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BIOTECNOLOGIA, BIOSSEGURANÇA E BIOÉTICA (BBB)
Universidade Federal de PelotasCentro de Biotecnologia
Graduação em Biotecnologia
Fabiana Kömmling Seixas, BiólogaDoutora em Biotecnologia
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http://www.ufpel.edu.br/biotecnologia/
BIOTECNOLOGIA, BIOSSEGURANÇA E BIOÉTICA
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BIOSSEGURANÇA
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BIOÉTICA
Segundo Diniz & Guilhem, "...por ser a bioética um campo disciplinar
compromissado com o conflito moral na área da saúde e da doença dos
seres humanos e dos animais não-humanos, seus temas dizem respeito a
situações de vida que nunca deixaram de estar em pauta na história da
humanidade..."
Bioética é um neologismo construído a partir das palavras gregas
bios (vida) + ethos (relativo à ética).
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Biotecnologia
Conjunto de tecnologias habilitadoras que envolvem a
utilização de organismos vivos ou partes funcionantes,
células e moléculas para a geração de produtos,
processos e serviços.
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Apesar de ter surgido como objeto de estudo nas últimas décadas,
a Biotecnologia é uma tecnologia milenar.
A partir dos anos de 1970, com as técnicas de DNA recombinante, a
Biotecnologia ganhou mais ênfase.
Biotecnologia Moderna
O Brasil possui a maior biodiversidade do mundo, e detém cerca de
20% das espécies do planeta. Portanto, possui um grande potencial
biotecnológico.
BIOTECNOLOGIA
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BIOTECNOLOGIA : sua História no Mundo ...
Primeira Geração: Idade Nova (2000 a.C.)
Fatos: - cruzamento de espécies animais e plantas
- leveduras para fermentação de pão e álcool
Segunda Geração: Fim do século XIX
Teoria de Louis Pasteur
Fatos: - microrganismos causam enfermidades humanas
- ação dos microrganismos anaeróbios nas fermentações
Terceira Geração: Início de 1970. Biologia Molecular
Fatos: 1o – isolamento e manipulação de genes (DNA)
2o – fusão e multiplicação de células
láctea, butírica e alcoólica
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HISTÓRICO – PERÍODOS DA BIOTECNOLOGIA
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HISTÓRICO – VACINAS
Edward Jenner – 1798 (cowpox)
***palavra vaccina, que em latim, significa “de vaca”, por analogia, passou a designar todo o inóculo dotado de ação antigênica.
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• 1973 – Clonagem de genes
• 1982 – Insulina recombinante (Genentech)
• 1994 – Cultivo de plantas transgênicas
• 1995 – Seqüenciamento de genomas
• 1997 – Clonagem de animais (Dolly)
• 2003 – Seqüenciamento do genoma humano
• 2005 – Seqüenciamento do genoma do arroz
MARCOS DA BIOTECNOLOGIA MODERNA
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Cortar o DNA com
enzimas de
restrição
Inserir fragmentos
em vetores
Introduzir vetores
em bactérias por:
eletroporação ou
choque térmico
Fragmento 1
Fragmento 2
Fragmento 3
Fragmento 4
TEC
NO
LOG
IA D
O D
NA
REC
OM
BIN
AN
TE
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BIOTECNOLOGIA
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INTERFERON- Tratamento de agravoscomo as hepatites B ou C. Produzidopela primeira vez no Brasil. Distribuídogratuitamente pelo SUS.
Eritropoetina Humana Recombinante -indicada nos tratamentos da anemia porinsuficiência renal crônica, da anemia depacientes com AIDS em regime terapêuticocom zidovudina e em pacientes oncológicos emtratamento quiomioterápico
INSULINA- PRIMEIRO PRODUTO OBTIDO A PARTIR DATECNOLOGIA DO DNA RECOMBINANTE
HORMÔNIO
LUTEINIZANTE
RECOMBINANTE
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GRADUAÇÃO EM BIOTECNOLOGIA
ANIMAL
MICROBIOLÓGICA
MÉDICA
VEGETAL
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BIOTECNOLOGIA
ANIMAIS TRANSGÊNICOS
CRIOPRESERVAÇÃO DE GAMETAS E EMBRIÕES
SEXAGEM DEGAMETAS E EMBRIÕES
MELHORAMENTO GENÉTICO
ÁREA ANIMAL
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• Seleção genética assistida por testes de DNA
• Vacinas recombinantes
• Medicamentos, kits de diagnóstico...
• Animais transgênicos como biorreatores
• Geração de modelos para estudos biomédicos e xenotransplante
• Introdução de novas características genéticas importantes
BIOTECNOLOGIA NA ÁREA ANIMAL
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BIOTECNOLOGIA
ÁREA VEGETAL
PLANTAS TRANSGÊNICAS
MELHORAMENTO GENÉTICO
CULTURA DE TECIDOSIN VITRO
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• Plantas transgênicas
– Primeira geração: tolerantes a herbicidas e resistentes a insetos (soja RR, milho BT)
– Segunda geração: maior valor nutritivo (golden rice)
BIOTECNOLOGIA NA AGRICULTURA
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BIOTECNOLOGIA
ÁREA MICROBIOLÓGICA
BACTERIAS FUNGOS VÍRUS
VACINOLOGIA
DIAGNÓSTICO
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• Enriquecimento nutricional dos alimentos
• Melhoramento das propriedades tecnológicas
• Produção de enzimas
• Produção de biopolímeros
BIOTECNOLOGIA NA INDUSTRIA DE ALIMENTOS
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Enzimas comerciais
produzidas por organismos
geneticamente modificados
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BIOTECNOLOGIA
ÁREA MÉDICA
XENOTRANSPLANTES
TESTE DE PATERNIDADE
ONCOLOGIA MOLECULAR
PRODUÇÃO DE BIOFÁRMACOS
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• Produção de moléculas farmacologicamente ativas em animais ou plantas geneticamente modificadas
• Vacinas, anticorpos monoclonais, kits de diagnóstico, cultura de células (células tronco)
• Terapia gênica
• Terapia com células tronco
BIOTECNOLOGIA NA MEDICINA
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O USO DA BIOTECNOLOGIA PARA PRODUÇÃO DE FÁRMACOS
-PLANTAS TRANSGÊNICAS;
-ANIMAIS TRANSGÊNICOS;
-BACTÉRIAS, FUNGOS, VÍRUS
VÍRUS BACTÉRIAS FUNGOS PLANTAS
ANIMAIS
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Centro de Desenvolvimento Tecnológico- CDTec
Graduação em Biotecnologia
Mestrado em Biotecnologia
Doutorado em Biotecnologia
BIOTECNOLOGIA – LABORATÓRIOS
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Laboratório de Genômica Funcional
Laboratório de ImunoHistoquímica
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LABORATÓRIO DE GENÔMICA FUNCIONAL
Seqüenciamento de DNA
CARACTERIZAÇÃO MOLECULAR DE GENOMAS
ONCOLOGIA MOLECULAR
HPV
P53
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• Seleção de bactérias
produtoras de polímeros e
produção em fermentadores
LABORATÓRIO DE BIOPOLÍMEROS
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Utilização de biopolímeros em indústrias de alimentos,
fármacos, química e petroquímica
LABORATÓRIO DE BIOPOLÍMEROS
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• Cultivo de Bacillus cereus
• Formulação de probióticos
• Utilização como aditivo de rações
animais
• Estudos de sua influência na
eficiência alimentar, imunidade e
teores de colesterol
Laboratório de Bacteriologia
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Laboratório de Engenharia Genética Animal
-Melhoramento genético animal;- Marcadores Moleculares;
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• Vacinas Recombinantes
• Genômica
• Proteômica
• Diagnóstico Molecular
• Caracterização Molecular
Laboratório de Biologia Molecular
www.ufpel.edu.br/cenbiot/biomol
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• Hepatite B
– Proteína do capsídio viral produzida em levedura
VACINA DE SUBUNIDADE
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Nature 1992 Mar 12;356(6365):152-4
Genetic immunization is a simple method for eliciting
an immune response.
Tang DC, DeVit M, Johnston SA
Department of Medicine, University of Texas, Dallas 75235-8573.
To produce an immune reaction against a foreign protein usually requires purification
of that protein, which is then injected into an animal. The isolation of enough pure
protein is time-consuming and sometimes difficult. Here we report that such a response
can also be elicited by introducing the gene encoding a protein directly into the skin of
mice. This is achieved using a hand-held form of the biolistic system which can propel
DNA-coated gold microprojectiles directly into cells in the living animal. Genetic
immunization may be time- and labour-saving in producing antibodies and may offer a
unique method for vaccination.
VACINA DE DNA
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- Vacina largamente utilizada no mundo;
- Administrada em qualquer época após o nascimento;
- Efeito imunoestimulante e adjuvante;
- Resposta imune humoral e celular;
- Única dose;
- Vacina replicante muito estável;
-Apresenta um baixo custo de produção.
BCG RECOMBINANTE
BCG RECOMBINANTE
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Experimentação Animal
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Estante Ventiladacom Microisoladores
Biotério
Camundongos BalbC
Experimentação Animal
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Molecular Farming- Produção de proteínas de
interesse farmacológico em
plantas
Laboratório de Biologia Celular e Molecular de Plantas
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JÁ COMEU SUA VACINA HOJE?
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• Diagnóstico imunoquímico
de leptospirose
• Detecção imunoquímica de
salmonelas em alimentos
Laboratório de Imunologia
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• Criopreservação de gametas e embriões
• Expressão Gênica
• Fertilização in vitro
• Sexagem de embriões
• Clonagem
• Transgênese Animal
• Células - Tronco
Laboratório de Embriologia Molecular e Transgênese
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“Animal Pharming”
É o processo de utilizar animais transgênicos para produção de proteínas de interesse farmacológico em seus fluidos biológicos
(leite, urina, sangue, sêmen, saliva e ovos)
Laboratório de Embriologia Molecular e Transgênese
www.ufpel.edu.br/cenbiot/emta
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C. Bruce A. Whitelaw
Roslin Institute, Department of Gene Expression and Development, UK
ANIMAIS TRANSGÊNICOS
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1º produto transgênico de origem animal liberado para consumo humano
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Copycat
Vitória 10 do Brasil
Dolly
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www.cib.org.br
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www.biotecnologia.com.br
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www.abrabi.org.br
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