Teia de aranha não é cabelo nem macarrão

Você já deve ter visto uma aranha pendurada em um único fio de sua teia. Deve ter observado como ela é capaz de aumentar rapidamente o comprimento do fio. Em poucos segundos, uma aranha pode produzir mais de 10 centímetros de fio. Imagine se nosso cabelo crescesse com essa velocidade. Teríamos de ir ao barbeiro três vezes por dia.

Fernando Reinach, O Estado de S.Paulo

03 de junho de 2010 | 00h00

A diferença entre o processo de fabricação do fio de cabelo e do fio de seda das aranhas explica a diferença de velocidade do crescimento. No caso do cabelo, células no bulbo capilar (a raiz) sintetizam as proteínas que constituem o fio e, à medida que essas proteínas ficam prontas, são adicionadas à ponta do fio dentro do bulbo capilar, aumentando seu comprimento. O crescimento é lento e constante.

No caso do fio de seda das aranhas, uma glândula produz as proteínas que vão constituir o fio e essas proteínas são estocadas em um pequeno saco. Quando a aranha quer sintetizar um pedaço de fio, essas proteínas são ejetadas do saco através de tubos muito finos, formando os fios. O mecanismo é semelhante a uma máquina de fazer macarrão, que, ao fazer a massa passar por um orifício, forma os fios.

O problema é que, no caso do macarrão, podemos esperar algumas horas para a massa secar e o macarrão endurecer. No caso das aranhas, no momento em que o fio é ejetado, ele já tem de estar pronto para suportar o peso do animal. Isso significa que o processo de solidificação precisa ser rápido. A novidade é que foi descoberto o truque usado pelas aranhas para produzir rapidamente uma grande quantidade de fio.

A proteína no fio de seda foi chamada de spidroina. Há alguns anos se descobriu que ela é sintetizada e armazenada na forma líquida no pequeno reservatório. Ao ser expulsa, ela imediatamente se solidifica, formando o fio. Mas o que seria responsável por regular essa passagem do estado líquido para o sólido?

Ao medirem o pH (o grau de acidez) no interior do saco e no tubo que leva ao orifício por onde sai o fio, cientistas descobriram que no local onde a spidroina é estocada (no saco) o pH é 7 - nem ácido nem básico. Mas quando o líquido contendo spidroina passa pelo tubo de saída, as paredes do tubo secretam íons de hidrogênio e o meio fica mais ácido (pH = 6). Essa diminuição do pH provoca a solidificação da spidroina e sua organização em fios resistentes.

Esse fenômeno pode ser observado em um tubo de ensaio contendo spidroinia purificada. Basta abaixar o pH para ela solidificar. Mas qual seria o mecanismo que mantém a spidroina no estado líquido em pH neutro? Em outras palavras, qual seria o interruptor, sensível aos íons de hidrogênio, que "liga e desliga" a spidroina?

Para estudar esse fenômeno, cientistas produziram grande quantidade de spidroina, colocando o gene da aranha em bactérias. Primeiro, eles descobriram que a spidroina produzida em bactéria tinha as mesmas propriedades da produzida pelas aranhas. Em seguida, começaram a retirar pedaços dessa proteína. E descobriram que, se retirassem uma das pontas da proteína, ela solidificava rapidamente, independentemente do pH. Quando esse pedaço da proteína era colocado de volta, a sensibilidade ao pH voltava.

Ficou provado que esse segmento era o responsável pela sensibilidade ao pH. Mas, ao estudar essa parte da proteína, descobriram que ela forma dímeros em pH neutro e esses dímeros se dissociam em pH ácido. Isso sugere que, quando a spidroina está no saco, ela não polimeriza, pois as moléculas estão dimerizadas. Ao serem expulsas do saco e serem tratadas com ácido no tubo de saída, esses dímeros se desfazem, o que permite que a spidroina forme rapidamente os fios que sustentam as aranhas.

Esse mecanismo permite que as aranhas construam rapidamente as teias. Agora os cientistas tentam adaptar esse mecanismo para a fabricação industrial de fibras sintéticas. Mais cedo ou mais tarde, essa tecnologia estará em nossas camisas.

BIÓLOGO

MAIS INFORMAÇÕES: SELF-ASSEMBLY OF SPIDER SILK PROTEINS IS CONTROLLED BY A PH SENSITIVE RELAY. NATURE, VOL. 465, PÁG. 236, 2010

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