Cientistas alemães descobriram que, por um lado, a textura dessa camada de hidratação do material genético depende do teor de água e, por outro lado, realmente influencia a estrutura do próprio material genético.
Esta descoberta é importante não apenas para a compreensão da função biológica do DNA - ela também pode ser usada na construção de novos materiais baseados em DNA, uma técnica muito usada pela nanotecnologia, conhecida como origami de DNA.
A dupla hélice do DNA nunca ocorre de forma isolada.
Em vez disso, toda a sua superfície é sempre coberta por moléculas de água, que se ligam ao DNA por meio de ligações de hidrogênio.
Mas o DNA não se liga a todas essas moléculas da mesma maneira.
"Nós fomos capazes de verificar que parte da água está vinculada mais fortemente, enquanto outras moléculas têm uma ligação mais fraca," diz o Dr. Karim Fahmy, do Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR).
DNA dependente da água
Isto, no entanto, só é verdade se o teor de água for baixo.
Quando a água aumenta de volume, estas diferenças são ajustadas e todas as ligações de hidrogênio tornam-se igualmente fortes.
Isto, por sua vez, altera a geometria da fita de DNA: a espinha dorsal da dupla hélice de DNA, que consiste em grupos de açúcar e fosfato, curva-se ligeiramente.
"A estrutura precisa do DNA depende especificamente da quantidade de água ao redor da molécula", resume Dr. Fahmy.
Testes com espectroscopia de infravermelho deixaram claro que os componentes de açúcar e os pares de base criam ligações particularmente fortes quando há pouca água, enquanto as ligações entre a água e os grupos fosfato são mais fracos.
"O DNA é, portanto, um material responsivo," explica Fahmy. "Isto se refere a materiais que reagem de forma dinâmica a condições variáveis. A estrutura em dupla hélice, a força das ligações de hidrogênio, e mesmo o volume do DNA, tendem a mudar com um maior teor de água."
O material genético já é visto como uma molécula extremamente versátil e interessante para a chamada nanotecnologia de DNA. Usando moléculas de DNA, é possível construir estruturas altamente ordenadas, com novas propriedades ópticas, eletrônicas e mecânicas, em dimensões minúsculas.
E a água não é apenas uma parte integrante da estrutura do DNA.
Ela também pode assumir uma função precisa de chaveamento, porque os resultados indicaram que o aumento da camada de hidratação por apenas duas moléculas de água por grupo fosfato pode fazer a estrutura do DNA se "dobrar" instantaneamente.
Tais processos de comutação dependentes da água podem ser capazes de controlar, por exemplo, a liberação de agentes ativos, como fármacos ou medicamentos, a partir de materiais baseados em DNA.
Diário da Saúde
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