ENGENHARIA GENÉTICA

ENGENHARIA GENÉTICA - OBJETIVOS

• Identifica genes na intimidade das células• Isola os genes nos cromossomos ou do restante do DNA • Multiplica os genes com recursos especiais (que utilizam a

participação de bactérias)• Produz genes• Altera um gene• Transfere para o material genético de outras células

ENGENHARIA GENÉTICA - FUTURO

• Projeto Genoma Humano, por exemplo, tem como objetivo detectar e localizar os genes causadores de doenças hereditárias, a fim de que, por meio dessa tecnologia, tornem-se possíveis a prevenção e a erradicação dessas doenças.

• Pode proporcionar à humanidade a chance de melhoria na produção agrícola e pecuária.

ENGENHARIA GENETICA - EXEMPLOS• A insulina.

• Os interferonas.

• A interleucina.

• Algumas proteínas do sangue:

• A albumina.

• O fator VIII.

• Alguns tipos de ativadores das defesas orgânicas para o tratamento do câncer, como o fator necrosante de tumores.

• A criação de vacinas sintéticas contra a pneumonia, meningite e hepatite B.

• A criação e desenvolvimento de biotecnologias para a pesquisa segura de substâncias cuja manipulação envolve alto risco biológico:

• Vacinas que se preparam com vírus infecciosos, onde pode existir o risco de vazamento incontrolado.

USOS POTENCIAIS DA ENGENHARIA GENÉTICA• Identificação e função de genes em animais e vegetais;• Estudo das doenças humanas em outros animais;• Produção de proteínas de interesse médico por transgenia;• Desenvolvimento de animais transgênicos para doação de órgãos e tecidos

para humanos;• Desenvolvimento de plantas resistentes a pragas;• Desenvolvimento de animais transgênicos com desenvolvimento mais rápido

e de melhor qualidade para o consumo.

ENZIMAS DE RESTRIÇÃO E DNA

RECOMBINANTE

ENZIMAS DE RESTRIÇÃO• Produzidas por bactérias para defendê-las de

vírus invasores. • Clivam a molécula de DNA sempre em

determinados pontos (palíndromos)• Produz fragmentos contendo pontas adesivas,

que podem se ligar a outras pontas de moléculas de DNA que tenham sido cortadas com a mesma enzima.

• Em Engenharia Genética, a obtenção dos fragmentos de DNA serve para criar, in vitro, novas moléculas, recortando e colando vários pedaços de informações.

ENZIMAS DE RESTRIÇÃO

• O local do “corte”, o local de uma enzima, é conhecido como sítio alvo. A enzima não atua no DNA da própria bactéria devido à existência de outras enzimas protetoras.

• As enzimas de restrição reconhecem e atuam sobre sequências específicas de DNA, catalisando a destruição de uma ligação fosfodiéster entre dois nucleotídeos consecutivos ligados a determinadas bases.

DNA RECOMBINANTE

• Cada fragmento de DNA, que foi clivado e separado do resto do material genético, contém um ou mais genes.

• Unindo esses fragmentos em laboratório, forma-se o DNA recombinante.

TECNOLOGIA DO DNA RECOMBINANTE - CLONAGEM

• Construir um DNA recombinante que se replica

• Introdução em uma bactéria• Plasmídeo (molécula circular de

DNA)

ENGENHARIA BACTERIANA

ENGENHARIA BACTERIANA

Produção de diferentes tipos de bactérias que desenvolvem a capacidade de desempenhar algumas atividades e ainda produzem moléculas como antibióticos, enzimas e hormônios.• Bactérias que degradam o petróleo derramado no mar.• Bactérias que produzem álcool etílico• Bactérias que secretam hormônios, como insulina, somatotrofina,

interferon e vacinas.

TRANSGENESE

• Processo que permite a transferência do gene de um organismo para o outro.

• Transgênico é o organismo que recebe esse gene estranho e tem seu genótipo alterado.

PLANTAS TRANSGÊNICAS

São espécies vegetais que receberam dentro de uma de suas células material genético de outra espécie via biotecnologia.

CONFUSÃO TRANSGÊNICA

• Produtores x cientistas x ambientalistas• Benefícios:• aumento da produtividade• baratear o custo

• Desvantagens:• desconhecimento a longo prazo• perigoso

GENOMA

GENOMA• Genoma é o conjunto básico de cromossomos que aparece nos gametas; no

caso da espécie humana, como vimos, é formado por 23 cromossomos, nos quais estão localizados todos os genes da espécie.

• O maior cromossomo humano, o de número 1, apresenta um DNA com 250 milhões de pares de bases, enquanto o cromossomo Y, o menor desse genoma, tem 50 milhões de pares de bases.

• O genoma humano apresenta 3 bilhões de pares de bases que representam 100.000 genes; assim, o comprimento médio de um gene é de 3.000 pares de bases.

PROJETO GENOMA

É um trabalho conjunto realizado por diversos países visando desvendar o código genético de um organismo

(podendo ser animal, vegetal, de fungos, bactérias ou de um vírus) através do seu mapeamento.

PROJETO GENOMA - OBJETIVOS

• Determinar a sequência de bases químicas que compõem o DNA humano.

• Identificar e mapear os genes da espécie humana.• Armazenar informações em bancos de dados e torná-las acessíveis

para novas pesquisas biológicas.

PROJETO GENOMA - REALIZAÇÕES• Fundação: 1990. Financiamento de 3 milhões de dólares do Departamento de Energia

dos Estados Unidos e dos Institutos Nacionais de Saúde dos Estados Unidos, e tinha um prazo previsto de 15 anos.

• Junho de 2000: Primeiro esboço do genoma. Cooperação da comunidade científica internacional, associada aos avanços no campo da bioinformática e das tecnologias de informação.

• Abril de 2003: Projeto foi concluído com sucesso, com o seqüenciamento de 99% do genoma humano, com uma precisão de 99,99%.

• Estimou-se que todos os genes (em torno de 25.000) haviam sido seqüenciados. Deve-se lembrar que nem todo o DNA humano foi seqüenciado.

PROJETO GENOMA - REALIZAÇÕES

• O Projeto Genoma (PGH) conseguiu determinar a sequência dos 3 bilhões de letras na fita dupla do DNA.

• 10% formam genes, ou seja, segmentos que codificam proteínas. • 90% constituem o junk DNA (DNA lixo), que não apresenta função conhecida,

sendo interpretado como um resquício do processo evolutivo da espécie humana. • Próximo passo do PGH é identificar os genes separando-os do DNA lixo.

Finalmente chegaremos ao proteoma. Criado em 1994, o termo proteoma é usado para descrever todas as proteínas existentes na célula que atuam na determinação dos caracteres hereditários.

TESTE DE DNA

TESTE DE DNA• Identificar pessoas por meio do DNA para esclarecer uma possível

participação em um crime e também na realização de testes de paternidade. Exceção dos gêmeos univitelinos, o DNA de cada pessoa é único.

• O teste de DNA, chamado de DNA figerprint ou impressão digital genética, fornece um grau de confiabilidade bastante alto, ultrapassando 99,9% de certeza em seu resultado.

TESTE DE DNA – COMO É FEITO

• Amostras de DNA são obtidas através de pelos, sangue, pedaços de pele, esperma etc.

• Isola-se o DNA utilizando enzimas de restrição e separando-o em pedaços.

• Separa-se esses pedaços por eletroforese, que utiliza corrente elétrica. • Um equipamento que utiliza luz ultravioleta e corante específico traduz a

imagem do DNA, que então poderá ser estudada pelos pesquisadores.

TESTE DE DNA – COMO É FEITO• São utilizadas sondas capazes de detectar sequências do DNA humano

chamadas de VNTR (Variable Number of Tandem Repeats - número variável de repetições em sequência) e são compostas por sequências curtas de nucleotídeos que se repetem ao longo de trechos da molécula de DNA.

• Cada pessoa tem um padrão específico de repetição dessas unidades e esse padrão é herdado de seus pais.

• As faixas observadas são únicas para cada pessoa e por isso ela é chamada deimpressão digital de DNA ou impressão digital genética.

TESTE DE DNA – COMO É FEITO

CLONAGEM

CLONAGEM

• Clonagem é o processo de formação de clones.• Comum entre • bactérias ou organismos unicelulares que se reproduzem por

bipartição.• Plantas com mudas• Animais com poliembrionia

• Dolly

CLONAGEM - DOLLY• Óvulos não fecundados foram retirados da ovelha A.• O núcleo do óvulo foi retirado e guardado.• Células da glândula mamária da ovelha B, de 6 anos foram extraídas e mantidas em

dormência.• Essas células tiveram seus núcleos retirados e implantados no óvulo retirado da ovelha

A.• A nova célula iniciou o processo de divisão e originou um embrião implantado na

ovelha C.• Nasceu Dolly em julho de 1997.