12. biotecnologia e engenharia genética

Significa qualquer aplicação tecnológica que utilize sistemas biológicos, organismos vivos, ou seus derivados, para fabricar ou modificar produtos ou processos para utilização específica.

Por exemplo, cruzamentos experimentais para obtenção de raças mais apuradas de gado e cavalos e também de vegetais mais ricos em determinados nutrientes.

Envolve técnicas que permitem o transplante de genes do DNA de uma espécie para o DNA de espécie diferente.Dessa maneira, é formado o chamado DNA recombinante, que é a associação de duas ou mais moléculas de DNA de espécies diferentes que não são encontradas juntas na natureza.

•Testes altamente preciosos de paternidade e de identificação de criminosos.•Localização de genes associados a doenças genéticas.•Detecção de genes relacionados com o desenvolvimento de câncer.•Terapia gênica.•Produção de vacinas sintéticas. Obtenção de organismos transgênicos.

São enzimas especiais também chamadas de ENDONUCLEASES, que cortam a molécula de DNA em pontos específicos.

Com a ação das enzimas de restrição é possível a retirada de um gene do DNA permitindo a introdução de outro gene pertencente ao DNA de outra espécie, obtendo o DNA recombinante.

A enzima de restrição EcoRI, por exemplo, corta o DNA entre as bases G e A.

A EcoRI é uma endonuclease descoberta a partir da Escherichia coli (Eco). O R, vem da palavra Restrição e I porque foi a primeira enzima de restrição descoberta.

É considerado a “impressão digital” do DNA.É semelhante a um código de barras.É obtido a partir da técnica denominada Eletroforese

O DNA é submetido a enzima de restrição. A enzima de restrição fragmenta o DNA em segmentos com tamanhos diferentes, sendo uns menores e outros maiores. Os fragmentos do DNA são colocados em uma placa de gel (agarose) que é submetida a uma campo elétrico, gerando dois pólos (+ e - ). Os fragmentos do DNA, por serem negativos, se movimentam em direção ao pólo +. Os fragmentos menores se movimentam mais rápido ficando na posição anterior ; em seguida, se situam os fragmentos maiores. Dessa forma, é obtido o DNA fingerprint que permite a análise nos exames de DNA em determinadas circunstâncias, como em disputas de paternidade e em investigação criminal.

É feita uma comparação entre os DNAs fingerprint dos indivíduos em análise. Aqueles que tiverem o maior número de bandas em comum, apresentam alguma relação entre eles.

O conhecimento da hereditariedade tem gerado tecnologias de grande utilidade para o ser humano.

As espécies de animais e plantas que constituem nossa alimentação básica, foram domesticadas e “melhoradas” em várias regiões do mundo.

O melhoramento genético consiste em selecionar e aprimorar as características das espécies visando a utilização pelo ser humano.

O melhoramento genético é um processo antigo, que no início era realizado por maneira intuitiva. Por exemplo, se um agricultor desejava obter espigas de milho com maior número de grãos, ele apenas selecionava as sementes de milho com tal característica.

Atualmente, o processo de melhoramento genético é feito baseado no conhecimento da genética.

EXEMPLO DE MELHORAMENTO GENÉTICO ANIMAL

Gado Santa Gertrudes, produzido no King Ranch, em Kigsville no Texas, EUA.É um ótimo produtor de carne e resistente a doenças parasitárias e ao calor

Resultante do cruzamento de dois tipos

Gado ShorthornÓtimo produtor de carne, mas sensível a doenças e ao calor

Gado Braham ( Zebu )Menor produção de carne e é resistente a doenças e ao calor

Um dos principais problemas relacionados ao processo é a obtenção de linhagens com baixa variabilidade genética, ou seja, poucas diferenças entre os indivíduos da população.

Tal fato poderia levar a uma diminuição da adaptação dos indivíduos a variações ambientais.

Os organismos geneticamente modificados (OGMs), também conhecidos como transgénicos, são frutos da engenharia genética criada pela moderna biotecnologia. São organismos que recebem genes de outras espécies. São obtidos visando a produção de substâncias de utilidade para o ser humano. As plantas são muito utilizadas na obtenção de transgênicos que produzam toxinas contra pragas. Bactérias transgênicas vem sendo utilizadas para a produção de insulina, hormônio de crescimento, anticorpos específicos, fator VIII (necessários aos hemofílicos). Pode-se, por exemplo, introduzir um gene humano em um camundongo ou um gene de inseto em uma planta. Por esses mecanismos foram obtidos camundongos gigantes e planta de fumo que brilhava.

- O gene da insulina humana é isoladoutilizando-se enzimas de restrição para cortar o DNA humano;

- O gene humano é inserido em um plasmídeo bacteriano que também foi submetido a enzima de restrição;

- Ativa-se o plasmídeo, para a transcrição do gene e produção da proteína (insulina);

- Retira-se a insulina da bactéria.

PRODUÇÃO DE INSULINA HUMANA A PARTIR DE BACTÉRIAS

Planta de algodão resistentes às lagartas.

Reduz a necessidade de utilização de pesticidas. Os

gastos de produção diminuem e a poluição ambiental também é

reduzida.

Golden Rice. Arroz geneticamente modificado que contém um gene que codifica a produção de β-caroteno. Foi produzido para evitar que as populações pobres da Ásia adoecessem por avitaminoses.

EXEMPLOS DE ORGANISMOS TRANSGÊNCOS

Super bactérias: 1. Algumas plantas geneticamente modificadas recebem um gene de resistência a antibióticos. É uma forma de saber se a transformação foi bem sucedida.2. Esse gene provoca o aumento da taxa de transferência do DNA, ou seja, da facilidade com que pedaços do código genético da planta passam de um organismo para outro.3. Há um risco teórico de que as bactérias do intestino humano absorvam esse gene, tornando-se resistentes aos antibióticos. Aí, qualquer doença, mesmo simples, pode se tornar um problema grave.

1. Para se defender de agressores, a planta produz diversas substâncias que podem ser tóxicas ao homem, provocando alergia.2. Um único gene "alienígena" poderia alterar o equilíbrio de várias dessas substâncias, aumentando sua produção. Um estudo feito com soja transgénica mostrou que ela é mais alérgica que a soja normal.3. Como ninguém conhece todos os genes das plantas, alguns especialistas afirmam que faltam estudos para avaliar a segurança dos transgénicos.

Super pragas: 1. Boa parte dos chamados transgénicos

de primeira geração recebem um gene que os tornam resistentes a herbicidas e insecticidas. Assim, podem receber mais agro tóxicos que o usual.2. A quantidade exagerada de veneno pode, teoricamente, criar ervas-daninhas e insectos extremamente resistentes, que não poderiam mais ser combatidos pelos defensivos agrícolas comuns.3. Para evitar o problema, discute-se nos EUA um sistema de refúgio de espécies. Ou seja, o agricultor plantaria uma certa percentagem (entre 10% e 50%) de plantas não modificadas para garantir o cruzamento entre espécies de pragas e, assim, diminuir a resistência.

Em lugares onde há espécies agrícolas selvagens (como é o caso do milho no México), o pólen de um transgénico poderia fecundar espécies nativas, reduzindo a biodiversidade.

Existe uma vasta produção de grãos geneticamente modificados, primeiro foi a criação de soja resistente a herbicidas, tomates, milho imune a insectos.

Os transgénicos já são misturados aos produtos encontrados no supermercado. Fabricantes afirmam ser tão saudáveis como outro qualquer. No entanto, esses produtos não tem nenhuma identificação de transgénicos nas embalagens, como o consumidor saberá o que está realmente consumindo. Estima-se que 60% de toda a comida à venda no país tenha transgénicos. A soja alterada é misturada há anos com a convencional e utilizada na fabricação de alimentos que vão de biscoitos a refeições prontas para microondas

No Brasil a muito tempo já existe consumo de alimentos melhorados geneticamente, como feijão resistente ao vírus do mosaico dourado do feijoeiro, que arrasa a plantação, o milho, soja e algodão que são fortalecidos contra insectos que devoram as plantações .A batata que resiste a pragas e reduz absorção de óleo durante o processo de fritura. 

Processo famoso pela técnica que resultou, em 1996, na ovelha Dolly. Nessa técnica, a um óvulo de ovelha teve seu núcleo removido. Uma célula da glândula mamária de outra ovelha teve seu núcleo igualmente retirado. De posse de um óvulo anucleado e do núcleo da célula mamária, foi provocada uma eletrofusão. Assim, o núcleo somático fundiu com o citoplasma do gameta sem núcleo resultando em uma célula que se comportou como zigoto.

A partir do zigoto, formou-se uma blástula que foi implantada no útero de uma ovelha adulta.

Nasceu Dolly, a ovelha clonada.

CLONAGEM

CLONAGEM REPRODUTIVAA clonagem reprodutiva visa a obtenção de um organismo. Foi o caso da ovelha Dolly ou da vaca Vitória (EMBRAPA/DF).

CLONAGEM TERAPEUTICAA clonagem terapêutica visa a obtenção de células-tronco embrionárias. Um clone é formado, gera uma blástula que nunca é implantada, apenas serve como uma massa de células que podem ser consideradas células-tronco de alta versatilidade.

Consiste na substituição do gene anormal que leva à manifestação de determinada doença, pelo gene normal.

Atualmente, os estudos de terapia gênica limita-se às células somáticas. Porém, no futuro pretende-se atuar sobre os gametas, evitando a transferência do gene anormal para os descendentes.

TÉCNICA EX VIVO

TÉCNICA IN VIVO

TÉCNICA EX VIVO: Uso de um vetor (Ex.: vírus) modificado que

contenha o alelo normal.

Em seguida, são coletados leucócitos do sangue da pessoa afetada e permite-se que os vírus alterados infectem essas células.

Os vírus introduzem o gene normal nos leucócitos.

Os leucócitos, agora modificados, se multiplicam e são reintroduzidos no paciente.

Consiste na clonagem do gene normal e de seu preparo para introdução no paciente por meio de injeção intravenosa ou intramuscular.

Dessa maneira, o gene incorpora-se às células do paciente e dentro delas passa a comandar a síntese da proteína normal.

Genes de agentes causadores de doenças e que codificam proteínas responsáveis por estimular o sistema imunológico humano têm sido isolados.

Tais genes são introduzidos em bactérias e clonados.

O produto da ação desses genes, ou seja, a proteína, é purificado para depois ser introduzido no organismo, estimulando a produção de anticorpos, isto é, atua como vacina.

Exemplo de doenças que já estão produzidas vacinas gênicas: Hepatite B e Meningite.

São células não especializadas capazes de se dividir(Auto-Renovação) e se transformar em outros tipos de células especializadas e de outros tecidos(Diferenciação).

http://celulastroncors.org.br/celulas-tronco-2/

CÉLULAS TRONCO EMBRIONARIAS; CÉLULAS TRONCO ADULTAS;

http://celulastroncors.org.br/celulas-tronco-2/

Curar doenças degenerativas, gerando novos tecidos para substituir as células doentes. Algumas doenças:Câncer, Doenças do Coração, Diabetes, Danos na Medula Espinal...

Fonte:

Estados Unidos: A Câmara dos Representantes dos Estados Unidos aprovou uma lei sobre o financiamento federal da pesquisa cientifica sobre as células-tronco.

A lei permite destinar verbas a cientistas que trabalham em pesquisas com células-tronco que envolvem a destruição de embriões na busca de tratamentos para doenças atualmente incuráveis.

Brasil: O Brasil foi o primeiro país da América Latina a aderir a pesquisas com células-tronco e de acordo com oartigo 5° da Lei de Biossegurança (Lei nº 11.105, de 24 de março de 2005), “É permitida, para fins de pesquisa e terapia, a utilização de células-tronco embrionárias obtidas de embriões humanos produzidos por fertilização in vitro e não utilizados no respectivo procedimento, atendidas as seguintes condições: I – sejam embriões inviáveis; ou II – sejam embriões congelados há 3 (três) anos ou mais, na data da publicação desta Lei, ou que, já congelados na data da publicação desta Lei, depois de completarem 3 (três) anos, contados a partir da data de congelamento”.