BIOTECNOLOGIA P ROF. M s C. DI.BABALU.

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10 BIOTECNOLOGIA P ROF. M s C. DI.BABALU

11 BIOTECNOLOGIA é a utilização de microorganismos, plantas e animais para a produção de substâncias úteis ao ser humano. EX.= VINHO, PÃO e CERVEJA. ENGENHARIA GENÉTICA é uma nova biotecnologia baseada nas técnicas modernas de manipulação do DNA, que permite transplantar genes de uma espécie para outra e até criar uma nova molécula de DNA que não exista na natureza.

12 FERRAMENTAS: -ENZIMA DE RESTRIÇÃO – CORTAR DNA EM (PALÍNDROMOS) -DNA LIGASE – UNIR DNAs -TAQ. POLIMERASE - REPLICAR -TRANSCRIPTASE REVERSA – FORMA DNA A PARTIR DE RNA -VETORES(PLAMÍDEOS) – TRANSFERIR DNA

13 1-TDR TÉCNICA DE DNA RECOMBINANTE (1972)- PAUL BERG ligou duas cadeias de DNA

14 C ORTAR OS DNAS EM palíndromOS, onde as duas cadeias do DNA apresentam a mesma informação, mas em posições opostas.

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21 BACTÉRIAS QUE POSSUEM GENE EXÓGENO, SÃO TRANSGÊNICAS, UM TIPO DE OGM.

22 E1-ENDONUCLEASES OU ENZIMAS DE RESTRIÇÃO, 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, os códons, levando a produção de fragmentos contendo pontas adesivas, ( ) C OU E?

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27 Resistência biológica a pragas e doenças específicas, reduzindo-se a necessidade de pesticidas químicos Tratamento de doenças Adaptação à condições adversas de crescimento, tais como seca, solo com alto teor de sal e temperaturas extremas Características funcionais desejáveis, como o retardo no amadurecimento, aumento do conteúdo de amido, ou uma durabilidade maior Características nutricionais desejáveis, como a alteração do conteúdo de proteínas ou gorduras.

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31 EX2-transgênico é um organismos cujo material genético foi manipulado e um OGM é um organismo que possui um ou mais genes (uma porção de DNA que codifica uma ou mais proteínas de outro organismo) no seu material genético, ou seja, uma bactéria, por exemplo, pode ser modificada geneticamente para expressar mais vezes uma proteína, mas não é um OGM, já que não recebeu nenhum gene de outro ser vivo. Em síntese, um organismo geneticamente modificado só é considerado um transgênico se for introduzido no seu material genético parte de material genético de outro ser.( ) C OU E?

32 2-Técnica: PCR

33 Reação em cadeia da polimerase (em inglês Polymerase Chain Reaction - PCR) é um método de amplificação (de criação de múltiplas cópias) de DNA (ácido desoxirribonucléico) sem o uso de um organismo vivo, por exemplo, Escherichia coli (bactéria) ou leveduras.

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36 DESNATURAÇÃO do DNA alvo pelo calor - (tipicamente 1 minuto a 94-96ºC), de modo a separar as duas cadeias. HIBRIDAÇÃO DOS INICIADORES - (50 e 65ºC, durante 1 minuto; a temperatura a usar depende da % GC da sequência a amplificar. EXTENSÃO DOS INICIADORES - catalisada pela TAQ-DNA polimerase (tipicamente 1 minuto a 72ºC)

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38 Animations & Movies in qPCR & Molecular-Biology => link to Webinars => link to Webinars

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40 https://www.youtube.com/watc h?v=vpAyYYArB0Y

41 3-TÉCNICA DE C DNA

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43 Os cientistas recorrem ao DNA complementar (cDNA) quando se pretende clonar genes sem os seus intrões. As bactérias utilizadas, por exemplo, na técnica do DNA Recombinante, por serem seres procariontes, não sofrem o processamento do DNA, desta forma, quando se incorporam genes com intrões nestes seres, eles executam a sua transcrição ininterruptamente, incluindo os intrões, gerando uma proteína diferente da desejada. Assim, é inserido um clone de cDNA, de modo a garantir a produção correta da proteína.

44 O cDNA é uma molécula estável, de fácil manuseamento e a sua multiplicação é bastante simples.

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47 A eletroforese é uma técnica de separação de partículas de acordo com sua carga elétrica e peso molecular.

48 APLICAÇÕES DA ELETROFORESE A eletroforese é utilizada em inúmeros processos de biologia molecular, entre eles: · Ciência forense– para comparar o DNA encontrado no local do crime com o de possíveis suspeitos. · Genética– teste de paternidade, diferenciação de espécies ou linhagens e engenharia genética. · Microbiologia– detecção de diferentes patógenos como vírus, bactérias e fungos. · Bioquímica– detecção da expressão de proteínas.

49 Os fragmentos de DNA formados com a ação das enzimas de restrição possuem tamanhos diferentes. A técnica de separação dos fragmentos de DNA mais utilizada é a eletroforese através de géis de agarose. A agarose é um polissacarídeo (como ágar e pectina) que dissolve em água fervente e então gelifica quando esfria como a gelatina. Para realizar uma eletroforese, um gel de agarose é preparado, o DNA é introduzido em pequenos poços de gel, e então uma corrente elétrica é aplicada através do gel. Como oDNA é negativamente carregado, ele é atraído pelo eletrodo positivo. Entretanto, para chegar ao eletrodo positivo, o DNA deve migrar através do gel de agarose. Os fragmentos de DNA menores podem migrar através de um gel de agarose mais rapidamente que os fragmentos de DNA maiores. A velocidade de migração de fragmentos de DNA lineares através da agarose é inversamente proporcional a log10 de seus pesos moleculares. É possível calcular o tamanho exato de um dado fragmento com base na sua razão de migração. Após a eletroforese em gel, os fragmentos de DNA normalmente são corados com brometo de etídeo, que possui afinidade pelo DNA e fluorece (torna-se visível) vivamente em contato com a luz ultravioleta. Dessa forma pode-se localizar as bandas que correspondem ao DNA. Os fragmentos de DNA podem, então, ser isolados e purificados a partir dos géis de agarose.

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59 EX3-Com base no resultado anterior, assinale a alternativa, INCORRETA: a) III é irmão biológico de I b) III não pode ser filho biológico deste casal c) II não é filho deste pai d) I é filho biológico do casal e) I, II e III possuem a mesma mãe

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62 EX4-Em alguns cromossomos humanos, existem certas regiões em que uma pequena seqüência de DNA é repetida várias vezes. Essas regiões denominadas VNTR (Variable Number of Tandem Repeats) constituem-se em diferentes marcadores genéticos e possuem segregação mendeliana.

63 E4-Considerando a figura e o assunto abordado, assinale a alternativa que contém os alelos dos pais representados no heredograma seguinte: a) 5,3 e 4,5. b) 6,5 e 4,3. c) 6,4 e 5,3. d) 6,3 e 4,5.

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65 Potência celular ← Mais Potente... Menos Potente → Totipotente | Pluripotente | Multipotente | Unipotente TotipotenteMultipotenteUnipotente

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67 CÉLULAS TRONCO

68 5-CLONAGEM

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74 6-TERAPIA GÊNICA

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79 EX5-Endogamia é um sistema em que os acasalamentos se dão entre indivíduos aparentados, relacionados pela ascendência. Tem como efeito genético a diminuição da heterozigoze e o aumento da homozigoze, e, como efeito fenotípico, uma grande manifestação de genes recessivos, que acabam resultando em perda de vigor, assim como a perda da variância, à medida que aumenta o parentesco.( ) C OU E?

80 EX6-Heterose é o fenômeno que ocorre quando o desempenho médio dos filhos é superior à média dos pais, esse fenômeno ocorre porque a maioria das características desejáveis apresentam caráter dominante, e, ao se cruzar indivíduos puros diferentes, há um aumento no número dos loci em heterozigose (ex. AaBbCcDd) esse fato leva a progênie possuir mais alelos favoráveis. O "contrário" da heterose seria a endogamia, ou seja, indivíduos, com grande número de loci em homozigose (ex. AAbbCCddeeffGG). Alguns alelos, principalmente os recessivos, quando em homozigose podem levar o indivíduo a expressar características deletérias, como síndromes, deformidades e diminuição do desempenho das características de baixa herdabilidade, que são controladas por muitos genes, como as características relacionadas a reprodução, resistência a doenças etc. ( ) C OU E?

81 EX7-Em busca de portadores sãos, de uma doença recessiva, de expressão tardia ligada a um gene de cópia única no genoma, amplificamos um trecho do gene e empregamos uma enzima de restrição que só corta o produto de PCR obtido do alelo mutante deste gene. Entre trinta indivíduos, a metade apresentou uma só banda no ensaio, 2 apresentaram 2 bandas e o restante 3 bandas. Em que grupos eles se distribuem, respectivamente? a) Portadores sãos, afetados e homozigotos normais b) Afetados, portadores sãos e homozigotos normais c) Homozigotos normais, portadores sãos e afetados d) Portadores são, homozigotos normais e afetados e) Homozigotos normais, afetados e portadores sãos

82 RESOLUÇÃO DI.BABALU (E): Se apenas o alelo mutante, como diz o enunciado, é cortado pela E.R., então os indivíduos afetados apresentarão duas bandas. O alelo normal, não sendo cortado, produz uma banda de peso molecular maior do que as duas bandas vistas como resultado do PCR-RFLP. Assim, o portador são, que tem os dois tipos de alelo, vai apresentar três bandas. Somente o homozigoto normal, com dois alelos que não podem ser cortados, apresentará apenas uma banda como resultado (aquela de maior peso molecular).

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84 CARIÓTIPO

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87 EX-A Síndrome do Triplo-X é uma aberração cromossômica numérica que atinge 1 em cerca de 800 a 1000 mulheres. As mulheres portadoras dessa síndrome apresentam um cromossomo X a mais, totalizando um cariótipo com 47 cromossomos: 47 XXX. Quase todos os erros relacionados a essa síndrome ocorrem durante a ovulogênese, pela não disjunção dos cromossomos. Algumas mulheres podem apresentar até 4 ou 5 cromossomos X extras. Quanto mais cromossomos X, maior o índice de retardo mental nessas mulheres. Existem mulheres portadoras dessas aberrações cromossômicas que desconhecem a doença por não apresentarem os sintomas, que são: Menor grau de inteligência, Podem entrar na menopausa precocemente, Mulheres tendem a ser altas, Retardamento mental (o grau de retardamento varia entre as portadoras) e algumas portadoras são férteis, mas em alguns casos a doença pode causar esterilidade. Mulheres portadoras podem dar origem a crianças perfeitamente normais. ( ) C ou E?

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91 EX6-MARQUE V OU F SOBRE O CARIÓTIPO ANTERIOR.

92 ( ) do sexo masculino. ( ) do sexo feminino. ( ) com Síndrome de Down. ( ) com Síndrome de Patau. ( ) com Síndrome de Edwards. ( ) com cariótipo normal. ( ) com uma anomalia numérica de autossomos.

93 RESOLUÇÃO DI.BABALU: As síndromes causadas por aneuploidias, podem ser por monossomia, ou trissomia, que é a representada no cariótipo da questão. Estas síndromes podem ocorrer por alteração numérica dos cromossomos sexuais ou autossômicos. Na abordagem ocorreu uma alteração no cromoss. do par 21, de macho, caracterizando a síndrome de DOWN, que é autossômica.

94 E7-IDENTIFIQUE AS SÍNDROMES SEGUINTES PELOS CARIÓTIPOS

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