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O que é uma célula sintética?

É uma célula cujo DNA foi removido e substituído por outro, criado em laboratório. Em outras palavras, é uma célula programada. O DNA é uma cadeia formada por quatro tipos de moléculas, chamadas nucleotídeos, agrupadas em conjuntos chamados genes. Como a sequência desses genes determina as funções biológicas da célula (produção de proteínas, respiração e locomoção), os cientistas podem controlar uma célula adicionando e removendo genes específicos de cada ação. Pra que isso serve? Os usos vão de medicina a controle do aquecimento global!

Frankenstein Microscópico
Como são criadas as células sintéticas de bactéria, as únicas viáveis até agora
1. Uma célula bacteriana, existente na natureza, é selecionada e isolada. A primeira célula sintética capaz de se reproduzir, criada por cientistas do J. Craig Venter Institute, é a da Mycoplasma capricolum. Ela foi escolhida por ter um genoma pequeno: cerca de 1 milhão de nucleotídeos

2. A sequência de genes do DNA da bactéria é fragmentada, digitalizada e vira um monte de letras na tela de computador. Os cientistas reescrevem o DNA, incluindo novas informações. É aqui que escolhem quais funções biológicas entram e quais saem

3. Com esse código digital criado no computador, a célula sintética é transformada em um genoma de verdade. Nesse processo, os pesquisadores constroem blocos de DNA utilizando bases químicas: A (adenina), T (timina), G (guanina) e C (citosina) – também presentes no DNA natural

4. Os blocos montados artificialmente são inseridos em leveduras (fungos), que possuem enzimas de correção de DNA capazes de emendar pedacinho por pedacinho da sequência de letras, formando fragmentos grandes. E eles se juntam e se combinam até formarem um DNA novo, com 1 milhão de letras

5. O genoma remontado é transplantado para outra célula, parecida com a anterior. Se as células receptoras aceitarem o novo DNA implantado, elas se transformam em uma nova espécie e se multiplicam normalmente. Além disso, seguem as características definidas pelo DNA artificial

Mil e uma utilidades
A programação de bactérias abre um leque de oportunidades para as inovações científicas
Captura de Carbono

As células de algas consomem dióxido de carbono e os transformam em oxigênio. Criar um DNA que permita uma rápida reprodução, retirando as características maléficas de suas funções biológicas (como infecção de outros organismos) daria origem a uma bactéria que combate o aquecimento global!

Produção de combustível

Como as células de algas microscópicas realizam fotossíntese e produzem açúcar, elas podem substituir a cana-de-açúcar como fonte de álcool combustível. A vantagem é que o cultivo dessas algas ocupa muito menos espaço do que o cultivo da cana – o que libera terras para outras plantações, de alimentos e de madeira

Bioterrorismo

Ok, esta não é legal. Criar superbactérias que sobrevivem em vários ambientes, com alta taxa de infecção em organismos humanos e eficientemente letais é teoricamente possível – e assustador. Na mão de exércitos ou terroristas, bactérias sintéticas podem se tornar armas terrivelmente funcionais

Produção de remédios

As células programadas poderiam produzir proteínas e substâncias que compõem remédios. Basta controlar a taxa de reprodução celular com pequenos ajustes no DNA e, voilà, fábricas de remédios microscópicas!

Glossário

DNA é uma molécula que fica dentro das células e contém várias informações genéticas

Gene é a parte funcional do DNA, que carrega toda a informação genética passada por gerações

Genoma é um conjunto completo de material genético (genes), encontrado no núcleo das células. Mantém os aspectos relacionados à descendência

Consultoria Luisa Hugert, bacharel em ciências moleculares pela USP