biotecnologia engenharia genÉtica. clonagem dna recombinante transgenia terapia gÊnica...
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Biotecnologia ENGENHARIA GENÉTICA
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► CLONAGEM
►DNA RECOMBINANTE
└TRANSGENIA
└ TERAPIA GÊNICA
►DNA-FINGERPRINT
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1997: A REVOLUÇÃO DOLLY !
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A ovelha foi sacrificada no Instituto Roslin, na Escócia, após ser diagnosticada com uma doença pulmonar progressiva comum em animais mais velhos.
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CachorrosCachorros
O animal mais recentemente clonado!!!
-
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Clones BrasileirosClones Brasileiros
BovinosBovinos
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Células Tronco
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trofoblasto
botãointerno 1 2 3 4 5 6 7
As primeiras células embrionárias As primeiras células embrionárias
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Nidação – Início da gravidez
Trofoblasto
Parede uterina
Cavidade uterina
-O blastocisto
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GOMES, FAM2008
Óvulo não fecundado no ovário
Óvulo não fecundado fora do folículo
SPTZ em direçãoao óvulo na trompa
UM SPTZ penetraa membrana doóvulo na trompa
SPTZ entrandono óvulo
Óvulo fecundado OVO
1ª divisão celular – 24 hs Embrião – 10 dias
12 semanas FETO 6 meses FETO COMPLETO39 semanas
RECÉM NASCIDO
A VIDA ATÉ O NASCERA VIDA ATÉ O NASCER
fecu
nd
açã
o
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TRANSGÊNICOSTRANSGÊNICOS
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Aplicações:
DNA recombinante:
Transgênicos introdução de genes de uma espécie em outra espécie diferente
Terapia Gênica Utilização de genes normais para substituir genes alterados cuja deficiência origina diversas doenças.
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Funcionamento Molecular da CélulaFuncionamento Molecular da CélulaFuncionamento Molecular da CélulaFuncionamento Molecular da Célula
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Síntese de Síntese de ProteínasProteínas
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TraduçãoTradução
Também chamada Também chamada síntese de proteínassíntese de proteínas
Quando o RNAm chega ao citoplasma ele Quando o RNAm chega ao citoplasma ele se associa ao ribossomo. Após essa se associa ao ribossomo. Após essa associação os RNAt levam os associação os RNAt levam os aminoácidos, que serão ligados, formando aminoácidos, que serão ligados, formando assim a proteína.assim a proteína.
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A U G U U U C U U G A C C C C U G A
U A C A A A
• Quando o RNAm chega ao citoplasma, ele se associa ao ribossomo.
• Nessa organela existem 2 espaços onde entram os RNAt com aminoácidos específicos.
• somente os RNAt que têm seqüência do anti-códon complementar à seqüência do códon entram no ribossomo.
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A U G U U U C U U G A C C C C U G A
U A C A A A
• Uma enzima presente na subunidade maior do ribossomo realiza a ligação peptídica entre os aminoácidos.
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A U G U U U C U U G A C C C C U G A
U A C
A A A
• O RNAt “vazio” volta para o citoplasma para se ligar a outro aminoácido.
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A U G U U U C U U G A C C C C U G A
U A C
A A A G A A
• O ribossomo agora se desloca uma distância de 1 códon.
• O espaço vazio é preenchido por um outro RNAt com seqüência do anti-códon complementar à seqüência do códon.
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A U G U U U C U U G A C C C C U G A
U A C
A A A G A A
• Uma enzima presente na subunidade maior do ribossomo realiza a ligação peptídica entre os aminoácidos.
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A U G U U U C U U G A C C C C U G A
U A C A A A
G A A
• O RNAt “vazio” volta para o citoplasma para se ligar a outro aminoácido.
• e assim o ribossomo vai se deslocando ao longo do RNAm e os aminoácidos são ligados.
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A U G U U U C U U G A C C C C U G A
G G GCódon de terminação
• Quando o ribossomo passa por um códon de terminação nenhum RNAt entra no ribossomo, porque na célula não existem RNAt com seqüências complementares aos códons de terminação.
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A U G U U U C U U G A C C C C U G A
G G G
• Então o ribossomo se solta do RNAm, a proteína recém formada é liberada e o RNAm é degradado.
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Considerações FinaisConsiderações Finais Uma proteína Uma proteína + de 70 aminoácidos + de 70 aminoácidos
ligados.ligados.
1 códon 1 códon 3 nucleotídeos no RNAm 3 nucleotídeos no RNAm
1 códon 1 códon 1 aminoácido na proteína 1 aminoácido na proteína
Nº de ligações peptídicas Nº de ligações peptídicas Nº de Nº de aminoácidos – (menos) 1.aminoácidos – (menos) 1.
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1 anticódon 1 anticódon 3 nucleotídeos no RNAt 3 nucleotídeos no RNAt
O anticódon é complementar ao códonO anticódon é complementar ao códon
Cada RNAt leva consigo apenas um tipo Cada RNAt leva consigo apenas um tipo de aminoácido de aminoácido quem determina qual quem determina qual aminoácido será transportado é o aminoácido será transportado é o anticódon.anticódon.
Considerações FinaisConsiderações Finais
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DNA mRNA Proteínas
Replicação
Transcrição Tradução
núcleocitoplasma
TranscriptaseTranscriptase
RNA polimeraseRNA polimerase
Transcriptase Transcriptase ReversaReversa
hnRNA
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◘ introdução de genes de uma espécie em outra espécie diferente
◘ possível devido à universalidade do código genético
Procedimentos: 1- separar o gene desejado
2- multiplicar este gene
3- inserção no hospedeiro
DNA RECOMBINANTE - TRANSGENIA
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◘ introdução de genes de uma espécie em outra espécie diferente
◘ possível devido à universalidade do código genético
Procedimentos: 1- separar o gene desejado
2- multiplicar este gene
3- inserção no hospedeiro
DNA RECOMBINANTE - TRANSGENIA
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DNA recombinante: ferramentasDNA recombinante: ferramentas
- - Vírus:Vírus: infectam células e introduzem os infectam células e introduzem os genes desejados nas células;genes desejados nas células;
- Bactérias/ plasmídeos:Bactérias/ plasmídeos: sintetizam sintetizam proteínas a partir de genes contidos em proteínas a partir de genes contidos em pedaços de DNA bacteriano (plasmídeo);pedaços de DNA bacteriano (plasmídeo);
- Enzimas de restrição:Enzimas de restrição: enzimas que enzimas que cortam DNA em locais específicos.cortam DNA em locais específicos.
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Célula bacteriana
Fímbrias
Cápsula
Parede celular
Plasmídeos
DNA associadoao mesossomo
NucleóideFlagelo
Enzimas relacionadascom a respiração,ligadas à faceinterna da membranaplasmática
Mesossomo
Citoplasma
Ribossomos
Membrana plasmática
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Transformação
Célula bacterianaLise celular Quebra
do DNA
Fragmentos deDNA doador
Célula bacteriana
Fragmentos de DNA ligam-se à superfície da célula receptora.
O fragmento de DNA é incorporado à célula receptora.
O fragmento de DNA é integradoao cromossomo da célula receptora.
Célula transformada
Molécula de DNA circular
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Cortar o DNA com Cortar o DNA com enzimas de enzimas de
restriçãorestrição
Inserir fragmentos Inserir fragmentos emem
vetoresvetores
Introduzir vetores Introduzir vetores em em
bactérias bactérias
Fragmento 1Fragmento 1
Fragmento 2Fragmento 2
Fragmento 3Fragmento 3
Fragmento 4Fragmento 4
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TransduçãoFago
O DNA deum fago penetra
na célula deuma bactéria.
O DNA do fago integra-se ao DNAda bactéria como
um profago.
Quando o profago inicia o ciclolítico, o DNA da bactéria édegradado e novos fagos podemconter algum trecho do DNAda bactéria.
A célulabacteriana se
rompe e libera muitos fagos,
quepodem infectar outras células.
O fago infectanova bactéria.
Genes de outra bactériasão introduzidos e integrados ao DNA
da bactéria hospedeira.
DNA do fagocom genes da
bactéria
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DNA RECOMBINANTE - TRANSGENIA
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Outros exemplos de transgênicosOutros exemplos de transgênicos
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.
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.
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Produção de insulina humana Produção de insulina humana em bactérias:em bactérias:
-Isola-se o gene da insulina humana utilizando-se enzimas de restrição para cortar o DNA humano;
- Insere-se o gene em um plasmídeo bacteriano;
- Ativa-se o plasmídeo, para a transcrição do gene e produção da proteína (insulina);
- Retira-se a insulina da bactéria.
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Como fazer uma vacina comestível
Batatas transgênicas quepodem atuar como “vacina”
Suspensão de bactériasAgrobacterium tumefaciens
Calo
Célulasmortas
Meio comantibiótico
Célula da planta
Transferência de genes
DNAPlasmídeo
Gene para o antígenoCélula bacteriana
Gene queconfere resistênciaa certo antibiótico
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TERAPIA GÊNICA
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Aplicações:DNA fingerprint (impressão digital de DNA):Determinação da identidade genética do indivíduo
- Utilizado em testes de paternidade - Utilizado em biologia forense (resolução de crimes)
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Como se faz DNA fingerprint:Como se faz DNA fingerprint:
Íntron Éxxon Íntron
Intron pedaço de cromossomo (DNA) sem função;Éxxon pedaço de cromossomo (DNA) funcional.
1º Passo: recortar pedaços de DNA com enzimas de restrição2º Passo: mistura dos pedaços de DNA com “primers” radioativos3º Passo: separação dos pedaços com eletroforese com gel de agarose
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Gel de agarose + corrente e-
Revelação UV
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COLORAÇÃOCOLORAÇÃO
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4º Passo: Comparação entre pedaços de DNA da mãe criança e dos supostos pais, em busca de semelhanças.
Metade dos fragmentos de DNA devem ser iguais aos da mãe e a outra metade do pai.
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Fitorremediação:Fitorremediação:
Uso de sistemas vegetais fotossintetizantes e sua microbiota
com o fim de desintoxicar ambientes degradados ou poluídos.
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Tratamento de água com aguapé:Tratamento de água com aguapé:
Todas as macrófitas exercem importante papel na remoção de substâncias dissolvidas, assimilando-as e incorporando-as à sua biomassa, porém a espécie Eichhornia
Eichhornia crassipes
crassipes, o aguapé, tem sido a hidrófita mais estudada para o tratamento de água com plantas.
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Descontaminação do Solo
Biorremediação: emprego dos microrganismos para a remediação de locais contaminados devido ao uso de agroquímicos..
Bactérias Fungos
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Poluição por esgotos domésticoPoluição por esgotos domésticoe industriale industrial
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Poluição por esgotos domésticoPoluição por esgotos domésticoe industriale industrial
Matéria orgânica biodegradável
Explosão na populaçãode microrganismos
Consumo de oxigênio
Bactérias, vírus, larvas e parasitas
Coliformes fecais doenças
Brasil: 30% das praiassão impróprias
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