Biotecnologia e Engenharia Genética

O que é?

São técnicas baseadas em manipulação in vitro da molécula de DNA.

Organismo Geneticamente Modificado

Técnicas realizadas com o uso da Engenharia Genética, ou DNA Recombinante

Técnicas com o objetivo de melhorar uma espécie, seja ela animal ou vegetal.

Inclui o isolamento, cópia e multiplicação de genes, recombinação de DNA

Ex: de Enzima de restrição- EcoRI - Escherichia coli.

OGM

Para estudar um determinado gene que codifica uma proteína ou RNA é preciso isolá-lo.

Clonagem

Basicamente se define como fazer cópias idênticas.

Clonagem de DNA: Isola um fragmento de DNA do cromossomo e faz se a replicação do mesmo.

Vetores

São moléculas de DNA que irão propagar o DNA clonado.

Habilidade de se duplicar na célula hospedeira;

Marca genética para selecionar a célula contendo o vetor (resistência a drogas ou marcas auxotróficas).

Células hospedeiras

Permitir a duplicação do vetor;

Permitir a seleção do vetor (sensibilidade a drogas ou auxotrofia);

Não pode representar perigo ao meio ambiente;

Não deve modificar o DNA exógeno; (DNA Est.)

Podem ser procariotos (E. coli) ou eucariotos (leveduras, células vegetais, cultura de células de insetos e mamíferos).

Clonagem Molecular

Isolamento de Novos organismos que produzem enzimas de interesse

Biotecnológico.

Isolamento de DNA e Biblioteca de cDNA

As bibliotecas de DNA representam, teoricamente,todo o material genético de um organismo clonado emum vetor

Tipos:

A) Genômica: - clonado diretamente do genoma.

B) cDNA:- feita a partir de mRNA. (Complementar)

Isolamento de DNA-Biblioteca genômica

Extração do DNA Genômico;

Clivagem do com enzimas de restrição; - Mesmo processo no plasmídeo.

Ligação dos Fragmentos nos vetores;

Transformação Celular;

Replicação do vetor.

Aplicações da Engenharia Genética

Análise da estrutura/função de genesProdução de proteínas de interesse industrial e

terapêutico - insulinaEngenharia proteicaCriação de organismos transgênicosTerapia gênicaDiagnóstico molecular (doenças parasitárias e genéticas)Teste de paternidade / medicina forenseArqueologia molecular / evolução

Plantas Transgênicas

O que são?

São plantas que contêm um ou mais genes introduzidos por meio da técnica de transformação genética.

Transgênicos Híbridos

Híbridos: Orquídeas

Transgênicos: Melhoramento de OGM

Como funciona?

Através desta técnica, um ou mais genes são isolados bioquimicamente e inseridos numa célula. Em seguida, esta célula se multiplica e origina uma nova planta, carregando cópias idênticas do gene.

Cruzamento Natural

Ocorre entre duas plantas, quando o próprio ar ou os insetos realizam a troca do pólen contido nas flores das plantas.

Cruzamento para Melhoramento Genético

A troca do pólen das flores é feita pelopesquisador, que cruza duas plantas para obter uma nova, com características desejadas pela pesquisa (resistência a doenças, produtividade, adaptação a uma região, entre outras características).

In vitro

Para que Plantas Transgênicas?

Desenvolvimento de vegetais mais ricos em vitaminas e nutrientes

Desenvolvimento de vegetais mais resistentes a pragas e melhor adaptados ao e clima de uma região específica.

Vantagens

Soja (ácido oléico – ácido graxo mais saudável)Arroz e feijão (vitaminas)Tomate (licopeno-antioxidante previne câncer e

doenças do coração)Arroz (betacaroneteno – estimula a produção de

vitamina A)Grãos (vitamina E – fortalece o sistema imunológico)Arroz, trigo e feijão (ferro)Frutas (teor de vitaminas C)

Desvantagens

Não há regulamentação técnica para a segurança no uso dos transgênicos

Podem tornar a agricultura mais arriscada

Podem afetar a vida microbiana

Podem causar doenças ou reações alérgicas

Lei de Biossegurança

Em 5 de Janeiro de 1995 entra em vigor a Lei de Biossegurança que estabelece normas para o uso das técnicas de engenharia genética e liberação no meio ambiente de organismos geneticamente modificados.

Evolução - Organismos Geneticamente Modificados

1ª geração: A soja resistente ao Glifosato (herbicida).

2ª geração: A resistência a pragas, permitindo a planta desenvolver toxinas com capacidade de eliminar determinados insetos.

3ª e 4ª geração plantas com capacidade de melhorar diferentes fatores: teor de proteínas; teor de vitaminas; teor de minerais, entre outras vantagens.

Estratégia na produção de sementes transgênicas

Disponibilidade do geneIntrodução do gene na plantaExpressão da característica desejávelSeleçãoIntrodução no programa de melhoramento genéticoProdução de sementesSementes no mercado

Evolução no cultivo de transgênicos

Área Global com Cultivos Transgênicos

Hectares (milhões)

39,9

44,2

52,6

27,8

58,7

111,7

0

10

20

30

40

50

60

70

1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002

Perigo dos Agrotóxicos

Agrotóxicos

Os agrotóxicos foram desenvolvidos na Primeira Guerra Mundial e utilizados mais amplamente como arma química. Com o fim da guerra, o produto desenvolvido passou a ser utilizado como "defensivo agrícola".

Agrotóxicos

• Na última década, 10 empresas passaram a controlar 49 % do comércio mundial de sementes. As três maiores (Monsanto, Dupont-Pioneer e Syngenta) controlam 32 % do mercado global de sementes, além de 33 % das vendas mundiais de agrotóxicos. Junto com a Delta & Pine, elas detêm 86 % das patentes sobre variantes da tecnologia Terminator e dominam a pesquisa agrícola industrial global.

O que é Terminator?

A tecnologia Terminator refere-se a plantas que foram geneticamente modificadas (GM) para tornar as sementes estéreis quando feita a colheita.

Tecnologia Genética de Restrição do Uso em inglês, GURTs.

Dúvidas?