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  • 7/30/2019 Mini Curso Biotecnologia

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    Faculdade de Cincias Sociais e Agrrias de Itapeva - FAIT

    Mini curso

    Biotecnologia na Agricultura

    MsC. Mrian SberESALQ/EMBRAPA Meio Ambiente

    miriansaber@yahoo.com.br

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    Agricultura antiga

    Culturas sustentveis;

    Rotaes de culturas resistncia pragas einsetos, no utilizao de defensivos qumicos;

    Mnimo impacto ambiental

    Agricultura moderna

    Modernizao agrcola;

    Objetivo: LUCRO

    Monocultura;

    Mecanizao;

    Pragas, defensivos qumicos.

  • 7/30/2019 Mini Curso Biotecnologia

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    BIOTECNOLOGIA

    Impacto na comunidade global :Crise global de alimentos7-10x maior produo

    Impacto positivo na sade humana :Menos gordura saturadaMais cidos graxos e mega 3

    Impacto ambiental:Menor uso de pesticidasReduo de emisso de carbono

  • 7/30/2019 Mini Curso Biotecnologia

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    Correo de solos

    Enriquecimento do solo com micro-organismosbenficos que estabelecem relaes simbiticas com asrazes das plantas resultando em:

    Proteo contra doenas

    Promoo do crescimento de razes

    Quebra de cadeias qumicas disponibilizando

    nutrientes para as plantas

  • 7/30/2019 Mini Curso Biotecnologia

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    Nutrio de plantas

    Fixao de nitrognio em leguminosas e gramneas(inoculantes)

    Aumento de nutrientes em fertilizantes de origemvegetal

    Acelerao da decomposiode resduos vegetais

  • 7/30/2019 Mini Curso Biotecnologia

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    Preveno e Controle de Pragas e Doenas

    Os defensivos biolgicos baseados em micro-organismospossibilitam o controle das seguintes pragas e doenas:

    Lagartas

    Colepteros Percevejos Mosca-branca Nematides

    Rhizoctonia solanii Phytium spp. Fusarium spp. Odio

  • 7/30/2019 Mini Curso Biotecnologia

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    Bioremediao

    Eliminao de sais

    Reduo de metais pesados

    Reduo de contaminaes por hidrocarbonetos

    Revegetao

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    OGM

    O melhoramento gentico de plantas constitui-se amaior aplicao da biotecnologia na agricultura. Em 2007as culturas de milho, soja, canola, algodo e arrozgeneticamente modificados ocuparam 114 milhes dehectares e envolveram 10 milhes de agricultores em 22

    pases. Em 12 anos de existncia a biotecnologia OGMmovimentou US$ 6 bilhes, com crescimento de 10 a 20%ao ano.

  • 7/30/2019 Mini Curso Biotecnologia

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    + Glyphosate

    X

    Plantas Sensveis ao Roundup

    X

    X

    Shikimic acid + Phosphoenol pyruvate

    3-Enolpyruvyl shikimic acid-5-phosphate(EPSP)

    PlantaEPSP synthase

    Aminoacidosaromticos

    Sem aminocidos,

    Plantas morrem

    X

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    BacteriaEPSP synthase

    Shikimic acid + Phosphoenol pyruvate

    3-enolpyruvyl shikimic acid-5-phosphate(EPSP)

    Aminocidosaromticos

    Plantas Resistntes ao Roundup

    + Glyphosate

    Com aminocidos,

    planta vive

    RoundUp no tem efeito;enzima resistente ao herbicida

  • 7/30/2019 Mini Curso Biotecnologia

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    Flavr Savr (Calgene)

    Tomate transgnico Tomate tradicional

    SUPERMERCADO

    O tomate tradicionaltem de ser colhido

    verde, para no seresmagado durante otransporte.

    O tomate tradicional vaporizado com

    etileno para induzir amaturao.

    O tomate transgnicoamadurece na planta,

    ficando com mais sabor.Mantm-se firme aps acolheita.

  • 7/30/2019 Mini Curso Biotecnologia

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    Etapas no laboratrio

  • 7/30/2019 Mini Curso Biotecnologia

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    O prximo teste no campo

    No-transgenicos

    Transgenicos

    Resistencia ao herbicida

  • 7/30/2019 Mini Curso Biotecnologia

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    Teste final dos transgnicosAceitao do consumidor

    RoundUp Ready

    Antes Depois

  • 7/30/2019 Mini Curso Biotecnologia

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    CLONAGEM CELULAR

  • 7/30/2019 Mini Curso Biotecnologia

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    Engenharia Gentica ou Tecnologia do DNA Recombinante

    um conjunto de tcnicas que permite aos cientistas identificar,

    isolar e multiplicar genes de quaisquer organismos.

    Clonagem de genes de

    interesse para expresso eproduo de protenasrecombinantes: insulina,hormnio de crescimento genes de humanosclonados em bactrias;

    Plantas transgnicas;

    Animais transgnicos.

    Clonagem molecular;

    Vetores; PCR;

    Bibliotecas genmicas;

    Sequenciamento de DNA;

    Hibridizao;

    Eletroforese.

  • 7/30/2019 Mini Curso Biotecnologia

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    Tecnologia do DNA recombinante: construo de umamolcula de DNA recombinante

    DNA quimera

    (DNA recombinante)Fragmentos de DNA ligados a um vetor de clonagem

  • 7/30/2019 Mini Curso Biotecnologia

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    ENZIMAS DE RESTRIO

    Protenas que reconhecem e clivam o DNA em pontos

    especficos, geralmente em sequncias de 4, 6 e 8 bases -

    palndromas

  • 7/30/2019 Mini Curso Biotecnologia

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    Vetores de clonagem

    Plasmdeos podem ser modificados para carregar novos genes

    devem apresentar origem de replicao;

    devem apresentar um gene para seleo (gene para resistncia a antibitico);

    devem apresentar mltiplos stios de clonagem (poli-linker)

  • 7/30/2019 Mini Curso Biotecnologia

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    PLASMDIOS E VETOR DE CLONAGEM

    cromossomo plasmdeos

    cromossomo plasmdeos

    Diviso celular

    ocorrem naturalmente em algumas bactrias; so molculas de DNA dupla fita e circular;muitas vezes carregam genes para resistncia a antibiticos; replicao independente da replicao cromossmica

    (apresentam uma origem de replicao independente).

  • 7/30/2019 Mini Curso Biotecnologia

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    Origem de replicao

    Genes para resistnciaa antibiticos

    Permite que a clula

    hospedeira cresa em meio

    seletivo

    Mltiplos stios de

    clonagem

    Permite a insero de DNA

    exgeno

  • 7/30/2019 Mini Curso Biotecnologia

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    Transformao qumica

    Eletroporao

    Insero do DNA dentro da clula bacteriana

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    Cassetes de transformao so produzidos nos laboratrios

    Eles so introduzidos dentro das plantas

    Dois mtodos principais:

    Introduzir o gene na Planta

    Agrobacterium

    Gene GunCultura de tecido, deveRegenerar a plantatrangnica

    Cl

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    Clonagem

    1 plasmdeo1 clulaTransformaoplasmdeo

    recombinante

    Recombinao

    com o gene alvo

    Enzima de

    restrio

    Enzima de

    restrio

    DN

    Acromossm

    ico

    Gene alvo

    DNA Recombinante

    Transformao

    Clula hospedeira

    Juang RH (2004) BCbasics

    A lifi S l

  • 7/30/2019 Mini Curso Biotecnologia

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    Amplificao e Seleo

    1

    1 clula, 1 colnia

    X100

    X1,000

    Duplicaoplasmdeo

    Duplicaobactria

    Plaquear

    Isolar a colnia

    com o gene de interesse

    =100,000 Juang RH (2004) BCbasics

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    1.Estrutura primria estrutura de nucleotdeos.

    -Nucleotdeo = Acar + Fosfato + Base nitrogenada.

    A ESTRUTURA DO DNA

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    1 componente - Acar

    A ESTRUTURA DO DNA

  • 7/30/2019 Mini Curso Biotecnologia

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    A ESTRUTURA DO DNA

    2 componente Base nitrogenada

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    A ESTRUTURA DO DNA

    3 componente Grupamento Fosfato.

  • 7/30/2019 Mini Curso Biotecnologia

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    A ESTRUTURA DO DNA

    Estrutura secundriaconfigurao tridimensional.

    -Estrutura em dupla hlice.

    -Ligaes fosfodister.

    -Pontes de Hidrognio.

    -Complementariedade de bases:

    A -TG -C

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  • 7/30/2019 Mini Curso Biotecnologia

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    Dogma Central da Biologia Molecular

  • 7/30/2019 Mini Curso Biotecnologia

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    DNA

    RNA

    Protena

    Duplicao

    Transcrio

    Traduo

    Transcriptase

    Reversa

    Transcriptoma

    Proteoma

    Genoma

  • 7/30/2019 Mini Curso Biotecnologia

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    Extrao de DNA

    No geral, toda extrao de DNA se baseia em 4 etapasbsicas:

    1. Lise das membranas lipdicas;2. Purificao do DNA ;3. Precipitao do DNA;4. Reidratao do DNA.

  • 7/30/2019 Mini Curso Biotecnologia

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    PCR: Polymerase Chain Reaction

    (Reao em cadeia da polimerase)

    O processo de PCR foi inventado por Kary Mullis no incio dadcada de 80 atribudo o Premio Nobel da Qumica pelo seu

    trabalho.

    um mtodo de amplificao (de criao de mltiplas cpias)de DNA sem o uso de um organismo vivo, por exemplo,

    Escherichia coli(bactria) ou leveduras.

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    1. Desnaturao (94-96C, 30-600 segundos).

    Durante a desnaturao, a cadeia dupla do DNA separada em duas cadeias simples. A DNA polimerase estvel a altas temperaturas pois obtida de organismos que vivem

    em ambientes extremos (extremfilos). A DNA polimerase mais usada a Taqpolimerase (obtida de Thermus aquaticus).

    2. Annealing (emparelhamento, pareamento, hibridizao) (45-80 C, 30-120segundos).

    Durante o emparelhamento, os iniciadores (primers) ligam-se