BIOTECNOLOGIA E ENGENHARIA GENÉTICA

Apresentação em tema: "BIOTECNOLOGIA E ENGENHARIA GENÉTICA"— Transcrição da apresentação:

1 BIOTECNOLOGIA E ENGENHARIA GENÉTICA

2 BIOTECNOLOGIA Significa qualquer aplicação tecnológica que utilize sistemas biológicos, organismos vivos, ou seus derivados, para fabricar ou modificar produtos ou processos para utilização específica. Por exemplo, cruzamentos experimentais para obtenção de raças mais apuradas de gado e cavalos e também de vegetais mais ricos em determinados nutrientes.

3 ENGENHARIA GENÉTICA Envolve técnicas que permitem o transplante de genes do DNA de uma espécie para o DNA de espécie diferente. Dessa maneira, é formado o chamado DNA recombinante, que é a associação de duas ou mais moléculas de DNA de espécies diferentes que não são encontradas juntas na natureza.

4

5 APLICAÇÕES DA ENGENHARIA GENÉTICA
•Testes altamente preciosos de paternidade e de identificação de criminosos. •Localização de genes associados a doenças genéticas. •Detecção de genes relacionados com o desenvolvimento de câncer. •Terapia gênica. •Produção de vacinas sintéticas. Obtenção de organismos transgênicos.

6 ENZIMAS DE RESTRIÇÃO São enzimas especiais também chamadas de ENDONUCLEASES, que cortam a molécula de DNA em pontos específicos. Com a ação das enzimas de restrição é possível a retirada de um gene do DNA permitindo a introdução de outro gene pertencente ao DNA de outra espécie, obtendo o DNA recombinante.

7 A enzima de restrição EcoRI, por exemplo, corta o DNA entre as bases G e A. A EcoRI é uma endonuclease descoberta a partir da Escherichia coli (Eco). O R, vem da palavra Restrição e I porque foi a primeira enzima de restrição descoberta.

8 DNA “impressão digital”
É considerado a “impressão digital” do DNA. É semelhante a um código de barras. É obtido a partir da técnica denominada Eletroforese

9 FORMAÇÃO DO DNA (FINGERPRINT)
O DNA é submetido a enzima de restrição. A enzima de restrição fragmenta o DNA em segmentos com tamanhos diferentes, sendo uns menores e outros maiores. Os fragmentos do DNA são colocados em uma placa de gel (agarose) que é submetida a uma campo elétrico, gerando dois pólos (+ e - ). Os fragmentos do DNA, por serem negativos, se movimentam em direção ao pólo +. Os fragmentos menores se movimentam mais rápido ficando na posição anterior ; em seguida, se situam os fragmentos maiores. Dessa forma, é obtido o DNA fingerprint que permite a análise nos exames de DNA em determinadas circunstâncias, como em disputas de paternidade e em investigação criminal.

10 É feita uma comparação entre os DNAs fingerprint dos indivíduos em análise. Aqueles que tiverem o maior número de bandas em comum, apresentam alguma relação entre eles.

11

12 MELHORAMENTO GENÉTICO
O conhecimento da hereditariedade tem gerado tecnologias de grande utilidade para o ser humano. As espécies de animais e plantas que constituem nossa alimentação básica, foram domesticadas e “melhoradas” em várias regiões do mundo. O melhoramento genético consiste em selecionar e aprimorar as características das espécies visando a utilização pelo ser humano.

13 O melhoramento genético é um processo antigo, que no início era realizado por maneira intuitiva. Por exemplo, se um agricultor desejava obter espigas de milho com maior número de grãos, ele apenas selecionava as sementes de milho com tal característica. Atualmente, o processo de melhoramento genético é feito baseado no conhecimento da genética.

14 EXEMPLO DE MELHORAMENTO GENÉTICO ANIMAL
Gado Santa Gertrudes, produzido no King Ranch, em Kigsville no Texas, EUA. É um ótimo produtor de carne e resistente a doenças parasitárias e ao calor Resultante do cruzamento de dois tipos Gado Shorthorn Gado Braham ( Zebu ) Ótimo produtor de carne, mas sensível a doenças e ao calor Menor produção de carne e é resistente a doenças e ao calor

15 Problemas em relação ao melhoramento genético
Um dos principais problemas relacionados ao processo é a obtenção de linhagens com baixa variabilidade genética, ou seja, poucas diferenças entre os indivíduos da população. Tal fato poderia levar a uma diminuição da adaptação dos indivíduos a variações ambientais.

16 TRANSGÊNICOS OU ORGANISMOS GENÉTICAMENTE MODIFICADOS ( OGMs )
Os organismos geneticamente modificados (OGMs), também conhecidos como transgénicos, são frutos da engenharia genética criada pela moderna biotecnologia. São organismos que recebem genes de outras espécies. São obtidos visando a produção de substâncias de utilidade para o ser humano. As plantas são muito utilizadas na obtenção de transgênicos que produzam toxinas contra pragas. Bactérias transgênicas vem sendo utilizadas para a produção de insulina, hormônio de crescimento, anticorpos específicos, fator VIII (necessários aos hemofílicos). Pode-se, por exemplo, introduzir um gene humano em um camundongo ou um gene de inseto em uma planta. Por esses mecanismos foram obtidos camundongos gigantes e planta de fumo que brilhava.

17 PRODUÇÃO DE INSULINA HUMANA A PARTIR DE BACTÉRIAS
- O gene da insulina humana é isolado utilizando-se enzimas de restrição para cortar o DNA humano; - O gene humano é inserido em um plasmídeo bacteriano que também foi submetido a enzima de restrição; - Ativa-se o plasmídeo, para a transcrição do gene e produção da proteína (insulina); - Retira-se a insulina da bactéria.

18 resistentes às lagartas.
EXEMPLOS DE ORGANISMOS TRANSGÊNCOS Planta de algodão resistentes às lagartas. Reduz a necessidade de utilização de pesticidas. Os gastos de produção diminuem e a poluição ambiental também é reduzida. Golden Rice. Arroz geneticamente modificado que contém um gene que codifica a produção de β-caroteno. Foi produzido para evitar que as populações pobres da Ásia adoecessem por avitaminoses.

19 Os Riscos dos Transgénicos
Super bactérias: 1. Algumas plantas geneticamente modificadas recebem um gene de resistência a antibióticos. É uma forma de saber se a transformação foi bem sucedida. 2. Esse gene provoca o aumento da taxa de transferência do DNA, ou seja, da facilidade com que pedaços do código genético da planta passam de um organismo para outro. 3. Há um risco teórico de que as bactérias do intestino humano absorvam esse gene, tornando-se resistentes aos antibióticos. Aí, qualquer doença, mesmo simples, pode se tornar um problema grave.

20 Alergias 1. Para se defender de agressores, a planta produz diversas substâncias que podem ser tóxicas ao homem, provocando alergia. 2. Um único gene "alienígena" poderia alterar o equilíbrio de várias dessas substâncias, aumentando sua produção. Um estudo feito com soja transgénica mostrou que ela é mais alérgica que a soja normal. 3. Como ninguém conhece todos os genes das plantas, alguns especialistas afirmam que faltam estudos para avaliar a segurança dos transgénicos.

21 CLONAGEM Processo famoso pela técnica que resultou, em 1996, na ovelha Dolly. Nessa técnica, a um óvulo de ovelha teve seu núcleo removido. Uma célula da glândula mamária de outra ovelha teve seu núcleo igualmente retirado. De posse de um óvulo anucleado e do núcleo da célula mamária, foi provocada uma eletrofusão. Assim, o núcleo somático fundiu com o citoplasma do gameta sem núcleo resultando em uma célula que se comportou como zigoto. A partir do zigoto, formou-se uma blástula que foi implantada no útero de uma ovelha adulta. Nasceu Dolly, a ovelha clonada.

22 CLONAGEM

23 CLONAGEM REPRODUTIVA A clonagem reprodutiva visa a obtenção de um organismo. Foi o caso da ovelha Dolly ou da vaca Vitória (EMBRAPA/DF).

24 CLONAGEM TERAPEUTICA A clonagem terapêutica visa a obtenção de células-tronco embrionárias. Um clone é formado, gera uma blástula que nunca é implantada, apenas serve como uma massa de células que podem ser consideradas células-tronco de alta versatilidade.

25 PRINCIPAIS MANEIRAS DE INTRODUÇÃO DE GENES EM HUMANOS
TÉCNICA EX VIVO TÉCNICA IN VIVO

26 Células tronco São células não especializadas capazes de se dividir(Auto-Renovação) e se transformar em outros tipos de células especializadas e de outros tecidos(Diferenciação).

27 Tipos de células tronco
CÉLULAS TRONCO EMBRIONARIAS; CÉLULAS TRONCO ADULTAS;

28 Aplicações Curar doenças degenerativas, gerando novos tecidos para substituir as células doentes. Algumas doenças:Câncer, Doenças do Coração, Diabetes, Danos na Medula Espinal... Fonte:

29 Legislação Estados Unidos: A Câmara dos Representantes dos Estados Unidos aprovou uma lei sobre o financiamento federal da pesquisa cientifica sobre as células-tronco. A lei permite destinar verbas a cientistas que trabalham em pesquisas com células-tronco que envolvem a destruição de embriões na busca de tratamentos para doenças atualmente incuráveis. Brasil: O Brasil foi o primeiro país da América Latina a aderir a pesquisas com células-tronco e de acordo com oartigo 5° da Lei de Biossegurança (Lei nº , de 24 de março de 2005), “É permitida, para fins de pesquisa e terapia, a utilização de células-tronco embrionárias obtidas de embriões humanos produzidos por fertilização in vitro e não utilizados no respectivo procedimento, atendidas as seguintes condições: I – sejam embriões inviáveis; ou II – sejam embriões congelados há 3 (três) anos ou mais, na data da publicação desta Lei, ou que, já congelados na data da publicação desta Lei, depois de completarem 3 (três) anos, contados a partir da data de congelamento”.