Os cientistas usaram poderosas simulações de computador para capturar com detalhes sem precedentes o processo complexo e dinâmico de desvendamento do DNA.

A abertura do DNA ocorre quando os “degraus” moleculares da famosa escada de dupla hélice se quebram. Este passo crucial está no centro de muitos processos vitais, incluindo aqueles que permitem que as células se dividam e reparem o DNA.

Usando um método computacional conhecido como simulações de “grão grosso”, pesquisadores baseados na RIKEN, no Japão, animaram com sucesso uma das principais etapas do desvendamento do DNA, chamada “descompactação”.

"Nossos modelos representam o DNA como cadeias de pequenas esferas conectadas por nascentes, e a água ao seu redor como um continuum denso", diz Masaki Susa, do Programa Interdisciplinar de Ciências Teóricas e Matemáticas da RIKEN.

A equipe de pesquisa usou um supercomputador para simular o movimento de um bilhão de pares de bases de DNA (ou “degraus” da escada do DNA). Eles descobriram que essas pequenas esferas balançam de uma maneira surpreendentemente consistente com medições experimentais de flexibilidade e elasticidade do DNA, proporcionando confiança de que seu método está capturando a essência do comportamento físico do DNA.

"Nossos cálculos revelam em detalhes como o movimento térmico permite que o DNA se abra. À medida que os pares de bases individuais se quebram, eles expõem o DNA 'pegajoso' de fita simples, pronto para se ligar a outras moléculas - uma etapa fundamental no processamento do DNA", diz o líder da equipe, Hiroshi Orland. .

O segmento descompactado então flutua no ambiente aquático, balançando como uma bandeira. “Essa vibração é essencial para a compreensão da dinâmica do DNA, pois é como o DNA interage com as proteínas e outras moléculas ao seu redor”, diz Susa.

Simulações de “grão grosso” são relativamente rápidas, e a equipe está agora usando essa técnica para estudar pedaços ainda maiores de DNA e simular a abertura e o fechamento completos dessas moléculas de fita dupla.

A pesquisa aparece na revista Nucleic Acids Research.