nº4BIOLOGIA

Ciências da Natureza e Suas Tecnologias

Professor Edjânio

TRANSGÊNICOS: VILÕES OU MOCINHOS?Melhoramento genético e seleção artifi cial

Há séculos o homem utiliza a prática de melhoramento genético para aperfeiçoar

espécies animais e vegetais de seu interesse. Tudo começou quando o homem passou a realizar cruzamentos, seguidos de seleção artifi cial, das variedades que mais lhe interessavam. Esse procedimento originou inúmeras raças de animais e variedades vegetais que, hoje, fazem parte de nosso dia a dia. Cavalos e jumentos são cruzados para produzir híbridos – mulas e burros – utilizados para serviços de tração; o gado leiteiro e o de corte são hoje muito mais produtivos que os de antigamente; plantas como milho, feijão e soja produzem atualmente grãos de excelente valor nutritivo. Para preservar as qualidades das inúmeras variedades vegetais obtidas em cruzamentos, o homem aprendeu a fazer a propagação vegetativa, processo executado principalmente pelo plantio de pedaços de caule (estaquia) ou de enxertos (enxertia) das plantas de boa qualidade. Esse tipo de reprodução assexuada forma clones das plantas com melhores características.

Bons exemplos desse processo são a estaquia, atualmente praticada pelo Instituto Florestal de São Paulo, de pedaços de galho de eucalipto na propagação de variedades produtoras de madeira de excelente qualidade para a construção de casas, e a enxertia de inúmeras variedades de laranja, entre elas a laranja-da-baía, também conhecida como laranja-de-umbigo.

Vimos que, desde os tempos antigos, o homem aprendeu, por meio da observação e da experimentação, a praticar o melhoramento de espécies animais e vegetais que apresentam algum interesse econômico, alimentar ou medicinal. Essas bases deram início a uma tecnologia conhecida como biotecnologia, que pode ser defi nida como um conjunto de técnicas que utilizam organismos vivos ou partes deles para a produção de produtos ou processos para usos específi cos. Analisando a defi nição, podemos pensar que a biotecnologia já é praticada pelo homem há milhares de anos, quando ele aprendeu a utilizar, por exemplo, micro-organismos fermentadores para a produção de pães, iogurtes e vinhos. Depois do conhecimento da estrutura do DNA, na década de 1950, e do entendimento do seu processo de duplicação e da sua participação na produção de proteínas, surgiu uma vertente da biotecnologia conhecida como engenharia genética, que, por meio de técnicas de manipulação do DNA, permite a seleção e modifi cação de organismos vivos, com a fi nalidade de obter produtos úteis ao homem e ao meio ambiente.

A manipulação dos genesCom a elucidação da estrutura da molécula de DNA por Watson e

Crick, em 1953, e o reconhecimento de que ela era o principal constituinte dos genes, o grande desafi o para os cientistas consistia em fazer uma análise detalhada da sua composição nos diversos seres vivos. Sabia-se, também, que as bases nitrogenadas adenina, timina, citosina e guanina,

componentes dos nucleotídeos, guardavam relação com o processo do código genético que comandava a produção de proteínas. Mas, várias dúvidas ainda perturbavam os cientistas: onde começa e onde termina um gene? Qual a sua sequência de nucleotídeos? Quantos genes existem em cada espécie de ser vivo? A procura por respostas a essas perguntas gerou um intenso trabalho de pesquisa e originou um dos ramos mais promissores e espetaculares da biologia atual: a engenharia genética. A manipulação dos genes decorrente das pesquisas conduziu à necessidade de compreender o signifi cado de novos conceitos relacionados a essa área. Entre esses conceitos estão os de enzima de restrição, sítios-alvo, eletroforese em gel, tecnologia do DNA recombinante, técnica do PCR, biblioteca de DNA, sondas, fi ngerprint etc. Uma pergunta que você poderia fazer é: por que devo conhecer todos esses conceitos e qual a utilidade deles para a minha vida? Porque para você ter uma opinião sobre transgênicos, pesquisa de paternidade, produção de medicamentos e vacinas e terapia gênica, deve saber sobre o que está falando. Todos nós esperamos que as pesquisas contribuam para a melhoria do bem-estar da humanidade e por isso temos que conhecer as principais técnicas utilizadas por elas para poder julgá-las justamente.

Transgênicos podem ser benéfi cos Os alimentos transgênicos trazem benefícios à saúde humana e

ao ambiente. Quem afi rma é o biólogo e professor do Departamento de Genética e pesquisador do Centro de Biologia Molecular e Engenharia Genética da Universidade de Campinas (Unicamp), Marcelo Menossi, que participou, em Curitiba, do lançamento da revista Nutrição e Saúde. A publicação vai levar a discussão para outros seis estados. Segundo Menossi, o melhoramento genético já é desenvolvido há muitos anos em todo o mundo e surgiu com o cruzamento de espécies para a obtenção de plantas mais produtivas e resistentes a doenças. O que se faz com os alimentos transgênicos, explica o pesquisador, é manipular o gene de determinadas culturas para se obter resultados parecidos e até melhores que os cruzamentos. Segundo ele, as afi rmações de que os alimentos geneticamente modifi cados causam danos à saúde não procedem, “pois eles são igualmente seguros como os alimentos convencionais”. Ele garantiu que a rejeição na Europa surgiu quando os organismos de segurança daquele continente não conseguiam explicar o aparecimento da doença que atingiu os rebanhos, chamada de vaca-louca, e a explosão de casos de HIV/aids. “Mas nos EUA os produtos transgênicos são consumidos desde 1994 e até hoje não há registro de casos de alergia ou qualquer outra doença”, afi rmou. Ele disse ainda que setores de peso na comunidade científi ca, como a Organização Mundial da Saúde (OMS) e a Organização Mundial da Saúde para a Agricultura e Alimentação (FAO) têm manifestado apoio ao uso racional dos transgênicos. Até mesmo os projetos como o da soja Roundup ready – que é obtida com um gene de bactéria resistente ao herbicida Roundup –, desenvolvida pela multinacional Monsanto, também não apresentaram

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danos à saúde dos consumidores. “O que existe é uma desinformação à população, e por isso essa resistência”, disse. O pesquisador afi rma que os produtos transgênicos podem diminuir impactos negativos no ambiente, principalmente no tocante ao uso de produtos químicos. Na China, citou Menossi, a utilização de algodão resistente reduziu, nos anos de 1999 a 2000, em 125 mil toneladas o uso de inseticidas. Porém, o pesquisador alerta que antes de adotar a tecnologia é preciso avaliar o contexto de cada país. “Existem espécies que podem sofrer alterações com o cruzamento, e por isso é importante continuar investindo em pesquisas”, fi nalizou.

ONU RESPALDA USO DE TRANSGÊNICOS NO COMBATE À FOME

A biotecnologia representa grande esperança para agricultores de países em desenvolvimento, mas, até agora, apenas algumas dessas nações estão desfrutando de seus benefícios. A análise está no relatório anual da Organização para a Agricultura e Alimentação (FAO, na sigla em inglês) da ONU, divulgado nesta segunda-feira. Numa clara defesa da adoção de alimentos transgênicos como uma das formas de combate à fome mundial, a FAO alerta para o fato de que cultivos considerados essenciais, sobretudo nos países mais pobres – como mandioca, batata e trigo – vêm sendo negligenciados por cientistas. O documento lembra que o mundo terá 2 bilhões de pessoas a mais para alimentar até 2030 e que a biotecnologia pode ajudar a enfrentar tal desafi o. “Nem o setor público nem o privado investem signifi cativamente em novas tecnologias genéticas para os chamados ‘cultivares órfãos’, como o sorgo e o painço, essenciais para os povos mais pobres do planeta”, afi rmou o diretor-geral da FAO, Jacques Diouf.

“Transgênicos são seguros”, diz documento A posição da FAO vai de encontro às teses mais difundidas,

segundo as quais o problema da fome não está relacionado à escassez de alimentos, mas sim à má distribuição. O documento frisa que o grande desafi o da biotecnologia é desenvolver técnicas que combinem o aumento da produção, a redução dos custos, a proteção do meio ambiente e, ainda, garantam a segurança alimentar.

Embora o documento sustente que a biotecnologia não se restringe aos transgênicos, o texto cita o que considera organismos geneticamente modifi cados bem-sucedidos:

“Exemplos são encontrados em variedades de arroz e canola que contêm consideráveis quantidades de betacaroteno. Esse precursor da vitamina A está presente em poucos itens da dieta de muitas pessoas, particularmente nos países em desenvolvimento, onde poderia ajudar a reduzir defi ciências crônicas de vitamina A.”

Segundo o texto, a pesquisa agrícola pode tirar pessoas da pobreza ao aumentar os lucros e reduzir o preço dos alimentos. Dados da FAO revelam que mais de 70% das pessoas mais pobres do mundo vivem em áreas rurais e dependem diretamente da agricultura para sua sobrevivência. O relatório foi divulgado menos de uma semana depois de a Monsanto ter desistido do lançamento de um trigo transgênico, sob a alegação de que não havia aceitação por parte dos consumidores.

Mas o documento da FAO sustenta que, embora muitos europeus se oponham aos organismos geneticamente modifi cados, o mesmo não ocorre entre os consumidores dos países em desenvolvimento. Embora frise que pouco se conhece sobre os efeitos a longo prazo da ingestão de transgênicos, o texto sustenta que “os cientistas em geral concordam que os atuais cultivos transgênicos e os alimentos derivados deles são seguros para comer”.

Vantagens e perigosBenefícios potenciais dos transgênicos

O aumento da produtividade é um dos maiores benefícios já constatados dos transgênicos. Cultivos modifi cados geneticamente para serem resistentes a herbicidas e pragas já estão sendo plantados em diversos países.

A redução do impacto ambiental de plantios que demandam menos agrotóxicos também é apontada como uma grande vantagem, bem como a adaptação de cultivos a diferentes condições ambientais. Para os especialistas, um dos maiores benefícios dos transgênicos seria o aumento dos valores nutricionais de diversos alimentos, caso do arroz enriquecido com vitamina A.

Riscos em potencialO controle dos cultivos transgênicos ainda não é totalmente efi ciente,

segundo a ONU. Um milho geneticamente modifi cado destinado a consumo animal, por exemplo, foi encontrado em alimentos para humanos em 2000. A transferência de substâncias passíveis de causar alergias em humanos é outra preocupação dos cientistas.

Plantas geneticamente modifi cadas podem ter efeitos não desejados também para o produtor, como retirar mais recursos do solo do que o normal ou demandar mais água. Teme-se ainda que organismos transgênicos possam levar à redução de populações naturais, causando desequilíbrio.

Vegetais com ômega 3 e 6 Cientistas da Universidade de Bristol, Grã-Bretanha, desenvolveram

planta transgênica capaz de produzir os óleos ômega 3 e 6, considerados benéfi cos ao coração e normalmente encontrados apenas em peixes de águas mais frias, como o salmão e o atum.

Para os pesquisadores, o estudo pode levar a uma nova geração de alimentos especialmente criados para reduzir o risco de doenças cardíacas, entre outros problemas de saúde. O estudo, publicado na Nature Biotechnology, lembra ainda que, com a redução dos estoques naturais de peixes, a produção desses óleos em outros organismos pode ser essencial para a alimentação humana. Segundo os cientistas, os genes utilizados para induzir a produção dos óleos podem, em tese, ser usados em diversos vegetais, normalmente consumidos pelo homem.

O Globo, 18/05/2004.

ENZIMAS DE RESTRIÇÃO: AS TESOURAS MOLECULARES

A partir da década de 1970, fi cou mais fácil analisar a molécula de DNA com o isolamento das enzimas de restrição. Essas enzimas são endonucleases, ou seja, atuam no interior (daí o prefi xo endo- dentro) das moléculas de DNA, cortando-as em locais bem defi nidos.

Eco RI

G A A T T C A A G C T TC T T A A G T T C G A A

Ponto declivagem

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Eixo desimetria

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3’3’5’ 5’

Ponto declivagem

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Hind III

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São enzimas produzidas normalmente por bactérias e que possuem a propriedade de defendê-las de vírus invasores. Essas substâncias “picotam” a molécula de DNA sempre em determinados pontos, levando à produção de 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 (em tubo de ensaio ou no laboratório), novas moléculas, recortando e colando vários pedaços de informações.

Uma das primeiras enzimas de restrição a ser isolada foi a EcoRI, produzida pela bactéria Escherichia coli. Essa enzima reconhece apenas a sequência GAATTC e atua sempre entre o G e o primeiro A.

O local do “corte”, o local de uma enzima, é conhecido como sítio-alvo. Você pode perguntar: por que essa enzima não atua no DNA da própria bactéria? Isso não ocorre devido à existência de outras enzimas protetoras, que impedem a ação das enzimas de restrição no material genético da bactéria.

As enzimas de restrição reconhecem e atuam sobre sequências específi cas de DNA, catalisando a destruição de uma ligação fosfodiéster entre dois nucleotídeos consecutivos ligados a determinadas bases. Os nucleotídeos entre os quais a enzima corta, ou seja, entre os quais promove a hidrólise, encontram-se no interior dessas mesmas sequências específi cas de reconhecimento (ver imagem).

Enzima de Restrição – Ação da EcoRI

Cada molécula de DNA pode ser composta de várias repetições da sequência GAATTC ao longo de toda sua extensão. Portanto, ao contato com a ezima EcoRI, a fi ta de DNA pode ser clivada (cortada) em diversos lugares, gerando vários pedaços, de tamanhos diferentes.

Exercícios

1. Que diria hoje “D. Benta” acerca da “clonagem” e dos “transgênicos”? Atualmente ela teria notícias frequentes sobre técnicas de manipulação do DNA. Um exemplo delas constitui a matéria publicada recentemente em um jornal, segundo a qual cientistas ingleses estão conseguindo transferir certos genes de bactérias para mosquitos anofelinos. Esses genes teriam a capacidade de impedir a instalação de determinadas fases do protozoário Plasmodium no estômago e nas glândulas salivares do mosquito.

Esse exemplo refere-se à construção de um organismo:A) transgênico, útil para a erradicação da malária.B) transgênico, útil para a erradicação da esquistossomose.C) transgênico, útil para a erradicação da leishmaniose.D) clonado, útil para a erradicação da malária.E) clonado, útil para a erradicação da leishmaniose.

2. (UFMG) “A nova tecnologia do DNA recombinante está permitindo que cientistas dos países do primeiro mundo desenvolvam um projeto denominado Genoma, que tem por objetivo sequenciar os cerca de 3 bilhões de bases nitrogenadas que compõem os cromossomos de um ser humano. Ao lado dos inúmeros benefícios desse projeto, algumas questões de cunho ético têm sido levantadas.”

Ciência Hoje, março/93.

Em relação a esse projeto, o procedimento que pode afetar diretamente o equilíbrio genético de populações humanas é:A) a detecção de indivíduos superdotados intelectualmente por meio

de procedimentos laboratoriais.B) o aumento de seleção genética ou gamética artifi cial.C) o emprego de testes genéticos como um novo critério para

admissão a empregos.D) o registro de patentes de sequências do genoma humano para

especulação mercadológica.E) o uso de testes pró-sintomáticos para a realização de seguros de vida.

3. (UFF) Pesquisadores de alguns centros de pesquisa brasileiros, utilizando técnicas de engenharia genética, obtiveram, recentemente, plantas que produzem proteínas humanas, entre as quais o hormônio do crescimento (GH). Essas plantas são chamadas transgênicas.

Considere essas informações e assinale a opção correta.A) O gene para a produção de GH é, em geral, introduzido no

plasmídeo antes de sua introdução na célula vegetal.B) A utilização de células vegetais aumenta a possibilidade de

contaminação humana por vírus animais.C) Antes de se obter a planta produtora de GH é necessária a

produção do RNA recombinante.D) O RNA mensageiro, relacionado ao GH, quando introduzido

na célula vegetal, é transcrito em DNA na presença da enzima transcriptase vegetal.

E) O DNA relacionado à síntese do GH não pode ser obtido a partir do RNA mensageiro.

4. (UFPE) Através de técnicas da biologia celular, o homem tem desenvolvido grandes projetos, como o de transformar células de bactérias, para que estas produzam substâncias que normalmente não seriam produzidas, tal como a insulina. Sobre esse assunto, assinale a alternativa correta.A) As enzimas de restrição hoje conhecidas são produzidas por

diversas indústrias multinacionais, a partir de DNA viral.B) Organismos que recebem e manifestam genes de outra espécie

são denominados transgênicos.C) As enzimas de restrição agem em sequências inespecífi cas de

DNA.D) Cromossomos circulares, presentes no citoplasma de bactérias,

chamados de bacteriófagos, são vetores do DNA recombinante.E) Ainda não é possível produzir plantas com genes ativos de

insetos.

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5. (Ufes) Desde que a criação da ovelha “Dolly” foi anunciada, há dois anos, cientistas de todo o planeta prometem empreender uma verdadeira reforma genética na natureza. Querem usar a clonagem para salvar pandas em extinção, criar animais com órgãos humanos e produzir bichos que funcionem como farmácias ambulantes.

Veja, 04/08/99.

Agricultores britânicos que produzem alimentos transgênicos preveem novos confl itos com ambientalistas, uma vez que o governo britânico divulgou ontem o anúncio, pela Internet, de locais das novas plantações.

O uso da técnica tem criado receio entre a população, que teme pelos danos ao meio ambiente e à saúde. Alguns manifestantes, como forma de protesto, estão destruindo as plantações de transgênicos do país.

O Estado de São Paulo, 17/08/99.

Tendo em vista as vantagens e limitações das técnicas comentadas nos textos acima, considere as seguintes afi rmativas.I. Os cientistas ainda precisam compreender melhor os

mecanismos de controle de diferenciação celular, para um maior aproveitamento dessas técnicas;

II. Os estudos de clonagem podem ser proveitosos para o estabelecimento de relações fi logenéticas entre os organismos fósseis e os atuais;

III. A introdução de um material genético exógeno (transgene) em organismos vivos pode determinar um risco ecológico, ainda não totalmente avaliado;

IV. A clonagem poderá auxiliar no esclarecimento dos mecanismos de envelhecimento e morte celular.

São corretas:A) apenas I, II e III.B) apenas I, II e IV.C) apenas II, III e IV.D) apenas III e IV.E) I, II, III e IV.

FB no Enem – Nº 3 – Professor Douglas Gomes

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C B D D A

Anotações

55867/12 | 27/01/2012 / Dig.: Tarqui – Rev.: TSS