How to sequence the human genome - Mark J. Kiel

Tradutor: Margarida Ferreira Revisora: Isabel Vaz Belchior

You've probably heard of the human genome,

Provavelmente, já ouviram falar do genoma humano,

the huge collection of genes

a enorme coleção de genes

inside each and every one of your cells.

no interior de cada uma das nossas células.

You probably also know

Provavelmente, também sabem

that we've sequenced the human genome,

que já sequenciámos o genoma humano.

but what does that actually mean?

Mas o que é que isso significa?

How do you sequence someone's genome?

Como se sequencia o genoma duma pessoa?

Let's back up a bit.

Recuemos um pouco.

What is a genome?

O que é um genoma?

Well, a genome is all the genes plus some extra

Um genoma é o conjunto de todos os genes mais qualquer coisa extra

that make up an organism.

que formam um organismo.

Genes are made up of DNA,

Os genes são formados por ADN,

and DNA is made up of long, paired strands

e o ADN é constituído por duas longas cadeias

of A's,

T's,

de A,

de T,

C's,

de C,

and G's.

e de G.

Your genome is the code

O nosso genoma é o código que as células usam

that your cells use to know how to behave.

para saber como se comportam.

Cells interacting together make tissues.

As células interagem entre elas para fazerem tecidos.

Tissues cooperating with each other make organs.

Os tecidos cooperam uns com os outros para formarem órgãos.

Organs cooperating with each other

Os órgãos cooperam uns com os outros para formarem um organismo:

make an organism,

you!

cada um de nós.

So, you are who you are

Assim, somos quem somos

in large part because of your genome.

em grande parte, graças ao nosso genoma.

The first human genome

O primeiro genoma humano foi sequenciado há 10 anos

was sequenced ten years ago

and was no easy task.

e não foi uma tarefa fácil.

It took two decades to complete,

Demorou 20 anos a completar,

required the effort of hundreds of scientists

exigiu o esforço de centenas de cientistas

across dozens of countries,

espalhados por dezenas de países

and cost over three billion dollars.

e custou mais de 3000 milhões de dólares.

But some day very soon,

Mas, um dia, muito em breve,

it will be possible to know the sequence of letters

será possível conhecer a sequência de letras

that make up your own personal genome

que constituem o nosso genoma pessoal

all in a matter of minutes

numa questão de minutos

and for less than the cost

e por um custo menor do que um presente de aniversário.

of a pretty nice birthday present.

How is that possible?

Como é que isso é possível?

Let's take a closer look.

Olhemos com mais atenção.

Knowing the sequence of the billions of letters

Conhecer a sequência dos milhares de milhões de letras

that make up your genome

que compõem o nosso genoma

is the goal of genome sequencing.

é o objetivo da sequenciação do genoma.

A genome is both really, really big

Um genoma é muitíssimo grande

and very, very small.

e muitíssimo pequeno.

The individual letters of DNA,

As letras individuais do ADN,

the A's, T's, G's, and C's,

os A, os T, os G e os C,

are only eight or ten atoms wide,

só têm a largura de oito ou dez átomos.

and they're all packed together into a clump,

Estão agrupados numa massa,

like a ball of yarn.

como um novelo de cordel.

So, to get all that information

Para obter essas informações todas,

out of that tiny space,

a partir de um espaço tão minúsculo,

scientists first have to break

os cientistas têm primeiro que dividir

the long string of DNA down into smaller pieces.

a longa cadeia de ADN em pedaços mais pequenos.

Each of these pieces is then separated in space

Cada um desses pedaços é depois separado no espaço

and sequenced individually,

e sequenciado individualmente.

but how?

Mas como?

It's helpful to remember

É conveniente recordar

that DNA binds to other DNA

que o ADN se liga a outro ADN

if the sequences are the exact opposite of each other.

se as sequências forem o oposto exato uma da outra.

A's bind to T's,

Os A ligam-se aos T,

and T's bind to A's.

e os T ligam-se aos A.

G's bind to C's,

Os G ligam-se aos C

and C's to G's.

e os C ligam-se aos G.

If the A-T-G-C sequence of two pieces of DNA

Se a sequência A-T-G-C de dois pedaços de ADN

are exact opposites,

são opostos exatos,

they stick together.

ligam-se um ao outro.

Because the genome pieces

Como os pedaços do genoma são tão minúsculos,

are so very small,

we need some way to increase

precisamos de uma forma de aumentar o sinal que detetamos

the signal we can detect

from each of the individual letters.

de cada uma dessas letras individuais.

In the most common method,

No método mais comum,

scientists use enzymes to make thousands of copies

os cientistas usam enzimas para fazer milhares de cópias

of each genome piece.

de cada pedaço de genoma.

So, we now have thousands of replicas

Agora temos milhares de réplicas

of each of the genome pieces,

de cada um dos pedaços do genoma.

all with the same sequence

todas com a mesma sequência

of A's, T's, G's, and C's.

de A, T, G e C.

But we have to read them all somehow.

Mas temos que as ler todas.

To do this, we need to make

Para isso, precisamos de fazer um lote de letras especiais,

a batch of special letters,

each with a distinct color.

cada uma delas com uma cor distinta.

A mixture of these special colored letters and enzymes

Uma mistura destas letras especiais coloridas e de enzimas

are then added to the genome

é depois adicionada ao genoma que queremos ler.

we're trying to read.

At each spot on the genome,

Em cada local do genoma,

one of the special letters

uma das letras especiais

binds to its opposite letter,

vai ligar-se à sua letra oposta,

so we now have a double-stranded piece of DNA

e assim obtemos um pedaço de ADN de cadeia dupla

with a colorful spot at each letter.

com uma mancha de cor em cada letra.

Scientists then take pictures

Os cientistas tiram fotografias

of each snippet of genome.

de cada fragmento do genoma.

Seeing the order of the colors

A ordem das cores

allows us to read the sequence.

permite-lhes ler a sequência.

The sequences of each

As sequências de cada um destes milhões de pedaços do ADN

of these millions of pieces of DNA

are stitched together using computer programs

são ligados usando programas de computador

to create a complete sequence of the entire genome.

para criar uma sequência completa de todo o genoma.

This isn't the only way

Esta não é a única forma

to read the letter sequences of pieces of DNA,

para ler as sequências de letras dos pedaços de ADN,

but it's one of the most common.

mas é uma das mais comuns.

Of course, just reading the letters in the genome

Claro que ler as letras no genoma

doesn't tell us much.

não nos diz muita coisa.

It's kind of like looking through a book

É como olhar para um livro

written in a language you don't speak.

escrito numa língua que não falamos.

You can recognize all the letters

Podemos reconhecer as letras

but still have no idea what's going on.

mas não fazemos ideia do que está lá escrito.

So, the next step is to decipher

Portanto, o passo seguinte é decifrar o que significa aquela sequência,

what the sequence means,

how your genome and my genome are different.

quais as diferenças entre o vosso genoma e o meu.

Interpreting the genes of the genome

Interpretar os genes do genoma

is the part scientists are still working on.

é a parte em que os cientistas ainda estão a trabalhar.

While not every difference is consequential,

Embora nem todas as diferenças sejam relevantes,

the sum of these differences

a soma dessas diferenças

is responsible for differences

é responsável pelas diferenças

in how we look,

quanto ao nosso aspeto,

what we like,

quanto ao que gostamos,

how we act,

e como agimos,

and even how likely we are to get sick

e até na probabilidade de adoecermos

or respond to specific medicines.

ou de reagirmos a determinados medicamentos.

Better understanding of how disparities

Compreender melhor como as disparidades

between our genomes

entre os nossos genomas

account for these differences

são responsáveis por essas diferenças

is sure to change the way we think

certamente vai alterar a forma como pensamos

not only about how doctors treat their patients,

não só quanto à forma como os médicos tratam os doentes,

but also how we treat each other.

mas também como nos tratamos uns aos outros.