas são constituídas de 20 diferentes tipos de aminoácidos, seqüenciados juntos. Uma vez que as peças são montadas, a corda entrelaça-se como numa bobina, algo como um fio de telefone, ou até mesmo cachos em um emaranhado complexo - e tudo isso tem de acontecer antes da proteína começar a trabalhar na célula. Para os cientistas participantes do concurso, o desafio era o de começar com uma seqüência de aminoácidos e fazer aquilo que faz a natureza: dobrá-lo em forma definitiva.
O resultado, em poucas palavras, foi este: os computadores perderam, as proteínas venceram. De um modo peculiar, os cientistas ainda estão tentando entender como a natureza pode rápida e facilmente resolver um problema - como dobrar proteínas para a configuração adequada – que não pode ser resolvido e é mesmo impossível aos mais poderosos computadores e mentes humanas.
Conhecer a forma de proteínas é importante para a concepção de novos fármacos. Embora cientistas já aprenderam a seqüências de dezenas de milhares de proteínas, eles sabem as estruturas tridimensionais de apenas uma pequena fração delas. Indo diretamente a partir da seqüência correta para a geometria, equivaleria a nada mais, nada menos, que um verdadeiro renascimento bioquímico.
Nos últimos anos, porém, matemáticos vieram a crer que o problema geral de predizer como uma dada seqüência de aminoácidos irá dobrar-se é insolúvel. Seria o tipo de problema que eles chamam de ‘polinômio completo não determinístico’.
Um exemplo clássico deste problema é o itinerário de viajem de um vendedor: Dada uma lista de cidades, ele deverá encontrar o menor caminho para visitar todas. A única forma de resolver o problema é exatamente essa: tentar todos os possíveis itinerários para se chegar a elas. Mas à medida que o número de cidades aumenta, o tempo de processamento explode exponencialmente. Igualmente, como o número de aminoácidos numa cadeia de proteínas aumenta, o tempo necessário para calcular a sua configuração final cresce acima da esperança de resolvê-lo.
Os cientistas calcularam que, para resolver o problema do entrelaçamento tentando todas as possibilidades no caso de uma proteína de tamanho médio, feita a partir de 100 aminoácidos, o computador levaria 27 octilhões de anos.
Sem se dar conta deste problema, proteínas muito longas, compostas por milhares de aminoácidos, enrolam-se, ou melhor, entrelaçam-se sobre si mesmas em questão de minutos; outras mais curtas, com dezenas ou centenas de aminoácidos, enrolam-se numa forma específica em um segundo ou menos. As proteínas têm encontrado um atalho através do ultra gigantesco labirinto de possibilidades, e ambos, biólogos moleculares e cientistas estão se acabando tentando descobrir, mas ao que tudo indica, poderão morrer sem saber qual é esse atalho.
“Às vezes parece que entrelaçar uma proteína é um desses segredos ocultos, o qual não nos é acessível saber”, disse o Dr. Iosif Vaisman, um especialista em estrutura protéica na Universidade da Carolina do Norte, em Chapel Hill. Tal como afirmou o Dr. Ken A. Dill, um biofísico da Universidade da Califórnia em San Francisco: “o entrelaçamento das proteínas é para nós um problema, mas não para as proteínas”.
Os cientistas são obrigados a enfrentar perguntas sobre o próprio sentido da simulação ao utilizar seus computadores para desvendar o problema. Qual é a relação entre um modelo científico e a realidade que se destina a representar? Uma proteína pode ser pensada como um pequeno computador biológico realizando cálculos da maneira correta?
Os resultados decepcionantes do concurso foram notificados na segunda reunião sobre a avaliação crítica de técnicas de Proteína Estrutura Previsão, em dezembro de 1996, no Asilomar Conference Center, em Pacific Grove, na Califórnia.”
Fonte: The New York Times
http://query.nytimes.com/gst/fullpage.html?res=9407E6DA103BF936A15750C0A961958260&partner=rssnyt&emc=rss
Fonte da Imagem: www.campusapps.fullerton.edu
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