INTRODUÇÃO Conjunto de técnicas que utiliza seres vivos e conhecimentos biológicos para obtenção de produtos que beneficiam o ser humano

Biotecnologia clássica moderna Fermentação Propagação vegetativa Hibridação Clonagem molecular Clonagem de vertebrados Transgenia Terapia gênica Células- tronco Marcadores genéticos

FERRAMENTAS DA BIOTECNOLOGIA Enzimas ligases: capazes de promover a ligação entre diferentes sequências de nucleotídeos da molécula de DNA Enzimas de restrição: isoladas de bactérias, capazes de reconhecer determinadas sequências de nucleotídeos da molécula de DNA e promover sua quebra (endonucleases) Eletroforese: separação de biomoléculas por meio da migração em um campo elétrico

CLONAGEM MOLECULAR Reação em cadeia da polimerase (PCR) Utilização de plasmídios bacterianos Meio de reação: segmento de DNA, nucleotídeos livres, primers (sequências de iniciação) e enzima DNApolimerase Retirada do plasmídio da bactéria Abertura o plasmídio com enzimas de restrição Aquecimento à 90°C – abertura do segmento de DNA Ligação do segmento de DNA ao plasmídio com enzimas ligases Resfriamento para 50°C – ligação dos primers às fitas do DNA Devolução do plasmídio recombinado à bactéria Aquecimento à 70°C – inserção dos nucleotídeos livres às fitas do DNA (atividade da enzima DNApolimerase) Divisão da bactéria - duplicação do segmento de DNA introduzido

CLONAGEM DE VERTEBRADOS Clonagem de mamíferos Transferência do núcleo de uma célula somática para um óvulo enucleado, o qual é estimulado a se dividir para dar origem a um novo organismo. As células somáticas de um organismo doador são colocadas em um meio pobre em nutrientes (ativação de todos os genes). Fusão da célula somática ao óvulo enucleado por meio de descargas elétricas. Estímulo da divisão celular por meio de nova descarga elétrica. Implantação do embrião em um útero de aluguel

Observação O clone apresenta DNA nuclear idêntico ao DNA do organismo doador da célula somática, e DNA mitocondrial idêntico ao DNA do organismo doador do óvulo Ex: Ovelha Dolly DNA nuclear – Finn Dorset DNA mitocondrial – Scotish Black Face

Poliembrionia Produção de vários embriões a partir de um único óvulo fecundado A poliembrionia ocorre naturalmente (ex: tatus), mas pode ser induzida, separando as primeiras células formadas nas primeiras divisões do zigoto.

ORGANISMOS TRANSGÊNICOS Organismos que incorporam ao seu material genético, genes provenientes de outras espécies A produção de transgênicos visa a obtenção de organismos com características novas ou melhoradas em relação ao organismo original

Vantagens dos transgênicos Obtenção de plantas resistentes a insetos pragas, a herbicidas, a metais pesados, a fungos, a geadas, a alta salinidade do solo... Obtenção de plantas com maior teor protéico, com óleos mais saudáveis, com maior teor vitamínico... Produção de vacinas e alimentos (iogurtes) que estimulam o sistema imunológico Obtenção de microrganismos que produzem determinados hormônios humanos (ex: insulina)

Desvantagens dos transgênicos Aumento de alergias Redução ou anulação da eficácia de antibióticos durante o tratamento Aumento de substâncias que podem representar riscos à saúde Interação entre os genes Poluição gênica

TERAPIA GÊNICA Introdução de genes saudáveis para corrigir genes defeituosos em doenças genéticas ou para tratamento de câncer, utilizando um retrovírus como vetor

CÉLULAS-TRONCO Células indiferenciadas com grande capacidade de divisão celular, e que através do processo de diferenciação celular, podem dar origem a outros tipos de células Origem Embrionárias: extraídas do embrião Adultas: extraídas de diversos tecidos (fígado, medula óssea, cordão umbilical, placenta, etc)

Obtenção de células-tronco

Tipos de células-tronco Totipotentes: podem todas as células do embrião e dos anexos embrionários Pluripotentes: podem originar todas as células do embrião, menos dos anexos embrionários Multipotentes: podem produzir células de várias linhagens Oligopotentes: podem produzir células de uma única linhagem Unipotentes: produzem somente um tipo de célula

Clonagem terapêutica Utilização de células-tronco para regeneração de tecidos danificados e possivelmente para a produção de órgãos