O que é um oligonucleotídeo?

Um oligonucleotídeo é uma cadeia curta de moléculas de DNA ou RNA que tem muitos usos na biologia molecular e na medicina. É usado como uma sonda para rastrear doenças, infecções virais e identificar genes em experimentos de biologia molecular. Também é usado como iniciador em um tipo de sequenciamento de DNA.

Para entender um oligonucleotídeo, ajuda a entender a estrutura do DNA. As moléculas de DNA são bobinas muito longas de duas cadeias, compostas por quatro unidades básicas de nucleotídeos diferentes, organizadas em ordens variadas. Cada unidade tem uma base complementar que irá ligar, de modo que cada fio tem um conjunto oposto de bases que o ligam. Essas bases podem formar uma grande variedade de combinações diferentes, e é a combinação de bases que fornece o código genético. O DNA é transcrito para produzir RNA mensageiro (mRNA), que é então traduzido para produzir proteínas.

Os oligonucleotídeos são identificados pelo seu comprimento de cadeia. Por exemplo, um oligonucleotídeo com dez bases nucleotídicas seria chamado dez mer . Eles geralmente são sintetizados quimicamente, e o tipo de síntese limita o comprimento da cadeia a menos de 60 bases.

Em um tipo de sequenciamento de DNA conhecido como sequenciamento didesoxi , os oligonucleotídeos são usados ​​como primer, de modo que a enzima que produz o DNA terá um modelo para trabalhar. Utiliza-se DNA de fita simples e um oligonucleotídeo que é complementar à fita de DNA é sintetizado usando uma máquina automatizada. A polimerase de DNA que sintetiza o DNA continua adicionando ao primer e sintetiza a fita oposta do DNA. Essa reação produz DNA de fita dupla.

Um uso mais recente de oligonucleotídeos como iniciadores está na reação em cadeia da polimerase (PCR) que é usada para amplificar pequenos fragmentos de DNA. Essa técnica tem usos altamente práticos, como nos testes forenses e de paternidade. Ele também revolucionou a pesquisa em medicina e ciências biológicas, uma vez que é frequentemente usada em experimentos de engenharia genética.

Uma série de sondas oligonucleotídicas é freqüentemente usada para isolar genes de uma biblioteca de genes ou DNAs complementares (cDNAs). As bibliotecas de cDNA consistem em DNA de fita dupla, no qual uma fita é derivada de uma fita de mRNA e a outra é complementar a ela. Tais bibliotecas têm a vantagem de não terem as lacunas frequentemente encontradas nos genes de organismos superiores.

A estrutura dos genes de muitos organismos é conhecida devido a projetos de sequenciamento e está disponível ao público. Se alguém deseja clonar um gene de outro organismo, pode ver o que é conhecido sobre o gene em outros organismos e projetar sondas com base em áreas comuns nessas seqüências. Os pesquisadores então têm uma série de sondas oligonucleotídicas sintetizadas que levam em consideração possíveis variações na área comum. Eles examinam a biblioteca com essas sondas e procuram oligonucleotídeos que se ligam. Muitos genes foram identificados dessa maneira.

Um oligonucleotídeo antisense contém uma única fita de RNA ou DNA que é o complemento de uma sequência de interesse. Uma vez que um gene específico que codifica uma proteína é clonado, o RNA antisense é frequentemente usado para bloquear sua expressão ligando-se ao mRNA que a sintetizaria. Isso permite que os pesquisadores determinem os efeitos no organismo quando ele não produz essa proteína. Os oligonucleotídeos anti-sentido também estão sendo desenvolvidos como novos tipos de drogas para bloquear RNAs tóxicos.

Os chips de microarray foram outra área em que os oligonucleotídeos foram de grande utilidade. São lâminas de vidro, ou alguma outra matriz, que têm manchas contendo milhares de sondas de DNA diferentes - nesse caso, feitas de oligonucleotídeos. Eles são uma maneira muito eficiente de testar alterações em vários genes diferentes ao mesmo tempo. O DNA é ligado a um composto que muda de cor, ou fluorescente, se o DNA complementar se ligar a ele; portanto, as manchas mudam de cor se houver uma reação com o DNA de teste.

Algumas das coisas para as quais os microarranjos de oligonucleotídeos são usados ​​incluem a triagem de doenças genéticas. Por exemplo, existem pequenas sondas que representam a atividade de genes envolvidos no câncer de mama, BRCA1 e BRCA2 . É possível descobrir se uma mulher tem uma mutação em um desses genes e analisá-la mais para ver se ela tem predisposição para o câncer de mama.

Existe um microarray chamado ViroChip que possui sondas para cerca de 20.000 genes de vários vírus patogênicos que foram seqüenciados. As secreções corporais, como a fleuma, podem ser analisadas com o chip, que geralmente pode identificar com que tipo de vírus uma pessoa está infectada. A identificação de infecções virais pode ser bastante difícil, pois os sintomas geralmente são semelhantes aos diferentes tipos de vírus.