apresentacao_biotecnologia

7/23/2019 Apresentacao_biotecnologia

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BIOTECNOLOGIA: CLONAGEM,TRANSGNICOS E BIOPROSPECO

Autores: Gessiel Newton Scheidt, Andra Haruko Arakaki, Micheli Rigon Spier eAugustus Caeser Franke Portella

Sumrio

I. Apresentao

II. Introduo

III. Grandes reas da biotecnologiaIV. Nanocincia e nanotecnologia

V. Clonagem

VI. Transgnicos

VII. Bioprospeco

VIII. As questes ticas em biotecnologia

IX. Concluses

X. Referncias


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I. Apresentao

com grande satisfao que estamos oferecendo-lhe esta unidade que trata osdiferentes assuntos da biotecnologia, com nfase na clonagem, transgnicos ebioprospeco.

Atualmente, a biotecnologia tange as diretrizes essenciais ao pensamentocientfico e ao mundo globalizado. Por qu? O que isso realmente importa? Ummercado forte, competitivo, muitas vezes permite que se tenham odesenvolvimento dos mais diversos bioprocessos, sejam eles direcionadosprincipalmente qualidade de vida humana ou animal. Contudo, o foco podeser repassado aos interesses locais ou at mesmo mundiais, dependendoobviamente, a quem ou ao qu ser estendido ou no, o futuro.

A biotecnologia e/ou a nanotecnologia possui infinitas relaes com a indstriae a sociedade, podendo ser utilizada em diversos segmentos e trazer muitos

benefcios. No entanto, sabemos que as mudanas no so rpidas e que muitosprincpios cientficos no so facilmente aceitos pela populao. Por esse motivo importante entender o que realmente pode ser considerado um avano biotecnolgicocapaz de beneficiar a sociedade como um todo.

Espero que esta unidade seja um processo extremamente agradvel deaprendizagem, e que voc compreenda os conceitos bsicos e a importncia dosconhecimentos biotecnolgicos nos mais variados setores da atividade humana.

ObjetivosAo final dos estudos desta unidade, voc ser capaz de:

Reconhecer os avanos tcnico-cientficas que resultaram nas diversas reasdas biotecnologias; Identificar os impactos desses avanos da biotecnologia no setor produtivo; Reconhecer como o uso dessas tecnologias pode implicar em dilemas ticospara a sociedade.

Contudo, a proposta deste mdulo de revisar os fundamentos das diversasreas da biotecnologia e de mostrar como estes conhecimentos podem ser aplicadosem setores produtivos da sociedade.

II. IntroduoO uso da biotecnologia teve o seu incio com os processos fermentativos, cujautilizao transcende, de muito, o incio da era Crist, confundindo-se com a prpriahistria da humanidade, quando esta se tornou sedentria. Um exemplo simples podeser observado na obteno e manuteno dos alimentos ou quando o homemaprendeu a domesticar animais e a desenvolver a agricultura, deixando assim dedepender por completo da caa ou da coleta (Tabela 1).

Tabela 1: Mostra os principais marcos histricos no avano cientfico e tecnolgico daBiotecnologia.

Perodo Acontecimento


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6.000a.C.

Bebidas alcolicas (cerveja e vinho) so produzidas por sumriose babilnios

2.000a.C.

Panificao e bebidas fermentadas so utilizadas por egpcios egregos

1875 d.

C.

Pasteur mostra que a fermentao causada por microrganismos

1880-1910

Surgimento da fermentao industrial (cido lctico, etanol,vinagre)

1922 Sementes hbridas de milho comeam a ser comercializadas.1910-1940

Sntese de glicerol, acetona e cido ctrico

1940-1950

Antibiticos so produzidos em larga escala por processosfermentativos

1953 Estabelecida a estrutura do DNA (Wilson e Crick revelam aestrutura do DNA)

1073 Incio da engenharia gentica (Cohen e Boyer transferem um gene

de um organismo para outro)1982 Insulina humana produzida por engenharia gentica1994 O primeiro alimento geneticamente modificado, o tomate Flavr

Savr, chega aossupermercados dos EUA

2000 O arroz geneticamente modificado criado2003 O Projeto Genoma, que identificou o mapa gentico humano,

concludoFonte: www.bioinfo.ufpb.br/difusao.

A Biotecnologia, ou os processos biotecnolgicos, podem ser definidos como:A nova bio-tecnologia, a utilizao de clulas e molculas biolgicas para a soluode problemas ou produo de produtos ou processos teis , com potencial industrialem diversas reas do conhecimento (Kreuzer e Massey, 2002). De acordo comMalajovich (2004), dentre as tecnologias desenvolvidas at o momento, a biotecnologia, de longe, a que apresenta maior compatibilidade com a sustentabilidade da vidaneste planeta.

O seu impacto atinge vrios setores produtivos, oferecendo novasoportunidades de emprego e renda. Dentre os inmeros exemplos, tais como, plantasresistentes a doenas, plsticos biodegradveis, detergentes mais eficientes,biocombustveis, processos industriais e agrcolas menos poluentes, mtodos debiorremediao do meio ambiente e centenas de testes diagnsticos e novosmedicamentos (Figura 1).

Figura 1:Adaptada do livroBIOtecnologia (Fonte:Malajovich, 2004).

Conhecimentos

BIOTECNOLOGIA

Agentes Biolgicos

Produtos e Processos Resolver Problemas


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As biotecnologiasem seu sentido mais amplo compreendem a manipulao demicrorganismos, plantas e animais, objetivando a obteno de processos e produtosde interesse. importante destacar que a biotecnologia tem um enfoquemultidisciplinar, j que envolvem diferentes reas do conhecimento que incluem acincia bsica, Biologia Molecular, Microbiologia, Biologia celular, Gentica,

Genmica, Embriologia etc. e, a cincia aplicada Tcnicas imunolgicas, Qumicas eBioqumicas e outras tecnologias que incluem a matemtica bsica e aplicadaInformtica, Cincias da computao, Robtica e Controle de processos (Figura 2).

Figura 2:Representao esquemtica da interao da biotecnologia com outros ramos do conhecimento.Livro Biotecnologia Industrial, V. I. (Fonte:Borzani et al., 2001).

As novas tcnicas de engenharia gentica esto promovendo uma reavaliaode quase todos os processos industriais que empregam tcnicas ou produtos

biolgicos. Segue abaixo os principais produtos e servios de origens biotecnolgicas(Tabela 2).

Tabela 2: Produtos de origem biotecnolgica

Setores Bens e serviosAgricultura Adubo composto, pesticidas, silagem,

mudas de plantas ou de rvores, plantastransgnicas, etc.

Alimentao Pes, queijos, picles, cerveja, vinho,protena unicelular, aditivos, etc.

Eletrnica Biosensores.

Energia Etanol, biogs.Qumica Butanol, acetona, glicerol, cidos,

enzimas, metais, etc.Meio

AmbienteRecuperao de petrleo, tratamento dolixo, purificao da gua

Pecuria Seleo e melhoramento gentico deembries

Sade Antibiticos, hormnios e outrosprodutos farmacuticos, vacinas,reagentes e testes para diagnstico, etc.

Fonte:Malajovich, 2004.

Constatam-se na tabela acima, a amplitude e a profundidade de mudanas que


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devero advir com o uso dos processos biotecnolgicos. Todos os setores descritosacima so focos primordiais ao que vivenciamos, j que apresentam um retornolucrativo.

Normalmente no percebemos a sutil implantao biotecnolgica ou ao menosdamos a devida importncia, quando s novidades que permeiam as atribuladas

relaes humanas, mas torna-se perceptvel medida que a necessidade de consumodemanda providncias ao mercado.

"No h dvida que o futuro da humanidade depende, em grande parte, da

liberdade que os investigadores tenham de explorar as suas prprias idias.

Embora no se possa considerar descabido os investigadores desejarem

tornarem-se famosos, a verdade que o homem que se dedicar pesquisa

com o objetivo de conseguir riqueza ou notoriedade, escolheu mal a sua

profisso!"

Alexander Fleming

De acordo com Zechendorf (1999), a biotecnologia pretende ser uma atividadesustentvel e econmicamente viavl, onde j entendido que esse no deve serapenas um simples dizer de palavras, e que apesar de todo o avano biotecnolgicons no podemos nos esquecer da sustentabilidade (Guimares et al.,2008).

A fim de ser sustentvel a biotecnologia deve ser economicamente vivel esocialmente responsvel para alm de ser ambientalmente amigvel, apresentar umcusto benefcio, antes que possa ser aceito pela indstria.

III. Grandes reas da biotecnologia

A contribuio das biotecnologias ao desenvolvimento de produtos e processos deveser analisada em funo do impacto causado em cada uma das grandes reas, comdestaque, a Biotecnologia Branca: diz respeito s aplicaes industriais e ambientais;Biotecnologia Vermelha: inclui as aplicaes relativas sade; Biotecnologia Verde:dedica-se s aplicaes agrcolas e alimentares; Biotecnologia Azul: dedica-se aaplicaes com origem em organismos aquticos. Contudo, espera-se que odesenvolvimento de novas tecnolgicas possibilite a conservao ou criao deempregos.


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BiotecnologiaBranca

A Biotecnologia Branca diz respeito saplicaes industriais e ambientais: Inclui osprocessos industriais que utilizam enzimas eorganismos para processar e produzirqumicos, materiais e energia. Segue abaixo as

principais reas de atuao:Biorremediao de vazamentos de petrleo eresduos txicos;Monitoramento de poluentes (biosensores);Tratamento de resduos industriais e guasresidurias;Biominerao (recuperao de metais pesados eradioistopos);Recuperao de reas degradadas (micorrizas ebactrias fixadoras de nitrognios).

BiotecnologiaVermelha

A Biotecnologia Vermelha inclui as aplicaesrelativas sade: Esta rea inclui a utilizao deprocessos relacionados com a medicina e afarmacologia e que se baseiam na manipulaogentica de organismos. Segue abaixo as principais reasde atuao:Compostos farmacologicamente ativos;Antibiticos, antimicrobianos e antivirais;Vitaminas e hormnios;Vacinas e probiticos;

Biopolmeros de aplicao mdica (e.g., pele artificial);Biotransformaes em qumica fina.

Biotecnologia

Verde

A Biotecnologia Verde dedica-se s aplicaesagrcolas e alimentares: As aplicaesbiotecnolgicas desta rea incluem mtodos demelhoramento de variedades vegetais e animais,visando a agro-indstria. Segue abaixo as principaisreas de atuao:Aumento de fertilidade do solo;Fixao biolgica de nitrognio;

Controle biolgico de insetos e patgenos;Promotores de crescimento de plantas;Promotores de crescimento animal;Anti-parasiticidas, antibiticos, antimicrobianos,antivirais;Vitaminas e hormnios:Vacinas e probiticos.As aplicaes biotecnolgicas desta rea incluemmtodos de produo e preservao de alimentos,visando a indstria de alimentos. Segue abaixo as

principais reas de atuao:Produo e preservao de alimentos;Produo de bebidas;


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Aromas e essncias;Aditivos para alimentos (emulsificantes eespessantes);Alimentos funcionais (nutracuticos).

BiotecnologiaAzul

A Biotecnologia Azul dedica-se a aplicaescom origem em organismos aquticos: Estarea envolve a aplicao de mtodosmoleculares com base em organismosmarinhos e de gua doce, ou nos seus tecidos,clulas ou componentes celulares. Segue abaixoas principais reas de atuao:Ambiental;Indstria de alimentos;

Indstria Qumica;Indstria farmacutica;Energia.

Fonte:Adaptada: http://www.anbio.org.br/pdf/2/mct_recursos_biologicos.pdf,2010 e

http://plantasgm.wordpress.com/category/biotecnologia-e-historia-da-biotec/ 2010.

A biotecnologia interdisciplinar e por isso muitas aplicaes so classificadascom mais de uma cor. Por exemplo, a produo de energia a partir de plantas ou deresduos pode ser considerada biotecnologia branca ou verde. Portanto, a

biotecnologia torna-se um instrumento poderoso, podendo substituir vasto nmero deprocessos industriais atualmente empregados e criando com isso novas e melhoressolues para uma grande gama de problemas.

IV. Nanocincia e nanotecnologia

A nanocinciae/ou a nanotecnologia um termo popular para a construo eutilizaode estruturas funcionaisque possui pelo menos uma dimenso naescala nanomtrica, ou a rea da tecnologia que trabalha no universonanomtrico. O princpio bsico da nanotecnologia a construo de estruturase novos materiais e desenvolver novos produtos baseados na crescentecapacidade da tecnologia moderna de ver e manipular tomos e molculas. uma rea promissora, mas que d apenas seus primeiros passos, mostrando,contudo, resultados surpreendentes (na produo de semicondutores,nanocompsitos, biomateriais, chips, entre outros).

O prefixo nano tem origem grega que significa ano e se refere a umaunidade de medida que equivale a um bilionsimo de metro, utilizando-se a notaonm ou 10-9 m. Para termos uma idia da dimenso nanomtrica, vamos comparar asdimenses de diferentes materiais como, por exemplo, o dimetro de um fio de cabeloque pode medir entre 50.000 a 100.000 nm.

A nanotecnologia no uma tecnologia especfica, mas todo um conjunto detcnicas, baseadas na fsica, na qumica, na biologia, na cincia e Engenharia de
http://www.anbio.org.br/pdf/2/mct_recursos_biologicos.pdfhttp://plantasgm.wordpress.com/category/biotecnologia-e-historia-da-biotec/http://plantasgm.wordpress.com/category/biotecnologia-e-historia-da-biotec/http://www.anbio.org.br/pdf/2/mct_recursos_biologicos.pdf


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materiais, e na computao, que visam estender a capacidade humana de manipular amatria em nvel atmico e molecular (Toma, 2004). Entretanto, a nanocincia enanotecnologia no restringe-se apenas aos materiais e dispositivos semicondutores,envolve materiais plsticos (polmeros), cermicas, matrias isolantes e materiaismetlicos de alta resistncia e confiabilidade, materiais biolgicos entre outros.Nesse

sentido, a nanotecnologia tem a capacidade de criar estruturas pequenas e/ou comtecnologia superior, usando as tcnicas e ferramentas que esto a ser desenvolvidasnos dias de hoje para colocar cada tomo e cada molcula no lugar desejado. Seconseguirmos este sistema de engenharia molecular, o resultado ser uma novarevoluo industrial. Alm disso, teria tambm importantes conseqnciaseconmicas, sociais, ambientais e militares.

Entretanto a nanotecnologia desenvolveu-se graas aos contributos de vriasreas do conhecimento, atualmente existem trs abordagens distintas: umaabordagem de cima para baixo, que consiste na construo de dispositivos pordesgaste de materiais macroscpicos, a construo de dispositivos que se formamespontaneamente a partir de componentes moleculares e de materiais tomo a tomo.

1) A primeira abordagem a abordagem utilizada em microeletrnica paraproduzir chips e computadores e mais recentemente para produzir testesclnicos em miniatura.2) A segunda abordagem recorre s tcnicas tradicionais de qumica e dascincias dos materiais.3) A terceira abordagem aquela que levar mais tempo a produzir resultadossignificativos porque requer um controle fino da matria s possveis com oaperfeioamento da tecnologia.

Independentemente, a tendncia controlar mais e mais a matria

manufaturada, o produto final (hoje em dia so gravados sulcos de larguras inferioresao micrmetro nos chips de computador 100 vezes mais finos que uma folha depapel).

Os sensores de choque mecnico dos air-bags usados nos automveis sogravados diretamente nos chips (Figura 3).

Produto da nanotecnologia

Figura 1: Micro-acelermetro (ampliao de cerca de 800). Os dois "pentes" podem deslocar-se, um em


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relao ao outro, sob efeito de uma violenta acelerao. (Fonte:lqes.iqm.unicamp.br/institucional/bibliotecas/bibliotecas_lqes_nanotecnologia_conf_levy.htmlwww.quadrante.com.br/.../031005/01_05.jpg,2009.)

"Imagine-se o que seria "encolher" todo o contedo da Biblioteca Nacional num

dispositivo do tamanho de um cubo de acar. Ou ento desenvolver materiais dez

vezes mais resistentes que o ao e com apenas uma frao do peso."U.S. National Science Foundation

Atividade Complementar 1

1) Conceitue biotecnologia.2) Quais so as grandes reas da biotecnologia. Descreva cada uma delas.3) Conceitue nanotecnologia.4) A quem pertencer tecnologia?

5) Estar altamente restringida, ou amplamente disponvel?6) Como afetar ao fosso entre ricos e pobres?7) Voc conhece algum produto de origem biotecnolgica? Quais.

V. Clonagem

O termo clone foi criado em 1903 pelo botnico Herbert J. Webber enquantopesquisava plantas no Departamento de Agricultura dos Estados Unidos. Entretanto,desde a antigidade o ser humano vem selecionando e utilizando organismos comcaractersticas que lhe interessam sob algum ponto de vista. Para isso, o ser humano

desenvolveu ao longo dos anos uma cincia que passou a ser denominadaBiotecnologia, composta por numerosas tcnicas por meio das quais no apenas

seleciona, mas tambm modifica organismos (Lopes, 2003).

Contudo, a palavra clone foi originada (do grego klon, significa broto) utilizada para designar um conjunto de indivduos que deram origem a outrospor reproduo assexuada, sendo um mtodo cientfico de reproduo queutiliza clulas somticas (Lopes, 2003).

A clonagem pode ocorrer espontaneamente na natureza ou ser desenvolvidaem laboratrio. A clonagem natural ocorre em todos os seres vivos que se reproduzem

assexuadamente. A reproduo assexuada pode ocorrer por: cissiparidade,esporulao, brotamento, estrobilizao e regenerao. Alguns exemplos so:vegetais, plantas, rvores, fungos e leveduras, algas, alguns moluscos e crustceos,esponjas, alguns protozorios, como aAmeba, e as bactrias.

"Clonagem: (1) Na pesquisa do DNA recombinante, o processo de criar e ampliar

segmentos especficos de DNA. (2) A produo de organimos geneticamente

idnticos a partir de clulas somticas de um organismos individual.

Clone: (1)Um grupo de clulas geneticamente idnticas ou organismos

individuais derivados por diviso assexual de um ancestral comum. (2) Um

organismo individual formado por algum processo sexual de modo que seja

geneticamente a seu genitor.

Anthony J. F. Griffiths et al.,
http://www.quadrante.com.br/.../031005/01_05.jpghttp://www.quadrante.com.br/.../031005/01_05.jpg


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O conhecimento do comportamento dos genes nas populaes de importnciacapital para compreender os mecanismos da evoluo e para solucionar numerososproblemas prticos.

Brasil (2000), descreve que no mbito das tecnologias da clonagem, aengenharia gentica, rea da cincia que tem se desenvolvido rapidamente nos

ltimos anos, tem sido um dos assuntos cientficos mais comentados pela mdia emtodo o mundo em funo de suas importantes aplicaes em situaes concretas emdiversos campos como medicina, qumica industrial, agricultura, etc.Conseqentemente, aspectos relacionados com engenharia gentica passaram a fazerparte da maioria dos currculos propostos para o ensino de cincias ( Figura 4).

Cultivo in vitrode embries

Figura 4:Mtodos de clonagem in vitro de clula animal. (1) Embrio. (2) Embrio no estgio de blastocisto.(3) Blastmero isolado. (4) Clulas de fibroblasto de rato para alimentar a colnia. (5) As clulas soseparadas e vo para outro recipiente. (6) Cultura estvel de clulas-tronco. (Fonte:http://4.bp.blogspot.com/_FK5QjE4gwZc/Sb19ROF0CcI/AAAAAAAABNE/GjFFTd5UuwI/s1600-h/cultivo%252520de%252520c%2525C3%2525A9lulas%252520tronco.jpg, 2009.)

Vale lembrar que um mtodo artificial, pois, como sabemos, na natureza, osseres vivos se reproduzem atravs de clulas sexuais e no por clulas somticas. Asexcees deste tipo de reproduo so os vrus, as bactrias e diversos seresunicelulares.

Clonagem de plantas

A reproduo de plantas realiza-se por dois processos: a reproduo sexuada ea reproduo assexuada (multiplicao vegetativa). A reproduo sexuadacaracteriza-se pela fecundao, a qual d origem formao de indivduos diferentes

dos seus progenitores. A reproduo assexuada permite a propagao de indivduosidnticos planta-me, tendo como conseqncia a formao de clones.

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http://4.bp.blogspot.com/_FK5QjE4gwZc/Sb19ROF0CcI/AAAAAAAABNE/GjFFTd5UuwI/s1600-h/cultivo%252520de%252520c%2525C3%2525A9lulas%252520tronco.jpghttp://4.bp.blogspot.com/_FK5QjE4gwZc/Sb19ROF0CcI/AAAAAAAABNE/GjFFTd5UuwI/s1600-h/cultivo%252520de%252520c%2525C3%2525A9lulas%252520tronco.jpghttp://www.suapesquisa.com/cienciastecnologia/virus.htmhttp://www.suapesquisa.com/ecologiasaude/bacteriashttp://www.suapesquisa.com/ecologiasaude/bacteriashttp://www.suapesquisa.com/cienciastecnologia/virus.htmhttp://4.bp.blogspot.com/_FK5QjE4gwZc/Sb19ROF0CcI/AAAAAAAABNE/GjFFTd5UuwI/s1600-h/cultivo%252520de%252520c%2525C3%2525A9lulas%252520tronco.jpghttp://4.bp.blogspot.com/_FK5QjE4gwZc/Sb19ROF0CcI/AAAAAAAABNE/GjFFTd5UuwI/s1600-h/cultivo%252520de%252520c%2525C3%2525A9lulas%252520tronco.jpg


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As clulas vegetais possuem a capacidade de entrar em diviso e dar origem,por via assexuada a uma planta idntica planta donde provm, ou seja, um clonedessa planta. Devido a esta capacidade denominada totipotncia celular que a culturain vitro de plantas deve todo o seu desenvolvimento (Figura 5).

Cultivo in vitrode plantas

Figura 5:Mtodos de micropropagao in vitro. (Adaptado de George, 1996). (1) Matriz (Planta me). (2)Cultivo in vitro. (3) Metablitos secundrios. (4) Clones. (5) Hbridos.

A micropropagao ou a propagao vegetativa in vitro consiste no cultivo dergos, tecidos ou clulas vegetais em uma soluo nutritiva apropriada e assptica.Baseia-se no fato de qualquer clula um organismo vegetal totipotente, isto ,encerra em seu ncleo todas as informaes genticas necessrias regenerao deuma planta completa, apta a dar origem a uma nova planta (Silva et al.,2007).

Segundo Teixeira (2002), as clulas quando colocadas em tubo de ensaio, frascosou biorreatores desenvolvem-se com rapidez, possibilitando a conservao dopatrimnio gentico das plantas ameaadas em extino, formando milhes de outrasclulas ou milhes de outras plantas (Figura 6 A e B).

Cultivo in vitro (Tubo e Frasco)

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Figura 6:Cultivo in vitro de plantas. (A) Planta completa de Dyckia maritima. (B) Cotildone de porongo

com organognese direta. (Fonte: Laboratrio de Biotecnologia Vegetal - Ps-Graduao em ProcessosBiotecnologicos - Universidade Federal do Paran, 2009.)

Scheidt (2008) descreve que a possibilidade de obter em laboratrio produtose/ou mudas, em condies controladas e reprodutveis, independentemente dasazonalidade dos ciclos agrcolas, torna a micropropagao a melhor alternativa parase conseguir material vegetal de qualidade, fixao de ganhos genticos efitossanitria garantida. Contudo, deve-se mencionar que as culturas de clulas invitro representam um importante recurso para a obteno de produtos vegetais devalor elevado, desde que a viabilidade econmica do processo seja comprovada.Portanto, a utilizao da tecnologia de culturas de clulas vegetais aparece como uma

alternativa eficaz na produo de mudas, particularmente, em espcies raras ou as queesto em processo de extino.Segundo Silva (2006), a micropropagao de plantas, apresenta alto custo de

produo, o que torna as mudas produzidas nestes sistemas caras e de difcilaquisio pelos produtores rurais. Estes custos de produo so devidos mo-de-obra, que chega a 40% ou 60% dos custos de produo. Portanto, novo enfoque dosprocessos biotecnolgicos tornou-se necessrio, principalmente com vistas reduode custos na produo de mudas (Scheidt et al.,2009). No tocante ao cultivo in vitro,sistema de automao para a propagao clonal pode ser uma alternativa interessante,ento, vislumbrou-se a possibilidade da micropropagao com os biorreatores (Figura7).

A

B


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Cultivo in vitro (Biorreatores)

Figura 7: Desenho esquemtico dos biorreatores de imerso.Fig. A (R.I.T.A.):(1) Entrada de ar. (2): Sada de ar. (3) Tampa. (4) Suporte para o cultivo. (5) Base Interna.(6) Frasco. (Fonte:Teisson e Alvard (1994))Fig. B (B.I.B.): (1) Sada de ar. (2) Kit Fixao. (3) Estgios. (4) Placa porosa. (5) Base. (6) Entrada de ar.(Fonte:Soccol et al. (2008)).

Clonagem de animais

As pesquisas de clonagem de animais, plantas e at genes, tecidos e clulashumanas (excetuando os embries) podem ser benficas e no representam nenhumproblema moral intrnseco. No entanto, quando as pesquisas voltam a ateno paraseres humanos, precisamos nos assegurar de que a dignidade humana no sejaminada na busca do progresso humano (Albagli, 1998; Bordingnon, 2003) .

Para se realizar a clonagem (em animais e/ou humanos) so conhecidas hojeduas tcnicas: a diviso embrionria e a transferncia nuclear.

Na diviso embrionria, separam-se as clulas de um embrio em seu estgioinicial de multiplicao celular, produzindo simultaneamente novos indivduosgeneticamente idnticos, porm diferentes de qualquer outro existente. Isso ocorre nanatureza, durante a gerao de gmeos univitelinos. Na transferncia nuclear so

usadas informaes (genoma) de algum ser vivo para a produo de outro idntico aele. Essa tcnica foi utilizada para se criar a ovelha Dolly (Figura 8).

A B

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Clonagem

Figura 8:Clonagem de ovelhas. (1) Ovelha de cara preta. (2) Ovelha de cara branca. (3) Ovo doador. (4)Clula. (5) Ncleo removido. (6) Fuso da clula e ovo sem ncleo com eletricidade. (7) Ovo fundido comclula. (8) Embro. (9) Embrio implantado. (10). Ovelha de cara branca com carneiro de cara branca(Clone). (Fonte:http://www.universitario.com.br/noticias/noticias_noticia.php?id_noticia=5316,2009).

A tcnica de transferncia nuclear permite a produo de animais contendogenomas idnticos. Para tal, o material gentico nuclear de uma clula do animal quese deseja clonar introduzido em um ocito previamente enucleado, chamado decitoplasto. Esse conjunto clula-citoplasto submetido a pulsos eltricos, quepromovem a fuso das membranas, seguidos de uma ativao artificial quimicamentesemelhante quela desencadeada pelo espermatozide em uma fecundao normal.Havendo sucesso, o ncleo celular ser reprogramado e dar incio aodesenvolvimento embrionrio. Cada embrio assim reconstrudo ser geneticamenteidntico ao animal que deu origem s clulas doadoras de ncleo (Kato et al., 2000;Bressan et al.,2008).

A transferncia nuclear utilizando clulas modificadas geneticamente comodoadoras de ncleo permitiu grandes avanos tcnicos na produo de animaistransgnicos (Figura 9). O DNA exgeno, quando incorporado no genoma celular,pode ter sua insero e expresso verificadas antes da utilizao destas clulas naproduo animal.

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Tranferncia nuclear

Figura 9: Esquema representativo das etapas da transferncia nuclear utilizando clulas somticastransgnicas como doadoras de ncleo. (1) Transduo lentiviral. (2) Seleo das clulas que expressam otransgene. (3) Maturao in vitro de ocitos. (4) Seleo dos ocitos que extruram o 1 corpsculo polar. (5)Enucleao do ocito: retirada da placa metafsica. (6) Introduo de uma clula transgnica no espaoperivitelnico do citoplasto receptor. (7) Eletrofuso das membranas. (8) Ativao qumica dos complexos.(9) Cultivo in vitro dos embries e inovulao em fmeas receptoras. (Fonte:Bressan et al., 2008).

Porm: Os genes sozinhos no determinam todos os caracteres fsicos e

comportamentos de um organismo e sim um constante dilogo com o ambiente, interagindo

com o mesmo, por isso no so idnticos(Figura 10).At ento no existem provas concretas de que animais clonados sejam

totalmente normais. Diversas alteraes podem ocorrer na gestante do clone, j que osrgos do clone como rins, pulmes e o corao, podem crescer de tamanhoexagerado, resultando em fortes dores, dificultando a respirao e a metabolizao dealimentos, chegando ao ponto de 82% dos bovinos clonados, no chegarem aosnoventa dias de prenhes. A explicao deste problema, que os ncleos de clulasdiferenciadas no so corretamente reconduzidos a um estgio embrionrio dos embries

clonados, levando expresso errada dos genes, prejudicando ou impedindo o desenvolvimento

do animal.

Clones

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Figura 10: Clones univitelinos. (Fonte:http://cheirinhosdeciencia.blogspot.com/,2009).


1) O que clonagem?2) O que DNA?3) Explique as diversas formas de cultivo in vitrode plantas e de animais.4) Pesquise sobre traduo e transcrio.

VI. Transgnicos

Poucos assuntos geram tanta controvrsia como os transgnicos. Organismostransgnicos, ou organismos geneticamente modificados (OGMs), so animais eplantas que sofrem modificaes geradas pela transferncia de caractersticas (genes)de uma espcie para a outra (Losey et al.,1999).

Um organismo transgnico pode ser definido como um animal ou plantaproduzido a partir da clula embrionria na qual foi incorporado uma sequncia deDNA clonado. So produtos geneticamente modificados que buscam melhorar,principalmente, a produo de alimentos, de forma mais racional e sustentvel.Consequentemente, com reduo de custos de produo, aumento de produtividade,reduo de insumos e defensivos.A introduo do transgene na clula pode ser realizada por vrios mtodos:

Sistema Agrobacterium tumefaciens: Mtodo pelo qual inserido um genede interesse no gentipo de uma bactria que, ao se associar a uma planta,retransmite a mesma caracterstica. Bombardeamento com micro partculas revestidas de DNA: Sistema peloqual o DNA revestido em micro esferas de tungstnio e transferido para

dentro do tecido da planta. Transferncia por electroporao: Introduo de DNA em clulas expostas aum campo eltrico. Micro injeo de DNA: Consiste numa injeo de DNA na clula atravs de

uma micropipeta.

Cada um desses mtodos tem como objetivo introduzir o transgene no ncleoda clula, onde se encontra o material gentico, sem danificar a clula. Ento, a plantase desenvolve e suas clulas apresentaro o transgene de interesse podendo transmiti-lo a seus descendentes.

Os transgnicos no apareceram na forma de gerao espontnea. O

surgimento da tecnologia do DNA recombinante onde os transgnicos esto inseridos,possibilitam, manipulaes de organismos at ento no obtidas atravs de processos

"Contra a clonagem humana no se pronunciaram apenas autoridades

religiosas, telogos, politicos e filsofos, mas tambm relevantes

homens da cincia. Pa citar um s exemplo: o legendrio James

Watson, que nunca olhou com bons olhos esse assunto."

Maria C. C. L. Santos
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envolvendo a compatibilidade de cruzamentos (Rech, 2004).Atualmente pode-se ver a utilizao de organismos transgnicos, sobretudo na

area agrcola (Figura 11).

Transgene

Figura 11:Mtodo de transgene. (1) Bactria. (2) Isolamento do DNA bacteriano. (3) Clonado o DNA. (4)Extrao do gene de interesse. (5) Fabricando o gene (transgene). (6) Insero do transgene no tecido daplanta. (7) Planta. (8) Reproduo.

A polmica em torno dos transgnicos tem como ponto principal o medo dodesconhecido, pois hoje muitas pessoas so copntra as tecnologias porque elasobservam seus erros passados. Eles associam a tecnologia com problemas, comofizeram diversas outras pessoas em cada gerao em que novas tecnologias foramapresentadas.

A promessa de um futuro ambientalmente mais saudvel e de uma agriculturamais produtiva; de outro a ansiedade gerada pela pouca informao a cerca daqualidade dos produtos transgnicos e pelo medo do desconhecido inerente a todos osseres humanos (Figura 12).

1

2

3 4

5

6

78

"As plantas transgnicas caracterizam-se um ou mais genes

provenientes de um pool gnico mais distante. Pelo uso dessa tecnologia

espera-se produzir novos produtos ecologicamente sustetveis, mais

produtivos, com superior qualidade e que sejam caapzes de colaborar na

soluo da falta nutricional dos mais de 1.5 bilhes de pessoas no

mundo, que sofrem de subnutrio, bem como, reduzir substacialmentea agresso ao meio ambiente."

Sachse


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Figura 12: Charge do Ivo Viu a Uva. (Fonte:http://www.ivoviuauva.com.br/?p=433,2009)

Contudo, o aprimoramento das tcnicas de obteno de organismosgeneticamente modificados, bem como o aumento da sua utilizao, surgiram novosprodutos, visando a produo dos mesmos em larga escala.


1) O que so transgnicos?2) Quais os fenmenos de transgnese na natureza? Citar exemplos de

transgneses naturais.3) Como podemos identificar os alimentos transgnicos?4) Quais as tcnicas usadas na produo de transgnicos?

VII. Bioprospeco

Basicamente, a bioprospeco consiste na explorao e investigao de recursosprovenientes da fauna e da flora, a fim de identificar princpios ativos para a obtenode novos produtos e processos com vistas comercializao. essencialmente umfenmeno de redes, que integra atores e prticas, as mais diversas da atividade

biotecnolgica a sociedades indgenas, grandes indstrias e organizaes nogovernamentais e explicita muitos conflitos, ainda bastante ativos. Tudo isso ressaltaa necessidade de mecanismos regulatrios e de toda uma base de legitimao paragarantir a sua sustentabilidade no mundo globalizado (Artuso, 2002).

Em resumo: A prospeco da biodiversidade ou simplesmente

bioprospeco significa A explorao da diversidade biolgica por

recursos genticos e bioqumicos, de valor comercial, e que,

eventualmente, pode fazer uso do conhecimento de comunidades

indgenas ou tradicionais.

SantAna
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A bioprospeco tem como forte tendncia propiciar intenso debate no interiorda sociedade, sobre temas os mais diversos, que dizem respeito sobrevivncia dasespcies e a do prprio planeta, ao aproximar o mundo biolgico do mundo poltico, omundo natural do mundo tecnolgico (Figura 13).

Bioprospeco

Figura 13:Esquema representativo das etapas de biopropeco.

Em termos mais especficos, os processos de transformao das matrias-primasem resultados, na prtica bioprospectiva, podem ser, basicamente, de dois tipos: umdeles, voltado obteno das condies efetivas para a realizao da produo denovos recursos biolgicos e novos conhecimentos; e o outro, que consiste em todas asaes relacionadas, diretamente, aos processos investigativos a pesquisapropriamente dita, que ocorrem mediante complexos processos (Trigueiro, 2002;Castree, 2003).

Alm dos citados princpios necessrio tambm que sejam tomadas aesconcretas no sentido de incrementar o processo de bioprospeco, aos quais podemos

entender: fazer o inventrio da biodiversidade formando uma base de dados concretapara que se conhea o que se tem e assim fornecer subsdios para se conhecer seupotencial, fomentar a conscientizao da importncia da biodiversidade para asobrevivncia dos ecossistemas e das prprias espcies em geral (Trigueiro, 2006). Oprocesso de bioprospeco deve observar princpios para que tenha credibilidadecientfica, poltica e econmica, com destaque a:

Preveno:Quanto aos impactos irreparveis;Conservao:Evitar o esgotamento do recurso;Controle pblico e privado: O processo deve ser controlado pelos rgos defiscalizao assim como pelas entidades no governamentais;

Compensao:A comunidade ou a pessoa fornecedora da matria prima ou doconhecimento.

Matria-prima

Recursos biolgicos disponveis

em uma reserva de

biodiversidade

Necessidades e demandas

Conhecimento tradicional

Estoque de conhecimentos

cientficos e tecnolgicos

Processos de bioprospeco

Recursos biolgicos para a

obteno de produtos e processos

biotecnolgicos industriais


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Fonte:http://www.cpafro.embrapa.br/embrapa/Artigos/bioprospec.htm,2010.

Quanto s vises de futuro da prtica bioprospectiva, a percepo parece estardividida entre uma viso mais otimista e outra mais ctica entre os especialistas.Talvez esse seja o principal atrativo da investigao do tema da bioprospeco: a

possibilidade de levantar questes que apontem para aspectos ainda no explorados,ou que sugira a necessidade de dedicarmos maior ateno anlise da complexidadedo fenmeno (Sant'ana, 2002; Dias e Costa, 2007).

Contudo, no podemos esquecer ainda que a biodiversidade que o alicera dabioprospeco no forma um recurso sem dono, pelo contrrio pertence ao povo dopas onde existe, podendo ser considerado como um bem de carter difuso, isto decada um e conseqentemente de todos, de forma que deve ser defendido por todos.


1) Conceitue bioprospeco.2) A biodiversidade o alicerce da bioprospeco?3) A biopropeco pode conbriuir no desenvolvimento sustentvel. De quemaneira?4) De que forma os saberes tradicionais pode contribuir para a bioprospeco?

VIII. As questes ticas em biotecnologiaOs cientistas, os tcnicos e a sociedade em geral devero debater com seriedade asquestes de ordem tica que se levantam com a utilizao destas tcnicas nos animaise no ser humano (Anjos, 1997). Para tal dever ser garantida uma informao que nospermita o cada momento, saber quais os potenciais vantagens e desvantagens.

A permisso de registro de patentes de cromossomas humanos produzidosartificialmente, e recentemente ocorrida nos EUA, deveria ser ponderada, por razesque se prendem com a evoluo do conhecimento cientfico (Shiva, 2004). Entretanto,no ser humano dever ser evitada a manipulao de clulas sexuais ou embrionriasque resulte na transmisso das alteraes provocadas descendncia.

Contudo, a disseminao de animais clonados na pecuria intensiva pode

conduzir a uma diminuio da desejada variabilidade gentica das populaes,conduzindo, em curto prazo, perda de genes que podem vir a ser considerados

"Os resultados de Wilmut et al. tm sem dvida muito mrito. Um

desses efeitos obrigar-nos a encarar as nossas responsabilidades. No

ser uma barreira tcnica que nos proteger das perspectivas mais

negras, mas uma barreira moral, baseada numa reflexo sobre as bases

da nossa dignidade. Essa barreira certamente o aspecto mais

dignificante do gnio humano."

Axel Kahn

A Terra prov o suficiente para as necessidades de todos os homens,

mas no para a voracidade de todos.

Mahatma Gandhi
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importantes para futuras aes de seleo e de adaptao. Este problema poder serevitado se for instituda a obrigatoriedade de utilizar animais doadores, oriundos delinhas afastadas, contribuindo inclusivamente para aumentar a diversidade gentica.

Do mesmo modo seria desumano clonar seres humanos completos e tal no necessrio visto que a investigao pode recorrer a animais. As alternativas existentes

ao nvel da manipulao de clulas somticas e a clonagem de rgos permitiroresolverem muitos dos problemas sem que isso implique a transmisso decaractersticas descendncia (Closet, 2000).

Hoje existe um grande debate no seio da comunidade cientfica, procurandoconciliar o aspecto tico, com o inevitvel direito do homem em querer saber maissobre os mecanismos que regulam os processos biolgicos na natureza e com oprprio direito vida.

Charge do Ivan(Fonte: http://ivancabral.blogspot.com/2007/06/tica.html,2009)

A evoluo da cincia biotecnolgica est caminhando a passos largos e pode-sedizer que a biotecnologia moderna ainda uma criana, considerando todas aspotencialidades e o que ainda vai ser descoberto. Nesse sentido, estratgico para oBrasil aumentar o investimento em cincia e tecnologia e desobstruir tudo o que temdificultado as pesquisas pelas instituies pblicas e privadas, desde que tenha tica.


1) O que tica?2) Conceitue biotica em biotecnologia.3) O que variabilidade gentica?

IX. Concluses

O assunto da biotecnologia industrial tem vrias facetas, entretanto no se pode negara contribuio que o desenvolvimento dessas tecnologias, representa para ahumanidade.
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inquestionvel que a biotecnologia, incluindo as tecnologias de cultivo in vitroe transformao gentica, hoje uma das ferramentas de grande importncia para odesenvolvimento sustentvel, alm de propiciar benefcios a diferentes setores dasociedade.

A bioprospeco um seguimento pertinente e ocorre em mbito mundial uma

nova forma de explorao dos recursos naturais biolgicos, legalmente a diversidade devida existente em determinado localpara os fins comerciais.

Em suma, as aplicaes da biotecnologia moderna so mltiplas e, por issomesmo, envolvem um mercado potencial de bilhes de dlares, o que exige, por tardeda iniciativa privada, bem como do governo investimentos significativos nodesenvolvimento de pesquisas.

Conduto espera-se que tenhamos contribudo para o mdulo (Processosemergentes e biodiversidade) de forma bastante positiva. Espera-se, tambm que essetrabalho seja contextualizada, e que instigue a todos que a leiam a cursar estadisciplina.

X. Referncias

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ANEXO

Vocabulrio

Biodiversidade: A biodiversidade pode ser definida como a variedade e avariabilidade existentes entre organismos vivos e as complexidades ecolgicas nasquais elas ocorrem. Ela pode ser entendida como uma associao de vrioscomponentes hierrquicos: ecossistema, comunidade, espcies, populaes e genes emuma rea definida.

Biotica: o estudo sistemtico da conduta humana na rea das cincias da vida ecuidado da sade, enquanto essa conduta examinada luz dos valores e princpiosmorais. a nova imagem da tica mdica.

Biopirataria:Apropriao ilegal de produtos.

Biotecnologia: o conjunto de tcnicas que permite desenvolver produtos de serviopor meio de processos biolgicos utilizando a tecnologia do DNA recombinante e acultura de tecidos.

Clula: Unidade microscpica de matria viva. Contm em seu ncleo 46cromossomos, onde se armazenam as informaes que instruem o funcionamento doorganismo.

Clonagem: Obteno de um grupo de clulas, ou tecidos, ou at de indivduocompleto a partir de uma nica clula.

Comit de tica em Pesquisa: o rgo institucional que tem por objetivo proteger obem-estar dos indivduos pesquisados. um comit interdisciplinar, constitudo porprofissionais de ambos os sexos, alm de pelo menos um representante dacomunidade, que tem por funo avaliar os projetos de pesquisa que envolva aparticipao de seres humanos. As caractersticas e atribuies dos Comits de ticaem Pesquisa no Brasil esto contidas na Resoluo 196/96 do Conselho Nacional deSade.

CTNbio: Comisso Tcnica Nacional de Biossegurana. a comisso especial doMinistrio da Cincia e Tecnologia que regulamenta as atividades relacionadas com

pesquisa, transporte e comercializao de organismos transgnicos e seus derivados.Esta comisso emite pareceres tcnicos sobre os quais outros ministrios componentes(da Sade, da Agricultura e do Abastecimento, do Meio Ambiente e da AmazniaLegal) iro exercer as suas atribuies, incluindo-se a a regulamentao e afiscalizao.

Engenharia Gentica: a modificao de seres vivos pela manipulao direta doDNA, atravs da insero ou deleo de fragmentos especficos. Sua aplicao podeser na produo de vacinas, protenas por microrganismos, alimentos, transplantes,terapia gnica, animais transgnicos.

Gene: a unidade hereditria ou gentica, situada no cromossomo, e que determina ascaractersticas de um indivduo. Trata-se de uma seqncia de letras A (Adenina), T


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(Tinina), C (Citosina), e G (Guanina), com a receita de uma protena especfica. Ascombinaes de letras e variantes de genes que determinam as caractersticasindividuais.

Genoma: o patrimnio gentico de um ser vivo, ou seja, a coleo de genes alojada

nos cromossomos, que ficam no ncleo de cada clula. Os 23 cromossomos somamcerca de 3 bilhes de letras.

Patentes: o registro comercial de autoria. o primeiro passo para extrair lucro deuma descoberta. A patente probe qualquer explorao (fabricao, uso, venda ouimportao) por terceiros sem autorizao de seu titular.

Plantas Transgnicas: So plantas que contm um ou mais genes introduzidos pormeio da tcnica de transformao gentica. Atravs desta tcnica, um ou mais genesso isolados bioquimicamente e inseridos numa clula. Em seguida, esta clula semultiplica e origina uma nova planta, carregando cpias idnticas do gene. As plantas

transgnicas so tambm chamadas de organismos geneticamente modificados(OGM). Vejam quais so os processos para se obter uma nova planta:

1. Cruzamento natural:ocorre entre duas plantas, quando o prprio ar ou osinsetos realiza a troca do plen contido nas flores das plantas;2. Cruzamento para melhoramento gentico: a troca do plen das flores feitapelo pesquisador, que cruza duas plantas para obter uma nova, comcaractersticas desejadas pela pesquisa (resistncia a doenas, produtividade,adaptao a uma regio, etc.).; e3. Transformao gentica: nesta tcnica, no h cruzamento entre duasplantas. A clula de uma planta recebe um gene em laboratrio e se multiplica,

resultando numa planta transgnica. O gene introduzido na clula no necessariamente da mesma planta. Pode ser de qualquer organismo vivo, comoum animal, uma planta diferente ou mesmo bactria.

Terapia Gnica: a manipulao de genes do indivduo para corrigir defeitosgenticos. A terapia gnica pode ser do tipo:

1. Correo: quando ocorre a insero de um gene sadio no local de umdefeituoso ou deleo de um gene deletrio; 2. Complementao: quando feita a introduo de uma cpia normal semmodificao do original; ou

3.

Adio: com o acrscimo de um gene ausente no genoma.

apresentacao_biotecnologia

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