biotecnologia Biologia Eja/2015

biotecnologia É o conjunto de conhecimentos técnicos e métodos, de base científica ou prática, que permite a utilização direta ou indireta de organismos ou seres vivos como parte integrante e ativa do processo de produção industrial de bens e serviços A origem desta palavra é grega: bio = vida; tecnos = práticas em ciência; logos = conhecimento

biotecnologia

Biotecnologia Moderna Uma ciência milenar... A partir dos anos de 1970, com as técnicas de DNA recombinante, a biotecnologia ganhou mais ênfase. Biotecnologia Moderna

Uma ciência milenar...  Tradicional  Moderna Seleção de organismos – características desejáveis / cruzamento + tempo – transferências de genes NÃO desejáveis  Moderna Transferência APENAS de genes desejáveis Doador – espécie diferente + preciso, + rápido e + eficiente

ALGUMAS TÉCNICAS  Testes de DNA  Células-tronco  Clonagem  Organismos transgênicos (OGM)  Testes de DNA  Engenharia Genética ou tecnologia do DNA recombinante.  Outros (Nanotecnologia, projeto genoma humano, produção de soros e vacinas e etc)

Células-tronco São células não especializadas, que podem ser definidas por duas propriedades:

Células-tronco Totipotentes Pluripotentes Multipotentes De acordo com seu potencial de diferenciação, as células-tronco são classificadas em três níveis diferentes: Totipotentes Pluripotentes Multipotentes

Células-tronco Totipotentes  Único tipo capaz de originar de gerar todos os tipos de células e tecidos do corpo. Os únicos exemplos de células-tronco totipotentes são: O óvulo fecundado (zigoto) As primeiras células provenientes do zigoto, até a fase de 16 células da mórula

Células-tronco Pluripotentes Possuem a capacidade de gerar células dos três folhetos embrionários (ectoderma, mesoderma e endoderma). O principal exemplo de células-tronco pluripotentes são as células da massa celular interna do blastocisto, as chamadas células-tronco embrionárias .

Células-tronco Multipotentes Apresentam  capacidade de gerar um número limitado de células especializadas. São capazes de gerar células dos tecidos de que são provenientes. São responsáveis também pela constante renovação celular que ocorre em nossos órgãos. São exemplos: As células da medula óssea as células-tronco neurais do cérebro as células do sangue do cordão umbilical.

Benefícios, limitações e aspectos éticos envolvidos: Produção de tecidos para reposição. Se utilizadas de diferentes indivíduos não eliminam os riscos de rejeição. Aspectos morais e religiosos.

CLONAGEM  Clone (do grego: klon = broto, ramo)  População de geneticamente idênticos, produzidos assexuadamente ou a partir de progenitor comum;  Cópia idêntica de moléculas, células, tecidos e organismos adultos. Ex: população de bactérias, plantas.

CLONAGEM Clonagem é basicamente um processo de reprodução assexuada que resulta na obtenção de cópias geneticamente idênticas de um mesmo ser vivo.

Clonagem da ovelha Dolly

CLONAGEM Clonagem Terapêutica Tratamento problemas cardíacos Não implanta no útero

Clonagem em humanos...  Ter gêmeos idênticos com intervalo de tempo;  Adulto ter gêmeo idêntico como seu próprio filho;  Manter embrião idêntico como potencial substituto de uma criança que venha a óbito.  Manter embrião para doação de órgãos;  Doação de embriões para outra pessoa;  Venda de embriões;

Conjunto de técnicas de manipulação do material genético. Engenharia genética ou tecnologia do DNA recombinante Conjunto de técnicas de manipulação do material genético. Através dessas técnicas é possível identificar o DNA e ou RNA, isolá-los, modificá-los e/ou transferi-los de um organismo a outro.

Elementos para a engenharia Genética Enzimas de restrição (tesoura biológica) DNA-ligase (cola biológica) Clonagem em plasmídeos bacterianos Plasmídeos recombinantes

OGM ou Organismos transgênicos  Transgênicos são organismos que, mediante técnicas de engenharia genética, contêm material genético de outros organismos.  A geração de transgênicos visa à obtenção de características específicas por um organismo de interesse.  A manipulação genética recombina características de um ou mais organismos de uma forma que provavelmente não aconteceria na natureza. Por exemplo, podem ser combinados os DNAs de animais e plantas.

EXEMPLO

X EXEMPLO Cruzamento tradicional Biotecnologia moderna Gene desejável Variedade inicial Variedade comercial Resultado Gene desejável Cruzamento tradicional X Gene desejável Biotecnologia moderna

Alimentos transgênicos

PRODUTOS “ ESTRANHOS” Salmões gigantes Frangos e porcos com menos gorduras Porcos produtores de órgãos semelhantes aos humanos com fins de transplante Vacas - leite ricos em certos nutrientes Maças - que não oxidam banana, batata e alface - produtoras de vacinas Soja, milho, feijão, tomate + genes bacterianos resistente a herbicidas Eucalipto - que facilita a retirada da celulose Milho e soja - capazes produzir anticorpos humanos Arroz - rico em betacaroteno e ferro

TESTE DE PATERNIDADE OU DNA O teste de paternidade, também chamado de teste de DNA, permite comparar as informações genéticas do DNA da criança com aquelas encontradas no DNA do suposto pai. Basta uma pequena amostra de sangue dos envolvidos (suposto pai, mãe e filho) para que haja 99,99% de certeza do resultado.

Sequenciador: Megabase Resultado liberado pelo Megabase Teste de paternidade: como é feito? Após a amplificação das moléculas de DNA, o material é levado para o sequenciador automático, uma sofisticada máquina onde o código genético será sequenciado. Finalmente, um computador lê a sequência e já pode dar um primeiro veredicto. Mesmo assim, as sequências são analisadas por um especialista em genética, uma vez que mutações no código podem levar a máquina a cometer enganos. Cada teste é revisto através de um processo de prova e contraprova. Sequenciador: Megabase Resultado liberado pelo Megabase

Situação 1: Vítima DNA esperma Suspeito A Suspeito B Qual dos suspeitos é o estuprador?

Gêmeos Univitelínicos Situação 2: Vítima DNA esperma Gêmeos Univitelínicos O teste de DNA não distingue gêmeos idênticos.

Situação 3: Mãe Criança Homem A Homem B Segundo o resultado acima, qual dos homens, A ou B, é o provável pai da criança?

E como esta vacina é feita? Vacina gênica Apontada pelos cientistas como promessa no combate a doenças infecciosas como a malária, a dengue e, até mesmo, a AIDS, a vacina gênica é uma nova estratégia para a prevenção de doenças onde o conhecimento das técnicas relacionadas ao DNA tem um papel essencial. E como esta vacina é feita?

Vacina gênica retirada de uma sequência de DNA do agente causador da doença que codifica uma proteína capaz de estimular o nosso sistema imune. Depois que este fragmento de DNA é retirado, ele é clonado e inserido em vetores. Quando aplicado em animais, suas células passam a traduzir as sequências do agente causador da doença, fazendo com que a proteína traduzida seja exposta ao sistema imune que irá reconhecê-la como não-própria do organismo, desencadeando posterior formação de anticorpos e células de memória.

Terapia gênica ou geneterapia Tratamento para doenças hereditárias que se caracteriza pela inserção de um gene funcional dentro da célula humana.

Terapia gênica A terapia gênica consiste basicamente na introdução de genes em células ou tecidos com o intuito de corrigir deficiências genéticas. Esses genes são colocados dentro de células através da utilização de vetores, que podem ser de origem viral ou não-viral. Devido à capacidade intrínseca dos vírus de invadir e fazer com que seu genoma seja transcrito pela maquinaria celular, alguns tipos de vírus são modificados e utilizados como vetores para terapia gênica. Apesar da maioria dos protocolos de terapia gênica estar em estágios iniciais de desenvolvimento, essa área desperta interesse por seu potencial para o tratamento de uma grande diversidade de doenças.

BIOSSEGURANÇA “Deve-se usar a ciência para saber e a ética para decidir”. “Assim como se diz que a guerra é assunto grave demais para ser decidido pelos generais, a ciência é perigosa demais para ser decidida apenas pelos cientistas”. Steve Greve (EUA). O fundamento básico da Biossegurança é estudar, entender e tomar medidas para prevenir os efeitos adversos da moderna biotecnologia, sendo prioritário proteger a saúde humana, animal e o meio ambiente, para assegurar o avanço dos processos tecnológicos.

Quer queira ou não, o homem tem alterado a seleção da espécie”. PARA REFLETIR... “Se deixássemos a natureza seguir seu curso não fabricaríamos remédios; esperaríamos que nossos anticorpos vencessem os germes, que a pele queimada se recompusesse sozinha, que o osso fraturado se religasse. Quer queira ou não, o homem tem alterado a seleção da espécie”.