Genoma Tecnologias do DNA

Apresentação em tema: "Genoma Tecnologias do DNA"— Transcrição da apresentação:

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2 Genoma Tecnologias do DNA
Biotecnologia é a tecnologia baseada na biologia, especialmente quando usada na agricultura,  ciência dos alimentos e medicina. Genoma Tecnologias do DNA

3 Genoma Conjunto de todo material genético de uma célula, que influencia o desenvolvimento das características de um ser vivo.

4 Genes DNA Cromossomos Vários genes em seqüência formam o DNA e este fica armazenado nos cromossomos. Função de determinar e passar a adiante as características genéticos dos seres vivos -Diferenciando uma espécie da outra; -Diferenciando os traços de cada indivíduo(cor dos olhos, tipo de cabelo...)

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6 1) Cromossomos Os cromossomos constituem uma longa sequência de DNA (ácido desoxirribonucleico) contendo diversos genes. Eles são formados por uma fita longa e dupla de DNA, que se trata do material genético, ou seja, ele possui os genes que nos dão as características físicas, cor de olhos, pele e cabelo, por exemplo.

7 Durante o período em que a célula não está se dividindo, os filamentos cromossômicos encontram-se emaranhados no interior do núcleo, constituindo a cromatina; Quando a célula entra em processo de divisão, cada filamento cromossômico enrola-se sobre si mesmo, assumindo o aspecto de um bastão curto e relativamente grosso; O número de cromossomos no núcleo celular varia de uma espécie para outra. Na espécie humana, por exemplo, todas as células possuem 46 cromossomos, com exceção dos gametas.

8 Cariótipo:conjunto de todos os cromossomos de um indivíduo
Cada espécie tem sua coleção particular de cromossomos, que pode ser identificada pelo número, pela forma e pelo tamanho característico dos cromossomos. Cromossomos humanos: 1 ao 22 – Cromossomos autossômicos 23 - cromossomo sexual

9 Características gerais dos cromossomos:
Variam no decorrer do ciclo celular (intérfase e divisão celular); Durante a intérfase ocorre a duplicação dos cromossomos, ou seja, formação de cópias idênticas que ficam aderidas entre si. Essas cópias unidas são denominadas cromátides-irmãs; E o início da divisão celular é marcado pela condensação dos cromossomos duplicados

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11 Classificação dos cromossomos:
A posição do centrômero divide o cromossomo em duas partes, denominados braços cromossômicos. O tamanho do braço cromossômico irá classificar os cromossomos

12 2) Ácidos Nucleicos O nome ácido nucleico indica que as moléculas de DNA e RNA são ácidas e foram identificadas, a principio, no núcleo das células; Hoje, sabemos que o DNA é encontrado no núcleo, em pequena quantidade nas mitocôndrias e nos cloroplastos. O RNA é encontrado no nucléolo, nos ribossomos, no citosol, nas mitocôndrias e cloroplastos.

13 De que eles são feitos? Os ácidos nucléicos são moléculas gigantes (macromoléculas), formadas por unidades menores conhecidas como nucleotídeos. Cada nucleotídeo, por sua vez, é formado por três partes: um açúcar do grupo das pentoses (monossacarídeos com cinco átomos de carbono); um radical “fosfato”, derivado da molécula do ácido ortofosfórico (H3PO4). uma base nitrogenada.

14 As pentoses são de dois tipos: riboses e desoxirriboses
As pentoses são de dois tipos: riboses e desoxirriboses. O DNA recebe esse nome por ter apenas desoxirribose na sua cadeia e o RNA contém apenas ribose.

15 Outra diferença importante entre as moléculas de DNA e a de RNA diz respeito às bases nitrogenadas:
no DNA, as bases são citosina, guanina, adenina e timina; no RNA, no lugar da timina, encontra-se a uracila. 

16 E por último, O DNA é formado por duas cadeias (filamentos) de polinucleotídeos (modelo da Dupla hélice), enquanto o RNA é formado por um único filamento de polinucleotídeos. O DNA encontra-se no núcleo celular, compondo os cromossomos, juntamente com proteínas. Mais precisamente, são responsáveis por formar os genes. Já o RNA participa principalmente do processo de síntese de proteínas. A molécula de RNA nada mais é do que uma complementaridade de uma região do DNA.

17 3) Genes É a parte funcional do DNA.
Os genes, portanto, são sequências especiais de centenas ou até milhares de pares de bases nitrogenadas (do tipo A-T ou C-G) que oferecem as informações básicas para a produção de todas as proteínas que o corpo precisa produzir.

18 Tecnologias do DNA / Engenharia genética
A engenharia genética ou tecnologia do DNA recombinante, permite, entre outras coisas, transplantar genes de uma espécie para outra e criar, assim, uma molécula de DNA que não existia na natureza. Essa molécula, formada pela combinação de duas moléculas diferentes de DNA, é chamada de DNA recombinante. Objetivo de produzir organismos geneticamente melhorados para desempenharem melhor suas funções e produzir substâncias úteis ao homem.

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20 Aplicações da Engenharia genética
Projeto Genoma; Projeto Proteoma; Clonagem; Organismos Transgênicos; Células tronco; Terapias gênicas; Testes de paternidade; Alterações cromossômicas; Diagnósticos de doenças hereditárias....

21 1) Projeto Genoma Projeto Genoma é um trabalho conjunto realizado por diversos países visando desvendar o código genético de um organismo (podendo ser animal,vegetal, de fungos, bactérias  ou de um vírus) através do seu mapeamento.

22 Projeto Genoma Humano:
Foi oficialmente iniciado em 1990; Em 2003 foi estabelecida a sequência de 99,99% dos cerca de 3,3 bilhões de pares de nucleotídeos que compões os genes humanos; O sequenciamento do DNA humano revelou que muitos de nossos genes são semelhantes a de outros organismos: 40% semelhante ao de alguns vermes, 60% semelhante ao das drosófilas, 90% semelhante ao dos camundongos e diferimos dos chimpanzés em menos de 1% das sequências de DNA, ou seja, em apenas um par de bases nitrogenadas a cada 100 pares.

23 No Brasil, o primeiro genoma a ser totalmente sequenciado foi o da bactéria Xyllela fastidiosa, espécie que causa a doença dos laranjais conhecida como praga do amarelinho. Com o desenvolvimento de novas tecnologias, o sequenciamento de genes tem se tornado cada vez mais rápido e barato. Hoje já foram sequenciados os genomas de centenas de espécies e já é possível sequenciar o genoma de uma pessoa em poucos dias por apenas alguns milhares de dólares;

24 Prós: Encontrar a causa de várias enfermidades;
Permitir a identificação dos genes que causam ou contribuem para doenças genéticas ou para o câncer (cerca de 50 alterações que causam o câncer já são conhecidas). Medicamentos e vacinas poderão ser produzidos através de novas informações obtidas; Descobrindo o motivo de várias doenças, o ser humano poderá adotar medidas e comportamentos de prevenção; Utilizando as pesquisas genéticas e exames especializados, já é possível detectar se um embrião herdou doenças graves, possibilitando um tratamento adequado desde os primeiros dias de vida;

25 Ajudar no aconselhamento genético, que analisa as chances de um casal transmitir doenças hereditárias para o filho; Descobrir mais sobre o funcionamento do gene e como ele controla ou influencia certas características. Dessa forma, podendo compreender melhor as causas do envelhecimento, da obesidade,etc Criar drogas específicas para cada tipo de doença; Analisar o grau de parentesco evolutivo entre as espécies; Facilitar o desenvolvimento de animais e plantas transgênicos.

26 Contras: Uma questão ética é a possibilidade de se escolher o sexo de um futuro bebê. Uma análise de pesquisas mostrou que se a população da Grã-Bretanha , por exemplo,pudesse escolher o sexo de seus futuros filhos isto não causaria um desbalanceamento sexual. Já na China, onde a maioria dos casais só tem um descendente, o aborto seletivo de fetos do sexo feminino já criou uma desproporção sexual gigantesca em favor do sexo masculino. E no Brasil, o que aconteceria se os casais pudessem optar pelo sexo de seus filhos? Ao se fazer a leitura do código genético de todos os indivíduos ao invés de julgar o indivíduo pelo que ele é hoje, vamos indagar sobre seu status de doente em potencial para tratá-lo como deficiente antes do tempo e sem ter a certeza de que se tornará". Isso significa definir pelo genótipo, pelo que está inscrito no DNA e não mais pelo fenótipo, pelo estado presente da pessoa; Nada impede que uma companhia seguradora que oferece um plano de saúde resolva reorganizar suas tabelas levando em consideração os riscos revelados pelo mapeamento genômico de uma pessoa

27 Há um outro aspecto ético derivado do conhecimento do genoma humano que deve ser mencionado. Como já comentamos, o avanço na Medicina preventiva será enorme devido à capacidade de realizar diagnósticos precoces, até mesmo in utero. É claro que os diagnósticos serão úteis naqueles casos em que uma terapia puder ser implementada. Mas como ficam aqueles casos para os quais não houver nenhuma terapia, como as doenças degenerativas que inevitavelmente levam à morte? O que fazer então? Para que servirá esse conhecimento? A pessoa afetada ou a sua família têm o direito de saber o que ocorrerá? O Estado poderá sancionar o aborto de fetos nos quais forem encontradas seqüências indicativas de patologias diversas? Ou ainda proibir que certos casais tenham filhos em função da probabilidades de produzir doenças letais em seus descendentes?

28 2) Organismos Transgênicos
Organismos Transgênicos são aqueles que recebem genes de outras espécies de seres vivos. A importância deles está na obtenção de indivíduos com características vantajosas e que produzam substâncias de interesse para o ser humano.

29 Exemplo: No Brasil foi produzido um camundongo transgênico que apresenta um gene da água-viva incorporado ao seu DNA. Esse gene codifica a síntese de uma proteína responsável pela cor verde fluorescente. Acredita-se que esses resultados possam ser úteis em futuras pesquisas sobre o câncer, pois a proteína verde fluorescente poderia ser utilizado para marcar células cancerígenas, que seriam facilmente visualizadas em microscópio.

30 Exemplo: Há vários tipos de plantas transgênicas
Exemplo: Há vários tipos de plantas transgênicas. Algumas são mais produtivas ou nutritivas, outras resistem melhor a seca e há ainda as que necessitam de menos agrotóxicos. Várias espécies vegetais, como milho, algodão, tomate e outras, por exemplo, portam e manifestam genes de bactérias que lhes conferem resistência a insetos. Com isso, são menos predadas por esses organismos.

31 Prós: Animais transgênicos importantes para a pesquisa de várias doenças; Vegetais e frutas mais nutritivas; Plantas resistentes a pragas; Redução no uso de agrotóxicos; Maior produção de alimentos sem contaminação dos solos; Também tem sido estudada a opção de vacinação oral para várias infecções por meio de alimentação com vegetais transgênicos, que funcionariam como medicamento e não alimento.

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33 Contra: Para os críticos não há provas suficientes de que esses produtos não causem danos à saúde ou desequilíbrios ambientais; Assim como existem pessoas alérgicas a certos tipos de alimentos, pode haver pessoas também alérgicas aos transgênicos;

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35 3) Clonagem Em genética, define-se a clonagem como o processo de se produzir cópias idênticas de seres vivos através de um fragmento específico do DNA. A Clonagem é um mecanismo comum de reprodução de espécies de plantas ou bactérias. Um clone pode ser definido como uma população de moléculas, células ou organismos que se originaram de uma única célula e que são idênticas à célula original. Em humanos, os clones naturais são os gêmeos idênticos que se originam da divisão de um óvulo fertilizado.

36 O termo clonagem ficou mundialmente conhecido com a clonagem da ovelha Dolly, que nasceu dia 5 de julho de 1996, feita pelo cientista escocês Ian Wilmut. Em 2001 um médico italiano, chamado Severino Antinori teve a intenção de clonar num ser humano, o que causou grande agito na sociedade cientifica. Outros cientistas até anunciaram que haviam clonado um ser humano, porem esses fatos nunca foram provados.

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38 Prós: Utilização da técnica de clonagem para obtenção de células tronco a fim de restaurar a função de um órgãos ou tecido. A clonagem "terapêutica" teria a vantagem de não oferecer riscos de rejeição se o doador fosse a própria pessoa. (ex.: reconstituir a medula em alguém que se tornou paraplégico após um acidente, ou substituir o tecido cardíaco em uma pessoa que sofreu um infarto). Diminuição ou fim do tráfico clandestino de órgãos Melhoramento animal, resgate de material genético, maximização do potencial genético de uma raça.

39 Contra: Técnica de baixa eficiência.
Vários fetos morrem durante a gestação ou logo após o nascimento. Grande número de anomalias Envelhecimento Precoce Os clones seriam maiores do que o normal, denominado de síndrome do filhote grande Lesões hepáticas, tumores, baixa imunidade.

40 4) Células tronco Células tronco são células indiferenciadas capazes de originar outros tipos celulares de diferentes tecidos do corpo.

41 Conseguem imaginar uma célula com capacidade de regenerar qualquer tipo de tecido? Conseguem vislumbrar o potencial que elas têm na medicina? Se você corta sua pele, ela se regenera naturalmente. Se você tem problemas no fígado, ele também é capaz de se regenerar naturalmente. Mas e quanto aos tecidos que não se regeneram? Um problema cardíaco atualmente só é solucionado com um transplante.Pessoas que ficam paraplégicas ou tetraplégicas não podem jamais voltar a andar. Pessoas com doenças neuro degenerativas como "Parkinson" ou "Alzheimer"morrem sem ter a oportunidade de cura. São apenas alguns dos problemas que podem ser solucionados com a utilização das Células-Tronco. Resumindo: elas podem salvar vidas, curar doenças tidas como incuráveis, fazer paralíticos voltarem a andar... Sua pesquisa é sem dúvida alguma imprescindível à humanidade! Mas então qual é o problema?

42 Tipos de células tronco:
Células tronco embrionárias São células derivadas da massa celular interna do blastócito, que é um embrião formado aproximadamente 5 dias após a fecundação. Também são retiradas do cordão umbilical, da placenta ou do líquido amniótico. Essas células contêm uma grande capacidade de diferenciação, podendo dar origem a todos os tecidos do corpo, quando recebem o estímulo necessário. São classificadas como totipotentes ou pluripotentes. Totipotentes: Podem produzir, além das células embrionárias, células da placenta e dos anexos embrionários. Pluripotentes: Podem produzir células de todos os tecidos embrionários, exceto células extra-embrionárias.

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44 Células tronco adultas
São células presente no organismo e com grande capacidade de diferenciação. Essas células trabalham para reparar danos e repor células do organismo. Como células-tronco adultas podemos citar a medula óssea, fígado,  etc. Essas células podem ser colhidas tanto em adultos como em crianças. As terapias com células-tronco adultas têm obtido resultados muito satisfatórios, principalmente entre diabéticos, pessoas com lesões na medula e com mal de Parkinson. Células-tronco Multipotentes: Essas células podem produzir apenas uma linhagem celular. Por exemplo: as células hematopoiéticas são capazes de produzir apenas células do tecido sanguíneo (hemácias, linfócitos e plaquetas). Células-tronco Unipotentes: Produzem apenas um tipo celular, mas possuem grande capacidade de renovação.

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46 Lei de Biossegurança A lei de biossegurança foi aprovada em março de 2005, e permite o uso de células-tronco para pesquisas com fins terapêuticos. Para a utilização das células-tronco embrionárias, os pais precisam autorizar a utilização dos embriões que estão há muito tempo congelados (mais de três anos) e que não serão mais utilizados para inseminação artificial e que seriam descartados pelo laboratório. Esses embriões devem ter sido congelados em até 5 dias depois da fecundação. Essa lei não permite a utilização de embriões para a clonagem terapêutica, que consiste na retirada no núcleo do óvulo e inserção de um núcleo de outra linhagem celular. Essa mistura de células dá origem ao blastocisto com células-tronco para o tecido desejado. Algumas cirurgias com resultados de sucesso utilizando células-tronco embrionárias foram divulgadas em muitos meios científicos, aumentando a esperança de muitas pessoas que sofreram acidentes ou são portadoras de determinados tipos de doenças.

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49 5) Terapias Gênicas Terapia genética ou Geneterapia é a inserção de genes nas células e tecidos de um indivíduo para o tratamento de uma doença; em especial, doenças hereditárias. A terapia genética visa a suplementar com alelos funcionais aqueles que são defeituosos. Embora a tecnologia ainda esteja em seu estágio inicial, tem sido usada com algum sucesso. Os estudos de terapia gênica estão até o momento restritos a células somáticas, mas em futuro próximo pretende-se atuar sobre as células que formam os gametas, de modo que o indivíduo afetado não possa mais transferir o alelo anormal para seus descendentes.