AULA 1 A 10 BIOTECNOLOGIA E PROPRIEDADE INDUSTRIAL

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Disciplina
Biotecnologia e propriedade industrial
Apresentação
Você sabe o que é Biotecnologia? Nesta disciplina, veremos que ela é muito ampla e corresponde ao conjunto de
tecnologias que utilizam agentes biológicos como organismos vivos, células, molécula para a resolução de problemas
tendo como solução a geração de produtos, processos e/ou serviços.
Vamos conhecer os elementos técnicos e teóricos, atrelados à realidade do mercado atual da Biotecnologia e reconhecer
a importância dos processos e produtos para os seres humanos, principalmente àqueles de aplicação prática na área da
saúde, na produção de alimentos e sobretudo no campo do meio ambiente, relacionando os avanços ocorridos nas
diferentes áreas.
Examinaremos conceitos básicos dos diferentes campos relacionadas à biotecnologia e ao sistema de propriedade
intelectual. Além de adquirir uma visão geral dos princípios bioéticos e dos mecanismos legais existentes para a proteção
das criações intelectuais.
Objetivos
Relacionar a microbiologia às demais áreas com a Biotecnologia;
Distinguir as áreas de atuação e aplicação de um biotecnologista;
Descrever a Legislação Brasileira em Biossegurança e na Bioética.
Conteudista
Cláudia Maria Campinha dos Santos
 Curriculo Lattes
Validador:
https://lattes.cnpq.br/5967647264423162
Resumos
Aula 1: Introdução à Biotecnologia
Compreenderemos os conceitos básicos e a história da Biotecnologia, relacionando a antiga à moderna. Além disso, veremos a
relação entre as cores e a classi�cação em diferentes áreas como a Biotecnologia Verde, Biotecnologia Vermelha,
Biotecnologia Branca, Biotecnologia Azul e Biotecnologia Preta.
Aula 2: Biotecnologia Animal
Estudaremos a produção e a reprodução animal, os métodos de cultivo de células animais in vitro, os métodos de transferência
de genes para células de mamíferos e células de insetos, a clonagem e a transgenia aplicada aos animais.
Aula 3: Biotecnologia Vegetal
Compreenderemos a transformação genética de plantas por meio das técnicas: Sistema de Agrobacterium, transferência via
biolística e via eletroporação de protoplastos. Diferenciaremos também cultivo in vitro, micropropagação, produção de
sementes arti�ciais e melhoramento vegetal. Além disso, veremos as principais aplicações de plantas transgênicas.
Aula 4: Biotecnologia Ambiental
Distinguiremos os processos de biorremediação, de formação de bioplásticos e de produção de biocombustíveis.
Estudaremos, ainda, o controle da poluição pela Biotecnologia.
Aula 5: Biotecnologia para a Saúde
Identi�caremos a tecnologia do DNA recombinante e correlacionaremos com os principais produtos comerciais (biofármacos,
kits e reagentes para diagnóstico, vacinas recombinantes, vacinas gênicas, terapia gênica). Analisaremos, ainda, a produção de
anticorpos monoclonais, de células tronco e a clonagem terapêutica.
Aula 6: Biotecnologia Marinha
Conheceremos os organismos marinhos e seus metabólitos. Assim, seremos capazes de averiguar a aplicação dos produtos
marinhos nas indústrias farmacêutica e de alimentos.
Aula 7: Biotecnologia Industrial
Estudaremos os microrganismos de interesse industrial, o metabolismo secundário dos microrganismos e os principais
produtos dos processos biotecnológicos (bebidas alcoólicas, vinagre, ácidos orgânicos, antibióticos, vitaminas, enzimas e
biocombustíveis etc.). Além de enumerar a importância e aplicação em bioprocessos de materiais biodegradáveis e biomassas.
Aula 8: Biossegurança
Interpretaremos a Legislação Brasileira em Biossegurança e identi�caremos as normas, a classi�cação dos níveis de
Biossegurança em laboratórios e os procedimentos de manipulação de organismos patogênicos e/ou geneticamente
modi�cados.
Aula 9: Bioética
Analisaremos a história e os princípios da bioética, reproduzindo conceitos em bioética na pesquisa cientí�ca em Biotecnologia.
Aula 10: Propriedade Intelectual e Biotecnologia
Estudaremos os direitos de propriedade intelectual e reescreveremos a transferência de tecnologia, bem como o uso de
patentes como fonte de informação tecnológica.
Biotecnologia e propriedade industrial
Aula 1: Introdução à biotecnologia
Apresentação
Nesta aula, abordaremos a história e os conceitos básicos da Biotecnologia, começando pelas fermentações até a
Biotecnologia Moderna com o advento do DNA recombinante.
Além disso, conheceremos a classi�cação da Biotecnologia por meio das cores relacionando-as com as diferentes áreas
de atuação.
Objetivos
De�nir os conceitos relativos à Biotecnologia;
Descrever os principais feitos históricos;
Diferenciar as áreas de aplicações da Biotecnologia por meio das cores.
Qual a função da Biotecnologia?
A Biotecnologia concentra-se em aplicações práticas da ciência e inclui as
tecnologias de base biológica que são usadas para produzir vários produtos.1
Envolve tecnologias que visam a solução de problemas a �m de trazer melhorias para a vida humana.
Exemplo
Na agricultura, agora é possível projetar geneticamente certas espécies de plantas e, na indústria médica, foram desenvolvidas
tecnologias para identi�car indivíduos vulneráveis a certas doenças.
https://estacio.webaula.com.br/cursos/go0266/aula1.html
Por ser uma área que interliga ciência e tecnologia, a Biotecnologia, envolve biologia, química, microbiologia, genética,
engenharia, tecnologias das fermentações, puri�cações e o controle de processos industriais.
Ela gera serviços e produtos como:
Biogás.
Biorremediação.
Biofertilizantes.
Mudas de plantas livres de doenças.
Etanol.
Combustíveis de segunda e terceira geração.
Atenção! Aqui existe uma videoaula, acesso pelo conteúdo online
 Bill Oxford (Fonte: unsplash).
As três gerações da Biotecnologia
A Biotecnologia evolutivamente foi separada em três gerações.
Primeira Geração
A Primeira Geração, conhecida como Idade Nova, começou
com o desenvolvimento de tecnologias datadas entre 6000-
2000 a.C. por Sumérios, Babilônios, Egípcios e Gregos, que:
Utilizavam organismos inteiros na fermentação de
grãos de cereais para obtenção de pães e bebidas
alcoólicas.
Domesticavam plantas e animais.
Realizavam o cruzamento de espécies animais e
plantas.
Faziam uso de �toterápicos.
 Fonte: Taysta <https://www.taysta.se/wp-
content/uploads/2015/04/%C3%96lhistoria-2.jpg> .
Comentário
A capacidade de domesticar e selecionar seletivamente plantas e animais foi formativa no desenvolvimento humano. Contudo os
agentes causadores das fermentações ainda eram desconhecidos.
Segunda Geração
A segunda geração teve mais compreensão microbiológica
e levou ao desenvolvimento de técnicas de cultivo e
extração em meados do século XX, com a produção
de antibióticos a partir de fungos.
Nessa mesma época, Pasteur descobriu que as
fermentações eram causadas por microrganismos
anaeróbios e que a fermentação se iniciava com a
transformação da glicose a partir da glicólise.
Na indústria, a fermentação é considerada como qualquer
processo para a produção de vários compostos químicos
ou farmacêuticos por meio do cultivo em massa de
microrganismos.
2
 Louis Pasteur. | Fonte: Contagium <//www.contagium.org/wp-
content/uploads/2017/08/Pasteur-Picture-in-LAb--507x445.jpg> .
Atenção! Aqui existe uma videoaula, acesso pelo conteúdo online
https://www.taysta.se/wp-content/uploads/2015/04/%C3%96lhistoria-2.jpg
https://estacio.webaula.com.br/cursos/go0266/aula1.html
https://www.contagium.org/wp-content/uploads/2017/08/Pasteur-Picture-in-LAb--507x445.jpg
A Biotecnologia da fermentação diz respeito, portanto, ao uso de
microrganismos, como bactérias ou leveduras, ou componentes
celulares como enzimas, para alterar materiais vivos ou não vivos para
a produção de conhecimento, bens e serviços.
Exemplo
Entre os exemplos de fermentações, temos fermentação alcoólica, láctea, butírica e acética.
Saiba mais
Assista ao vídeo Etanol de Segunda Geração (Etanol 2G) - produção de energia alternativa com apoio do BNDES
Terceira Geração
A terceira geração está relacionada ao isolamento,
manipulação de genes, aplicaçãode enzimas de restrição
e anticorpos monoclonais.
Werner Arber e colaboradores descobriram enzimas de
restrição enquanto estudavam um fenômeno denominado
restrição ou modi�cação, como era conhecido na época, de
bacteriófagos controlada pelo hospedeiro.
Essas enzimas têm a capacidade de reconhecer sequências
de bases especí�cas no DNA e, em seguida, cortar cada a
dupla hélice de maneira muito precisa, dividindo o DNA em
fragmentos nos locais de reconhecimento especí�cos ou
próximos a eles, dentro da molécula, conhecidos como
locais de restrição. Por isso, são chamadas de tesouras
moleculares.
 Fonte: CiB <https://cib.org.br/wp-content/uploads/2018/11/Enzimas-820x474.jpg> .
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https://cib.org.br/wp-content/uploads/2018/11/Enzimas-820x474.jpg
 Fonte: Labs <//labs.icb.ufmg.br/lbcd/grupoc/restrictionecori.gif > .
Arber descobriu que a bactéria Escherichia coli possuía uma
tesoura capaz de cortar regiões especí�cas do DNA de um
vírus descrevendo a enzima como EcoRI (Escherichia coli
Restriction I).
Atenção! Aqui existe uma videoaula, acesso pelo conteúdo online
Saiba mais
A descoberta das endonucleases de restrição e das DNA ligases serviram de base para a produção de:
Insulina em bactérias.
Drogas monoclonais de hibridomas de células de mamíferos.
Técnicas de cultura de célula ou de tecidos.
Puri�cação em larga escala de proteínas e macromoléculas.
 O que é DNA recombinante?
 Clique no botão acima.
https://labs.icb.ufmg.br/lbcd/grupoc/restrictionecori.gif
Novas tecnologias e produtos são desenvolvidos todos os anos nas áreas de:
Medicina - desenvolvimento de novos medicamentos e terapias).
Agricultura- desenvolvimento de plantas geneticamente modi�cadas, biocombustíveis, tratamento biológico).
Biotecnologia Industrial - produção de produtos químicos, papel, têxteis e alimentos).
O marco no desenvolvimento da Biotecnologia moderna, contudo, foi a inserção do DNA recombinante ou rDNA nas
bactérias, de modo que o DNA estranho se replicasse naturalmente.
Os cientistas Boyer e Cohen, realizaram alguns experimentos expressando em bactérias genes de outras espécies.
Isso incluiu genes da rã Xenopus laevis que, em 1974, foram inseridos com sucesso na bactéria Escherichia coli,
criando o primeiro Organismo Geneticamente Modi�cado (OGM), que expressava um gene de um organismo de um
domínio diferente.
A partir disso, vários avanços foram obtidos, como, por exemplo, a produção de insulina humana e o mosquito
transgênico, que foi liberado no Brasil para combater a dengue.
Saiba mais
Assista aos vídeos:
Cortar, colar e clonar! O que é a Engenharia Genética?
Alimentos transgênicos são seguros?
Biotecnologia Moderna
A Biotecnologia Moderna envolve a fabricação de produtos úteis a partir de organismos inteiros ou partes de
organismos, como moléculas, células, tecidos e órgãos e incluem organismos geneticamente modi�cados, terapias
celulares e nanotecnologia.
 Hans Reniers. | Fonte: unsplash
Quando a Biotecnologia Moderna surgiu, no �nal da década de 1970, foi aplicada pela primeira vez no setor da saúde, com o
aparecimento de DNA recombinante. Uma década depois, as mesmas abordagens moleculares chegaram às indústrias
agrícola e de alimentos.
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As Biotecnologias, então, começaram a enriquecer as capacidades
dos processos microbianos industriais, trazendo novos genes para
catalisadores vivos e modi�cando seus genomas para atender às
necessidades de produção pré-especi�cadas.
A chegada da Biologia de Sistemas no �nal dos anos 1990 e o surgimento da Biologia Sintética no início dos anos 2000, no
entanto, mudaram completamente o jogo de projetar microrganismos e sistemas vivos ainda mais elevados, como agentes de
transformações em escala industrial de matérias-primas de diversas origens em produtos valiosos.
Microrganismos capazes de produzir uma variedade de produtos químicos de importância industrial, incluindo alguns ácidos
dicarboxílicos, como o ácido succínico e o ácido adípico, diois, 1,3-propanodiol, 1,4-butanodiol e as diaminas putrescina e
cadaverina, entre muitos outros desenvolvidos.
Agora, algumas bactérias e leveduras conhecidas pela indústria
podem ser reprogramadas e reaproveitadas geneticamente.
Exemplo
Para produzir lipídios que servem como precursores de biocombustíveis. Até produtos químicos não naturais, como gasolina e
ácido tereftálico, já podem ser produzidos por engenharia metabólica.
Além disso, a Biotecnologia Contemporânea produziu biomateriais, incluindo polissacarídeos (celulose microbiana), proteínas
(seda de aranha) e até polímeros sintéticos por fermentação de microrganismos manipulados.
Algumas cepas foram projetadas com sucesso para produzir poli-hidroxialcanoatos, uma família de diversos biopolímeros, para
aplicações em embalagens ambientalmente amigáveis, medicamentos e materiais inteligentes.
Saiba mais
A Biotecnologia está cada vez mais se reinventando e inovando e chegou até o mundo da moda. Imagine tecidos feitos por
microrganismos vivos! Você usaria uma roupa feita com esses tecidos?
Assista aos vídeos:
Bactérias podem mudar técnica de tingimento na indústria da moda.
Suzanne Lee of BioCouture explains how to make clothes from bacteria
Biotecnologia na moda: tecidos a partir de micro-organismos
 Science in HD. | Fonte: unsplash.
 As cores da Biotecnologia
 Clique no botão acima.
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As cores da Biotecnologia
Você sabia que as cores podem distinguir as diferentes áreas de aplicação da Biotecnologia?
Cada cor corresponde a uma aplicação especí�ca que estudaremos a partir de agora.
Biotecnologia Verde
A Biotecnologia Verde dedica-se às aplicações agrícolas e alimentares, como melhoramento de vegetais, sementes e
plantas geneticamente modi�cadas, colheitas mais resistentes às pragas e substâncias químicas, além de alimentos
transgênicos.
Biotecnologia Vermelha
Na Biotecnologia Vermelha são abordadas as aplicações relativas à saúde. Os maiores usos são a produção de
medicamentos, testes genéticos e terapia genética.
Biotecnologia Branca
Já a Biotecnologia Branca diz respeito às aplicações industriais e ambientais. Os biocatalisadores (enzimas e
microrganismos) são as principais ferramentas dessa Biotecnologia, considerados como um dos fatores tecnológicos
fundamentais para a crescente Bioeconomia.
Os processos metabólicos dos organismos usam principalmente os contaminantes como fontes de energia,
resultando em subprodutos não tóxicos ou menos tóxicos.
A engenharia genética integrada à biorremediação auxilia na manipulação do genoma bacteriano , podendo
aumentar a desintoxicação de metais tóxicos e a restauração de locais contaminados.
Biotecnologia Azul
As aplicações com origem em organismos aquáticos são abordadas pela Biotecnologia Azul, considerando as
necessidades de água do mar, produção e degradação de polímeros marinhos e conteúdo de plasmídeos e os diversos
fatores ecológicos que envolvem o ambiente marinho.
Microrganismos estão sendo utilizados para o desenvolvimento de agentes bioativos úteis. Nessa classe, já foram
encontrados vários novos antibióticos, antimaláricos, polissacarídeos antitumorais, enzimas degradadoras de glucana
e antibióticos aminoglicosídeos.
Biotecnologia Preta
A Biotecnologia preta trata de questões relacionadas ao bioterrorismo, guerra biológica e biocrimes, aspectos
negativos da ciência e das ferramentas biológicas.
3
4
Saiba mais
https://estacio.webaula.com.br/cursos/go0266/aula1.html
https://estacio.webaula.com.br/cursos/go0266/aula1.html
Veja os seguintes vídeos:
Quais as áreas de atuação da biotecnologia?
Biotecnologia na recuperação de áreas contaminadas
Nova Era da Biotecnologia
Estamos em uma Nova Era da Biotecnologia, em que é possível aproveitar os organismos biológicos para criar materiais de
consumo.
Empresas estudaram como consumimos carne e ovos, entre outros produtos, e fabricaram:
1
Hambúrgueres de diferentes sabores.
2
Hambúrgueressem carne de boi.
3
Claras de ovos a partir de culturas de células.
Saiba mais
Leias as matérias:
Startup criando carne em laboratório
Startups impulsionam produção de hambúrguer vegetal
Além disso, empresas de seda de aranha visualizam materiais tão macios quanto a seda, mas mais duráveis.
Na próxima década, testemunharemos todas as implicações da Biotecnologia do Consumidor. Uma série de novas empresas
aproveitará o poder da natureza para criar materiais de maneira ambientalmente sustentável e sem prejudicar os animais.
Será uma transição da imitação para a pura inovação: materiais e produtos que não são apenas produzidos de uma nova
maneira, mas exibem qualidades que ainda não existem na natureza.
É a ciência do uso de organismos vivos para construir e fabricar produtos do cotidiano, reduzindo as práticas atuais de
produção que utilizam de maneira desenfreada os recursos �nitos do nosso planeta.
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Atividade
1. Os transgênicos são organismos geneticamente modi�cados (OGM) que receberam um gene de outro ser vivo em seu DNA.
Qual foi o primeiro experimento transgênico bem-sucedido?
2. A interferência do homem nos processos da natureza remonta às civilizações antigas, quando agricultores procuravam
melhorar a qualidade de suas plantas e animais. Explique a geração da Biotecnologia a que o texto se refere.
3. A busca incessante por uma vida melhor tem levado o homem a enveredar pelo campo do conhecimento biotecnológico em
decorrência do enorme potencial de transformação nos mais diversos campos da humanidade. Qual a técnica que proporcionou
esses avanços?
4. As sementes transgênicas TG contêm genes tirados de organismos de diferentes espécies com a �nalidade de gerar plantas
com capacidade de resistir a inseticidas. Em relação às sementes TG, qual a cor que classi�caria melhor essa área da
Biotecnologia?
5. A biorremediação consiste no uso de processos biológicos para degradar, transformar ou remover contaminantes em solos
contaminados, que ocorre naturalmente pela ação de microrganismos capazes de utilizar esses contaminantes como fonte de
carbono e energia. Qual Biotecnologia é conhecida como Industrial?
Notas
Base biológica 1
É de�nida como qualquer técnica que utilize sistemas biológicos para produzir ou modi�car produtos, desenvolver
microrganismos para usos especí�cos ou melhorar plantas e animais, impactando diferentes campos da ciência. Como
aplicações de vini�cação e biologia celular envolvendo cultura de tecidos, transgenia e clonagem.
Fermentação 2
A fermentação é usada em muitas indústrias para a produção de:
Vários alimentos.
Bebidas alcoólicas.
Levedura de padaria.
Biocombustíveis.
Ácidos orgânicos.
Enzimas.
Vitaminas.
Antibióticos.
Vacinas.
Anticorpos monoclonais.
Esteroides.
Hormônios.
Produtos químicos.
Biocatalisadores 3
Os biocatalisadores já estão presentes em setores como as indústrias química e agroalimentar e são usados para fabricar
produtos tão diversos quanto antibióticos, polpa de papel, pão ou polímeros avançados.
Manipulação do genoma bacteriano 4
Essa técnica pode ser empregada para atacar contaminantes especí�cos no solo e águas subterrâneas.
Referências
BRUNO, A. N. et al. Biotecnologia I: princípios e métodos. Porto Alegre: Artmed, 2014.
LIMA, N.; MOTA, M (Coord.). Biotecnologia: fundamentos e aplicações. Lisboa: Lidel, 2003.
LIMA, U. A.; AQUARONE, E.; BORZANI; W. SCHMIDELL, W. Biotecnologia Industrial: Processos Fermentativos e Enzimáticos. v.
3. São Paulo: Editora Edgard Blücher Ltda, 2001.
Próxima aula
Biotecnologia na produção e reprodução animal;
Métodos de cultivo de células animais in vitro e transferência de genes;
Clonagem e transgenia de animais.
Explore mais
Leia o artigo Biotecnologias de Terceira Geração.
Assista aos vídeos:
Técnica do DNA Recombinante
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Biotecnologia e propriedade industrial
Aula 2: Biotecnologia animal
Apresentação
Nesta aula, abordaremos os aspectos relativos à Biotecnologia na produção e reprodução animal.
Enfatizaremos os métodos de cultivo de células animais in vitro, a transferência de genes e clonagem animal e, ainda,
conheceremos as aplicações e aspectos relativos à transgênese animal.
Objetivos
Identi�car as técnicas biotecnológicas utilizadas na produção, reprodução e clonagem animal;
Descrever o cultivo de células in vitro e transferência de genes;
Explicar a transgênese animal, suas aplicações e aspectos éticos.
Como é a produção animal atualmente?
 Genética dos frangos | Fonte: Comprerural.
 
 
 
 
O uso da Biotecnologia mudou a forma de produção animal,
que, ao invés de ser apenas de subsistência e extrativista,
passou também a ser conduzida como atividade comercial.
Essa mudança ocorreu porque os produtores começaram a
empregar técnicas de seleção arti�cial em várias raças e
linhagens de animais domésticos, para intensi�car a
frequência de genes economicamente viáveis, aumentando
a qualidade dos produtos de origem animal e tornando-os
mais e�cientes.
Os cientistas por meio de estudos básicos e experimentais sobre tecnologias clássicas, como transferência de embriões, e
tecnologias avançadas de produção de embriões in vitro ou clonagem por transferência nuclear de células somáticas,
conseguiram transferir genes humanos, que fabricam proteínas úteis em ovelhas e vacas, para produzir, por exemplo:
Agentes de coagulação do sangue para tratar a hemo�lia.
Alfa-1-antitripsina para tratar a �brose cística e outras condições pulmonares.
Os estudos contribuíram também com informações sobre a fertilidade, a qualidade e desenvolvimento dos ovócitos, no gado,
possibilitando uma produção leiteira mais e�ciente com o aumento da qualidade e quantidade de leite produzido.
Atenção
 Fonte: Pinimg.
Promotores de crescimento, incluindo substâncias
hormonais, são utilizados na produção animal para
estimular o crescimento dos bezerros, impactando na
produção do leite em vacas em aleitamento.
Embora o uso de substâncias hormonais ativas na
produção animal tenha aumentado, a oposição ao seu uso
também cresceu devido à possibilidade teórica de que
resíduos em tecidos comestíveis possam colocar em risco
os consumidores.
Saiba mais
Assista ao vídeo Seleon Biotecnologia - Moderna por Natureza.
Progenitores no aprimoramento genético
A escolha dos progenitores no aprimoramento genético
deve baseada em características produtivas e estéticas que
bene�ciem de forma positiva os proprietários dos animais
em questão.
Para a avaliação das melhores características é vital que o
planejamento leve em consideração o contexto econômico
e ambiental em que se inserem.
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Os programas de melhoramento genético utilizam a
inseminação arti�cial por ser uma técnica simples e de
baixo custo. Outra vantagem é que, com essa técnica, é
possível evitar doenças transmitidas nas relações sexuais.
Saiba mais
Assista ao vídeo Melhoramento genético de bovinos de leite.
Mapas genéticos
O mapeamento baseado em frequências de recombinação pode ser construído com base na genotipagem de marcadores
genéticos do DNA obtido de populações de referência.
  
Assim, para o desenvolvimento de mapas genéticos, é necessária a detecção de QTL usando marcadores genéticos,
favorecendo a compreensão de como a variação genética in�uencia a característica de interesse e o uso de técnicas baseadas
em PCR e como marcadores microssatélites aumentam a e�ciência dos processos de mapeamento.
Atenção! Aqui existe uma videoaula, acesso pelo conteúdo online
Saiba mais
Veja os seguintes vídeos:
Fecundação In Vitro na Consultec (ES) - Ouro�no em Campo.
Sterile Cell Culture Technique.
Globo Rural - Produção in vitro de embriões Bovinos - Brio Embryo
Técnicas de manipulação genética
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 Por PopTika. | Fonte: Shutterstock.
O cultivo de células foi um método desenvolvido para estudar o comportamentode células animais em um ambiente
controlado.
Dependendo da sua origem, as células animais crescem como uma monocamada aderente ou em suspensão. As células em
cultura possuem, inicialmente, características semelhantes aos seus tecidos de origem.
As técnicas de manipulação genética permitem que genes de eucariotos sejam inseridos em células procarióticas e que estas,
ao se multiplicarem, sejam capazes de propagarem esses genes.
Para produção de animais através de manipulações genéticas, o DNA exógeno deve ser introduzido em células totipotentes
com capacidade para se diferenciarem e produzirem outras células.
 (Fonte: Wikipedia).
Transfecção
Nem todas as proteínas eucarióticas, contudo, são
sintetizadas e�cientemente em bactérias. Em função dessa
limitação, foi desenvolvido um sistema para a expressão de
proteínas biologicamente ativas por meio da transfecção
destes genes para células eucarióticas.
 
A transfecção constitui na introdução de um vetor genético
em uma célula hospedeira. O sistema de expressão de
baculovírus em células de insetos é apropriado para a
síntese de proteínas eucarióticas.
 
Atenção! Aqui existe uma videoaula, acesso pelo conteúdo online
A tecnologia para construção de vetores de baculovírus é feita com base em plasmídeos de transferência. Após a construção
do plasmídeo, é feita a transfecção da célula do inseto, utilizando-se o DNA do vírus parental e o DNA do plasmídeo.
 
Durante a infecção viral, por recombinação homóloga, o gene original no vírus é substituído pelo gene de interesse contido no
plasmídeo. O vírus recombinante formado é, então, selecionado por plaqueamento em células infectadas, permitido a produção
de inseticidas virais geneticamente modi�cados usados para o controle biológico de insetos.
https://estacio.webaula.com.br/cursos/go0266/aula2.html
Clonagem animal
A clonagem animal gera cópias idênticas de indivíduos. O
processo é por transferência nuclear, no qual o núcleo de
uma célula doadora é removido e transferido para outra
célula onde o núcleo foi previamente retirado,
desenvolvendo-se embrionariamente e originando um
indivíduo igual ao doador celular.
 
A clonagem molecular engloba a clonagem de um ou mais
genes ou um pedaço longo de DNA, produzindo muitas
cópias de diferentes combinações genéticas. A clonagem
celular constitui linhagens de células como os anticorpos
monoclonais e a clonagem de organismo multicelular.
 Fonte: Genética Animal
<//www.geneticaanimal.com.br/sites/default/files/clonagem.jpg >
 Fonte: Eu amo meus animais <//euamomeusanimais.com.br/wp-
content/uploads/2014/02/clonegirinos.jpg > .
A clonagem utiliza vetores que geram clones por meio da
multiplicação de moléculas de DNA recombinante. A
escolha do vetor vai depender do tamanho do fragmento do
DNA.
 
Os plasmídeos, os bacteriófagos e os Cosmídeos são
exemplos de vetores.
https://www.geneticaanimal.com.br/sites/default/files/clonagem.jpg
https://euamomeusanimais.com.br/wp-content/uploads/2014/02/clonegirinos.jpg
Como a clonagem acontece?
Na clonagem, o núcleo de uma célula do animal que se
pretende clonar é transferido para um óvulo de outro animal
da mesma espécie, ao qual se retirou o núcleo.
 
Esse tipo de clonagem apresenta inúmeras aplicações
cientí�cas e comerciais, incluindo a preservação de animais
de genética desejável.
Esse procedimento foi utilizado para a obtenção da Dolly,
por meio da transferência do núcleo de uma célula somática
da glândula mamária de uma ovelha para um óvulo
enucleado, fazendo com que este começasse a comportar-
se como um óvulo recém-fecundado por um
espermatozoide.
 Fonte: Eu amo meus animais <//euamomeusanimais.com.br/wp-
content/uploads/2014/02/clonegirinos.jpg > .
 Fonte: Ghente <//www.ghente.org/imagens/temas/clonagem/clonagem_dolly.gif >
A clonagem é a replicação de certos tipos de células a partir
de uma célula "mãe" ou a replicação de uma determinada
parte da célula ou DNA para propagar uma característica
genética desejável especí�ca. 
https://euamomeusanimais.com.br/wp-content/uploads/2014/02/clonegirinos.jpg
https://www.ghente.org/imagens/temas/clonagem/clonagem_dolly.gif
Tipos de clonagem
Existem três tipos de clonagem:
Clique nos botões para ver as informações.
Utilizada para obter várias cópias de um gene ou outro pedaço de DNA, depois isolar ou "cortar" o DNA de sua fonte e, em
seguida, “colá-lo” em um vetor de DNA que possa ser replicado. Pode ser gerado por PCR ou nas células.
Clonagem de DNA 
Projetada como terapia para uma doença. O núcleo de uma célula é inserido em um óvulo fertilizado cujo núcleo foi
removido. O ovo nucleado começa a se dividir repetidamente para formar um blastocisto.
Os cientistas, então, extraem células-tronco do blastocisto e as usam para cultivar células que são uma combinação
genética perfeita para o paciente. As células criadas por clonagem terapêutica podem então ser transplantadas para o
paciente para tratar uma doença da qual ele sofre.
Clonagem terapêutica 
Usada quando a intenção é gerar um animal que possua o mesmo DNA nuclear que outro animal existente atualmente ou
anteriormente. 
Clonagem reprodutiva  
O processo usado para gerar esse tipo de animal clonado é
chamado transferência nuclear de células somáticas.
 Fonte: Nanocell <//nanocell.org.br/wp-
content/uploads/2013/10/peixe_transgenico.png >
Saiba mais
Assista aos vídeos:
In Vitro Clonagem - Globo Rural
Reportagens Transgênicos
Os Organismos Geneticamente Modi�cados
https://nanocell.org.br/wp-content/uploads/2013/10/peixe_transgenico.png
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O que é um animal transgênico?
Na maioria dos animais, as células somáticas, e as células germinativas, separam-se cedo nas primeiras etapas de
desenvolvimento dos embriões. A introdução de DNA estranho nas células de um animal produz um animal transgênico, com
capacidade para transmitir a sua linha germinativa nesse DNA exógeno, sendo a molécula de DNA exógeno o transgene que
pode conter um ou mais genes diversos.
Um animal transgênico é aquele que apresenta introduzido em seu genoma, por intervenção humana, moléculas de DNA
recombinante exógenas, ou seja, DNA estranho aquele organismo.
A técnica foi desenvolvida no �nal da década de 1970 em camundongos, o mamífero cujo genoma é, até hoje, o mais
facilmente manipulável.
Saiba mais
Assista ao vídeo: Como são feitos os animais transgênicos?
A transgenia permite a alteração de DNA já existente no animal, por meio da recombinação homóloga em células-tronco
embrionárias.
Exemplo
É possível, com isso, a criação de animais de grande porte com características comercialmente interessantes como:
Vacas que produzem mais leite.
Leite com menos lactose ou colesterol.
Porcos e gado com mais carne.
Ovelhas que produzem mais lã.
Animais resistentes a doenças, como a gripe suína ou a febre aftosa em bovinos.
Você sabe o que é um animal nocaute?
A transgenia vem sendo utilizada para a criação de porcos compatíveis imunologicamente com o ser humano. Por meio da
técnica de nocaute, foi produzida uma linhagem de porcos que não expressa uma proteína imunogênica em seres humanos.
 
Um animal nocaute é um animal que é nulo para um determinado gene, ou seja, esse gene teve seus alelos modi�cados
geneticamente de modo a não mais produzirem uma proteína ativa.
 
Ainda não sabemos os riscos que os xenotransplantes podem causar à saúde humana devido ao risco de transmissão de
patógenos suínos.
Atenção! Aqui existe uma videoaula, acesso pelo conteúdo online
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Saiba mais
Assista ao vídeo: É correto criar órgãos humanos em porcos?
Transgenia na produção de fármacos
A transgenia em animais de grande porte vem sendo
utilizada para a produção de fármacos. Podem ser obtidos
do leite de vacas, cabras ou ovelhas transgênicas produtos
como:
Insulina.
Hormônio de crescimento.
Fator de coagulação.
 
Transgenia na indústria
A aplicação da transgenia na indústria, de forma equivalente
à na medicina, visa à criação de biorreatores, animaistransgênicos de grande porte produzindo uma proteína de
interesse comercial em algum tecido de fácil puri�cação.
Um exemplo é a cabra transgênica que produz em seu leite
uma proteína da teia de aranha.
A puri�cação em grande escala desses polímeros a partir do
leite permite a criação de um material leve e �exível com
enorme resistência, que poderá ser usado em aplicações
militares (coletes e uniformes a prova de bala) e médicas
(�o de sutura), entre outras.
Comentário
A transgênese pode desa�ar alguns ensinamentos e, às vezes, é vista como colocando os humanos na posição de “brincar de
Deus”, criando novas formas de vida. No entanto, a pesquisa e o uso desses animais permanecem controversos.
 
Questões éticas e morais, de bem-estar animal, interesses e equidade dos pacientes, além de questões econômicas, comerciais e
regulatórias, precisam ser discutidas para que essas novas tecnologias emergentes sejam usadas de maneiras socialmente
aceitáveis e seguras.
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Atividade
1. A produção animal passou ser conduzida como uma atividade comercial. Em que se baseia os programas de melhoramento
genético empregado para aumentar a produção de alimentos e a qualidade dos produtos de origem animal. Como são escolhidos
os progenitores das gerações seguintes?
2. Para reprodução animal por meio de manipulações genéticas, é necessário modi�car o DNA inclusive das células das linhas
germinativas para tornar os efeitos dessas manipulações hereditárias. Qual a técnica utilizada?
3. A Biotecnologia Animal tem fornecido novas ferramentas para os programas de melhoramento e, dessa forma, contribuído para
identi�cação dos genes responsáveis pelas características fenotípicas de interesse zootécnico. Quais as estratégias utilizadas
para a identi�cação desses genes?
4. Uma célula somática de mamífero, já diferenciada, pode ser reprogramada ao estágio inicial e voltar a ser totipotente. Dessa
forma, a transferência do núcleo de uma célula somática da glândula mamária de uma ovelha para um óvulo enucleado faz com
que este comece a comportar-se como um óvulo recém-fecundado por um espermatozoide. O texto se refere a qual técnica da
Biotecnologia Animal?
5. A introdução de DNA exógeno em um oócito fertilizado ou em uma célula de um embrião em início de formação pode originar
um animal transgênico com capacidade para transmitir à sua linha germinativa esse DNA exógeno. O que é um DNA
recombinante exógeno?
Notas
transfecção
Transfecção é o processo de introdução intencional de ácido nucleicos nas células. O termo é usado sobretudo para métodos
não virais nas células eucarióticas. Pode também referir-se a outros métodos e outros tipos de células, embora sejam
preferidos outros termos. Transformação é usado para descrever a transferência não viral de ADN nas bactérias, células
eucarióticas não animais e nas células de plantas – uma forma particular de transformação refere-se a modi�cações genéticas
espontâneas, como a carcinogênese. O termo transdução é normalmente usado para descrever a transferência de ADN
mediada por vírus.
Referências
GONÇALVES, P.B.D.; FIGUEIREDO, J.R.; FREITAS, V.J.F. Biotécnicas Aplicadas à Reprodução Animal. 2. ed. Editora: Roca, 2008.
GRIFFITHS, J.F.; WESSLER, S.R.; CARROLL, S.B.; DOEBLEY, J. Introdução à Genética. 11. ed. Rio de Janeiro: Ed. Guanabara
Koogan S.A., 2015.
RAMALHO, M.A; SANTOS, J.B.; PINTO, C.A.B.P., SOUZA, E.A.; GONÇALVES, F.M.A.; SOUZA, J.C. Genética na agropecuária. 5. ed.
Lavras, Minas Gerais: Ed. UFLA, 2012.
WATSON, J.D.; BAKER, T.A. Biologia Molecular do Gene. 5. ed. Porto alegre: Artmed, 2006.
Próxima aula
Diferentes técnicas de Transformação genética de plantas;
Principais métodos em Biotecnologia vegetal: cultivo in vitro, micropropagação, produção de sementes arti�ciais e
melhoramento genético;
Transgênese em plantas e suas principais aplicações.
Explore mais
Assista ao vídeo: Biotecnologia animal e melhoramento.
Leia os textos:
Aplicações da Biotecnologia na produção animal
Cultivo celular
Genética e Biotecnologia
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Biotecnologia e propriedade industrial
Aula 3: Biotecnologia vegetal
Apresentação
Nesta aula, abordaremos conceitos sobre a transformação genética em plantas, destacando as diferentes técnicas
utilizadas.
Além disso, conheceremos os conceitos e as aplicações do cultivo in vitro, da micropropagação, da produção de sementes
arti�ciais, do melhoramento e da transgenia vegetal.
Objetivos
Explicar a transformação genética de plantas, bem como as aplicações do Sistema de Agrobacterium, da
transferência via biolística e via eletroporação de protoplastos;
Diferenciar cultivo in vitro, micropropagação, produção de sementes arti�ciais e melhoramento vegetal;
Descrever a transgênese vegetal e suas aplicações.
Palavras iniciais
Tudo começou há muitos anos, com a domesticação de plantas , cultivadas geralmente, por razões econômicas.
Os primeiros processos de domesticação são inferidos a partir do exame de culturas silvestres em comparação com as
culturas existentes nos níveis morfológico, �siológico e genético.
https://estacio.webaula.com.br/cursos/go0266/aula3.html
 (Fonte: Seednews.)
Após esses primeiros processos, tornou-se possível desenvolver novos genótipos de culturas incorporando características
projetadas por meio do entendimento da genética e da genômica de espécies vegetais.
A biotecnologia vegetal consiste na introdução de características desejáveis, através de
modi�cações genéticas, com o objetivo especí�co de incorporar melhorias socioeconômicas,
englobando a agrobiotecnologia e a biotecnologia vegetal industrial.
 (Fonte: Science in HD / Unsplash.)
A agrobiotecnologia aborda os aspectos referentes à multiplicação de plantas em grande escala, propagação clonal de plantas,
eliminação de vírus, hibridização somática e engenharia genética de plantas.
Multiplicação de plantas em grande escala
A multiplicação de plantas em grande escala constituiu a primeira
aplicação, em nível industrial, da tecnologia da cultura in vitro.
Na cultura de tecidos in vitro de plantas superiores,os
fatores genéticos são primordiais na determinação do nível
de resposta da cultura.
O primeiro passo na melhoria das culturas é identi�car
genótipos de plantas que sejam competentes, cujo
desempenho é continuamente aprimorado por fatores não
genéticos que afetam a resposta da cultura de tecidos.
A regeneração de plantas na cultura in vitro pode ocorrer por
organogênese e por morfogênese.
 Autor: Tims2015 (Fonte: Wikimedia Commons).
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A organogênese é um processo que envolve várias etapas, começando pela formação dos meristemas até o
enraizamento e a aclimatização. Nesse processo, a nova plântula forma-se a partir de tecidos iniciais sem passar por um
desenvolvimento embrionário, sendo possível, em curto espaço de tempo, produzir elevado número de plantas capazes de
serem transferidas para o solo e atingirem as condições exigidas para a comercialização.
Ortogênese 
A morfogênese engloba a indução de desenvolvimento organizado em plantas, etapa que depende da escolha criteriosa
do inóculo inicial ou explante e das condições de cultivo, além da multiplicação e do desenvolvimento das células
competentes, dando origem aos embriões ou nódulos organogênicos.
Morfogênese 
Saiba mais
Para saber mais sobre o assunto, assista ao vídeo Plantas que você multiplicar com estacas e folhas – excelentes resultados.
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A micropropagação de gemas axilares e a indução de gemas adventícias constituem duas alternativas de multiplicação clonal
de plantas lenhosas de importância comercial. Embora tenham sido estabelecidos protocolos, o sucesso do processo depende
do genótipo, veri�cando-se alguns casos de respostas diferentes entre clones da mesma espécie.
Essa metodologia apresenta limitações, como:
a di�culdade de enraizamento de estacas provenientes de plantas adultas;
o perigo de disseminaçãode vírus e outros agentes patogênicos, endógenos, contidos nas estacas utilizadas em
propagação.
Saiba mais
Para saber mais sobre o assunto, assista ao vídeo Mudas e plantas feitas a partir de estacas de raiz.
Propagação clonal de plantas
A propagação clonal de plantas baseia-se na totipotência. O crescimento clonal é caracterizado pela capacidade das plantas
em produzir unidades de brotação e raízes (rametes) que são geneticamente idênticas às progenitoras e potencialmente
independentes.
 
A hibridização somática é baseada na fusão de protoplasmas de duas populações paternas, originando produtos de fusão que
contêm uma mistura de genomas parentais. Assim, são obtidas plantas com combinações genéticas nucleares (híbridos
somáticos) e/ou citoplasmáticas (cíbridos).
Saiba mais
Para saber mais sobre o assunto, assista ao vídeo Biorreatores: segurança e economia na produção de mudas.
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As plantas podem ser transformadas geneticamente através da
adição de um ou mais genes.
Os pesquisadores descobriram, ao estudarem o sistema de transformação do genoma de plantas, que as bactérias
�topatogênicas, aquelas que causam doenças em plantas, como a Agrobacterium, eram vetores naturais muito e�cazes para a
obtenção dessas modi�cações. Então, a compreensão desse sistema e os mecanismos nele envolvidos proporcionaram
melhor e�cácia quanto à regulação de genes.
A utilização de Agrobacterium tumefaciens ou de A. rhizogenes na transferência de genes se baseia na capacidade que essas
bactérias, encontradas no solo, possuem de infectar um grande número de plantas.
 (Fonte: Designua / Shutterstock.)
Para que o fenótipo das plantas seja transformado, deve-se
inserir, através da zona de ferida, um plasmídeo Ti (indutor
de tumorogênese) ou de um plasmídeo Ri (indutor de raízes)
provocando a formação de tumores crown gall e hairy roots,
respectivamente.
A impossibilidade de infecções de algumas plantas com
Agrobacterium se deve à ausência de receptores na planta,
incapacitando a ligação com a bactéria.
Saiba mais
Para saber mais sobre o assunto, assista ao vídeo Micropropagação in vitro de bananeiras.
Conheça, a seguir, alguns tipos de transferências possíveis:
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A transferência mediada por vetores pode utilizar, além dos plasmídeos Ti de A. tumefaciens e Ri de A. rhizogenes,
vetores como os vírus Caulimovirus e Geminivirus.
Transferência mediada por vetores 
Outra forma de transferência de genes é a transferência direta, que não requer qualquer tipo de vetor e pode ser feita pela
transferência de DNA para protoplastos ou pela transferência por bombeamento de partículas. A integração de DNA nos
protoplastos é facilitada pela plasmalema, que permite que o DNA estranho seja incorporado no protoplasma de uma
determinada população, regenerando em plantas transgênicas.
Transferência direta 
A transferência de genes por bombardeamento de partículas se baseia na capacidade de micropartículas de ouro ou
tungstênio recobertas com DNA transferirem, com um único disparo, genes para um elevado número de células.
Transferência de genes por bombardeamento de partículas 
Saiba mais
Para saber mais sobre o assunto, assista ao vídeo Transgênicos – método biolístico.
Engenharia genética de plantas
A engenharia genética de plantas consiste na manipulação molecular de genes de interesse e depende da disponibilidade de
vetores de transformação das células das plantas.
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 (Fonte: Artem Oleshko / shutterstock.)
Os progressos veri�cados na biologia molecular de plantas, em particular no isolamento e na caracterização de genes,
acompanhados do desenvolvimento de técnicas de transferência de DNA, têm proporcionado o melhoramento genético de um
número crescente de espécies vegetais, fornecendo também conhecimentos de base sobre os processos bioquímicos,
�siológicos e moleculares que controlam o desenvolvimento em plantas.
A disponibilidade cada vez maior de genes de interesse abre caminho para o desenho de plantas com características
especí�cas de produção, resistência, entre outras, com enorme potencial na agricultura e na indústria.
 Resumo esquemático das possíveis rotas morfogenéticas de plantas in vitro (Fonte: ufsc).
A propagação de plantas usando sementes arti�ciais ou sintéticas é uma técnica promissora para propagação de plantas
transgênicas, plantas não produtoras de sementes, poliploides com características de elite e linhagens de plantas com
problemas na propagação de sementes. Sendo de natureza clonal, a técnica reduz o processo de seleção do melhoramento
convencional de recombinação.
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A tecnologia fornece ainda métodos para a preparação de análogos
de sementes chamados sementes sintéticas ou sementes arti�ciais
dos micropropágulos, como embriões somáticos.
A rápida melhoria nos métodos de embriogênese somática permite o uso de embriões somáticos na micropropagação de
plantas.
Saiba mais
Para saber mais sobre o assunto, assista a um episódio da websérie Era da mecanização da cana: desa�os e oportunidades
sobre a semente de cana e a esperança do setor para voltar a crescer.
A expressão de genes humanos em plantas transgênicas
apresenta impacto signi�cativo na produção e no
desenvolvimento de medicamentos.
No entanto, a utilização de plantas transgênicas para a
obtenção de produtos ainda é incipiente, devendo ser
considerados os potenciais benefícios sem desconsiderar
os riscos eminentes para a saúde humana e o meio
ambiente.
 (Fonte: chuttersnap / Unsplash).
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https://estacio.webaula.com.br/cursos/go0266/aula3.html
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 (Fonte: Lightspring / Shutterstock.)
Um assunto muito discutido tem sido a introdução de milho
manipulado com a proteína de Bacillus thuringiensis (Bt).
Para alguns, as toxinas do milho Bt não constituem qualquer
ameaça para os diferentes organismos do solo, porém
outros consideram uma ameaça ao equilíbrio ecológico,
comprometendo a entomofauna.
Saiba mais
Para saber mais sobre o assunto, assista ao vídeo Combate a lagartas em culturas agrícolas.
Atividade
1. A biodiversidade está sob séria ameaça como resultado de atividades humanas. Os principais perigos em todo o mundo são
crescimento populacional e consumo de recursos, entre outros. Como a biotecnologia vegetal pode contribuir para minimizar
esse grave problema?
2. A capacidade de regeneração de plantas tem sido explorada na agricultura para �ns de propagação de variedades
selecionadas, sanitização de vírus e desenvolvimento de ferramentas biotecnológicas. Em que consiste o processo de
organogênese em plantas?
3. A hibridação tem desempenhado um papel importante na evolução de muitas linhagens. Com a crescente disponibilidade de
ferramentas genômicas e os avanços nas análises genômicas, está cada vez mais claro que o �uxo gênico entre táxons
divergentes pode gerar nova diversidade fenotípica, permitir a adaptação a novos ambientes e contribuir para a especiação. O que
é hibridização?
4. Que partes das plantas são mais adequadas para serem usadas como explante em uma cultura in vitro?
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5. Observe o trecho a seguir:
“A transformação genética usando a Agrobacterium tumefaciens como vetor é bem empregada em plantas. Uma aplicação dessa
técnica seria a mutação aleatória de genes que pode ajudar a elucidar a função de muitos genes ainda desconhecidos” (LIMA,
2006).
Explique como ocorre a ligação dessa bactéria com as células da planta hospedeira.
Notas
Plantas domesticadas
As plantas domesticadas diferem de seus parentes selvagens por dependerem da intervenção humana para �ns de
reprodução, nutrição, saúde, plantio e dispersão.
Embriões somáticos
Embriões somáticos podem ser encapsulados em vários sistemas de geli�cação para formar sementes arti�ciais quesão
facilmente armazenadas e transportadas por longas distâncias.
Referências
BESPALHOK, J. C.; GUERRA, E. P.; OLIVEIRA, R. de. Biotecnologia no melhoramento de plantas. Plantas transgênicas. In:
BESPALHOK, J. C.; GUERRA, E. P.; OLIVEIRA, R. de. Melhoramento de plantas. Curitiba: UFPR, 2019a. cap. 5, p. 15-25.
BESPALHOK, J. C.; GUERRA, E. P.; OLIVEIRA, R. de. Melhoramento de plantas autógamas por hibridação. In: BESPALHOK, J. C.;
GUERRA, E. P.; OLIVEIRA, R. de. Melhoramento de plantas. Curitiba: UFPR, 2019b. cap. 7, p. 11-17.
BRASILEIRO, A. C. M.; LACORTE, C. Agrobacterium: um sistema natural de transferência de genes para plantas. Biotecnologia.
v. 15, p. 12-15, 2000.
LIMA, N.; MOTA, M. (coord.). Biotecnologia: fundamentos e aplicações. Lisboa: Lidel, 2003. p. 401-427.
LIMA, S. S. Uso biotecnológico da agrobacterium tumefaciens. Viçosa: Biologia em Foco. n. 44, abr. 2006.
Próxima aula
Conceitos em biotecnologia ambiental;
Processos de biorremediação;
Bioplásticos, formação e aplicações;
Produção de biocombustíveis;
Biotecnologia aplicada ao controle da poluição.
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Explore mais
Leia o artigo Biotecnologia na agricultura.
Assista aos seguintes vídeos:
Passo a passo – multiplicação de mudas de batata-doce;
Os transgênicos são perigosos?
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Biotecnologia e propriedade industrial
Aula 4: Biotecnologia ambiental
Apresentação
Nesta aula, abordaremos os conceitos e as aplicações da biotecnologia ambiental, compreendendo os processos de
biorremediação, de formação de bioplásticos e de produção de biocombustíveis.
Além disso, enfatizaremos sobre as aplicações da biotecnologia para o controle da poluição.
Objetivos
Diferenciar os processos de biorremediação e as aplicações da biotecnologia no controle da poluição;
Explicar a formação de bioplásticos;
Descrever o processo de produção de biocombustíveis.
Palavras iniciais
A ideia de poluição ambiental abrange, entre outras coisas, o destino �nal inadequado de resíduos, o uso incorreto e o
lançamento acidental de compostos químicos, contaminando solos, águas super�ciais e subterrâneas, além de ambientes
marinhos, representando riscos globais ao meio ambiente e à saúde humana.
 © Tomas Castelazo, www.tomascastelazo.com / Wikimedia Commons
A biotecnologia ambiental é um sistema de conhecimento cientí�co e
de engenharia relacionado ao uso de microrganismos e seus produtos
na prevenção da poluição ambiental através do biotratamento de
resíduos sólidos, líquidos e gasosos, da biorremediação de ambientes
poluídos e do biomonitoramento de processos ambientais.
Biotecnologia ambiental
A biotecnologia ambiental está emergindo como um campo distinto, que combina as disciplinas de ciências biológicas,
ecologia e engenharia relacionadas para explorar processos biológicos (principalmente microbianos) em aplicações
ambientais, agrícolas e de tratamento de resíduos.
As vantagens do tratamento biotecnológico de resíduos são as seguintes:
1
Biodegradação ou desintoxicação de um amplo espectro de
substâncias perigosas por microrganismos naturais.
 
 
2
Disponibilidade de uma ampla gama de métodos
biotecnológicos para a destruição completa de resíduos
perigosos e diversidade das condições adequadas para
biodegradação.
Entre as técnicas utilizadas, a biorremediação é uma importante ferramenta para regenerar ambientes contaminados,
apresentando menor agressão ao ecossistema envolvido e podendo, assim, ser um meio de amenizar os danos causados.
https://estacio.webaula.com.br/cursos/go0266/aula4.html
Atenção! Aqui existe uma videoaula, acesso pelo conteúdo online
Saiba mais
Para saber mais sobre o assunto, assista ao vídeo Biorremediação – 1 minuto com ciência.
Essa técnica pode ser empregada para atacar contaminantes especí�cos no solo e em águas subterrâneas. Apresenta como
vantagem o baixo custo e a pouca interferência no ambiente.
Os sistemas microbianos, como bactérias, fungos e plantas, são mais amplamente empregados em programas de
biorremediação, e os processos metabólicos dos organismos, principalmente os contaminantes, usam como energia fontes
que resultam em subprodutos não tóxicos ou menos tóxicos.
Saiba mais
Para saber mais sobre o assunto, assista ao vídeo Biotecnologia na recuperação de áreas contaminadas.
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Os tipos de técnicas utilizadas na biorremediação in situ estão divididas em bioestimulação, bioaumentação, bioventilação,
biorremediação intrínseca e �torremediação. Vamos conhecer um pouco mais algumas delas a seguir.
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Fitorremediação é o processo que consiste no uso de plantas para remoção de poluentes de solo ou água contaminados.
A �torremediação é uma alternativa ambientalmente amigável e econômica se comparada às atuais tecnologias de
remediação.  A contaminação do solo e da água com resíduos orgânicos ou inorgânicos apresenta grandes problemas, e
a remediação ambiental baseada em plantas tem sido amplamente adotada como uma tecnologia de limpeza favorável
para remover poluentes do meio ambiente ou torná-los inofensivos.
Fitorremediação 
A bioestimulação ocorre quando há crescimento de microrganismos naturais (autóctones). O processo consiste na
aplicação de microrganismos alóctones para aumentar a habilidade dessas comunidades em degradar a carga poluente
presente na biota.
Bioestimulação 
A biorremediação intrínseca utiliza o processo natural para a degradação dos poluentes, mas a descontaminação é lenta,
sendo necessário o monitoramento do local por um longo período.
Biorremediação intrínseca 
A bioventilação, por sua vez, é caracterizada pela injeção de ar ou oxigênio em solo e águas subterrâneas contaminados,
sendo ideal para grandes áreas contaminadas e mais e�ciente em ambiente aeróbio.
Bioventilação 
O papel das cianobactérias
 (Fonte: Dr. Norbert Lange / Shutterstock.)
Estudos recentes mostraram que locais poluídos por petróleo são ricos em
consórcios de cianobactérias capazes de degradar os componentes do
óleo. As cianobactérias desses consórcios facilitaram os processos de
degradação.
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Engenharia genética integrada à biorremediação
A engenharia genética integrada à biorremediação auxilia na manipulação do genoma bacteriano, podendo aumentar a
desintoxicação de metais tóxicos e a restauração de locais contaminados. Essas técnicas incluem engenharia genética com
genes ou operons únicos, construção de vias e alternâncias das sequências de genes existentes.
Saiba mais
Para saber mais sobre o assunto, assista ao vídeo Fotorremediação: o uso de plantas para descontaminação ambiental.
Bioplásticos
A poluição por plásticos se tornou um problema global e uma ameaça à saúde ambiental e humana. 
Os bioplásticos bacterianos ou poli-hidroxialcanoatos, PHAs,
são um material lipídico acumulado por uma grande
variedade de microrganismos, quando em presença de
fontes abundantes de carbono.
Representam uma classe complexa de poliésteres
bacterianos de ocorrência natural, reconhecidos como bons
substitutos para polímeros produzidos petroquimicamente
não biodegradáveis.
 (Fonte: Brian Yurasits / Unsplash.)
As fontes de carbono assimiladas são processadas bioquimicamente em unidades de monômero de hidroxialcanoato,
polimerizadas e, em seguida, armazenadas na forma de inclusões insolúveis em água (ou grânulos) no citoplasma celular.
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 (Fonte: SerPhoto / Wikipedia.)
O PHA tem sido o foco de atenção nas últimas três
décadas como um substituto potencial para plásticos à
base de petroquímicos não biodegradáveis.
Isso ocorre porque o PHA é um material biodegradável ideal,
que pode ser completamente mineralizado em água e
dióxido de carbono pela ação de microrganismos que
ocorre naturalmente.
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Biodiesel
O biodiesel tem recebido muita atenção nos últimos anos. Trata-sede um combustível renovável, e�ciente, ecológico e
biodegradável, feito a partir de óleo vegetal, incluindo óleo de cozinha usado.
https://estacio.webaula.com.br/cursos/go0266/aula4.html
 (Fonte: SerPhoto / Shutterstock.)
Embora numerosos relatórios estejam disponíveis sobre a produção de biodiesel a partir de óleos vegetais de plantas
oleaginosas, como soja, girassol e óleo de palma, a produção de biodiesel a partir de microalgas é um campo emergente
recentemente.
A biotecnologia de microalgas parece possuir alto potencial para a produção de biodiesel, porque agora é possível um aumento
signi�cativo no conteúdo lipídico de microalgas através de abordagens de cultivo heterotró�co e engenharia genética.
Como um combustível alternativo e renovável, a produção de biodiesel é diretamente proporcional à produção de seu principal
coproduto, o glicerol bruto.
https://estacio.webaula.com.br/cursos/go0266/aula4.html
Saiba mais
Para saber mais sobre o assunto, assista ao vídeo Fabricação de biodiesel é feita a partir de óleo de fritura.
 (Fonte: A_Ple / Shutterstock.)
Bioetanol
Além do biodiesel, o bioetanol é o principal combustível
usado como substituto da gasolina para veículos de
transporte rodoviário, sendo produzido, principalmente, pelo
processo de fermentação do açúcar, embora também possa
ser fabricado por processos químicos.
As principais fontes de açúcar necessárias para a produção de etanol vêm de culturas como cana-de-açúcar, bagaço de cana,
algas e biomassa residual, entre outras.
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Biomassa lignocelulósica
A biomassa lignocelulósica é um dos recursos de energia renovável e limpa mais promissores para reduzir as emissões de
gases de efeito estufa e a dependência de combustíveis fósseis.
A produção de etanol a partir de materiais lignocelulósicos é um dos maiores desa�os da atualidade, principalmente pela
di�culdade de acesso dos microrganismos devido à presença de lignina, motivo pelo qual são necessários pré-tratamentos.
Saiba mais
Para saber mais sobre o assunto, assista ao vídeo Etanol de Segunda Geração (Etanol 2G) – produção de energia alternativa com
apoio do BNDES.
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Biotecnologia ambiental
As transformações baseadas nos sistemas biológicos têm vários
atributos potencialmente favoráveis para a mitigação de impactos
ambientais.
A biotecnologia ambiental tem contribuído com conhecimentos sobre os mecanismos que regulam o funcionamento desses
organismos, por meio dos quais vem oferecendo métodos econômicos e ambientalmente adequados para o controle da
poluição, com base na melhoria da qualidade ambiental.
 (Fonte: DW2630 / Shutterstock.)
A biotecnologia ambiental tem concentrado esforços para o
desenvolvimento de tecnologias capazes de limpar os ambientes aquático,
terrestre e aéreo, através de técnicas de remediação ambiental, prevenção,
detecção e monitoramento de poluição para o tratamento de águas
residuais, do solo e de poluentes gasosos.
Biorremediação de metais pesados
A biorremediação de metais pesados é um processo que consiste em transformar metais altamente tóxicos em substâncias
menos nocivas, usando plantas, algas, fungos, microrganismos ou suas enzimas.
A técnica, empregada para limpar o ambiente poluído, é considerada uma tecnologia mais barata e mais ecológica do que os
meios físico-químicos convencionais. Entre os metais pesados, a poluição por mercúrio (Hg) representa riscos globais ao meio
ambiente e à saúde humana.
 Controle ao uso de mercúrio
 Clique no botão acima.
Controle ao uso de mercúrio
Vários países, inclusive o Brasil, assinaram um acordo global para controlar o uso de mercúrio (Hg) no mundo, a
Convenção de Minamata.
O mercúrio está presente naturalmente no ambiente, mas também é decorrente das atividades antropogênicas, que
contribuem para o aumento da quantidade da ciclagem de mercúrio na Terra.
Nos sistemas aquáticos, o mercúrio pode ser convertido em metilmercúrio, forma mais tóxica, que bioacumula na
cadeia alimentar, representando uma séria ameaça à biota em todo o mundo.
 (Fonte: Artem Oleshko / Shutterstock.)
Saiba mais
Para saber mais sobre o assunto, assista ao vídeo Rio+20 – desa�os da sustentabilidade.
Atividade
1. A poluição é uma alteração indesejável nas características físicas, químicas ou biológicas da atmosfera, litosfera ou hidrosfera,
que causa ou pode causar prejuízo à saúde, à sobrevivência ou às atividades dos seres humanos e de outras espécies ou, ainda,
deteriorar materiais. Com base no exposto, o que são poluentes?
2. O petróleo e seus derivados podem acidentalmente atingir corpos de água nas fases de extração, transporte, aproveitamento
industrial e consumo. Entre os principais efeitos danosos impostos ao meio, está a formação de uma película super�cial que
di�culta as trocas gasosas entre o ar e a água, interferindo na aeração do corpo receptor. Que técnica, envolvendo a utilização de
microrganismos, pode ser utilizada para remediar solos contaminados com petróleo?
3. A biotecnologia ambiental contribui com conhecimentos de extrema importância para a vida no nosso planeta, os quais são
necessários para a resolução de problemas causados pelos diversos tipos de contaminantes ambientais. O desenvolvimento de
bioplásticos contribui para reduzir a quantidade de resíduos. Qual a principal diferença do bioplástico para o plástico comum?
4. Os combustíveis à base de petróleo e os materiais relacionados são fundamentais para as economias dos países
desenvolvidos e em desenvolvimento em todo o mundo. No entanto, esses recursos são �nitos, e espera-se que entrem em um
período de disponibilidade decrescente nas próximas décadas. Quais as alternativas para a substituição dos combustíveis
fósseis?
5. A educação e a conscientização são cada vez mais usadas para controlar e aumentar a e�cácia dos processos de remediação
dos impactos da poluição causada pelos metais pesados no meio ambiente. Uma das técnicas de biorremediação é a
bioaumentação. Explique sua de�nição.
Notas
A biorremediação
A biorremediação é uma técnica que utiliza sistemas biológicos para efetuar a limpeza de poluentes ambientais. O processo se
dá pela ação de microrganismos que utilizam poluentes tóxicos para obtenção de energia, convertendo os contaminantes em
CO2 e H2O, em condições que podem ser tanto aeróbicas como anaeróbicas. Também pode ser realizada in situ, no próprio
local de contaminação ou ex-situ, quando requer a transferência para outro local onde o tratamento seja realizado.
PHA
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O PHA é um termoplástico cristalino com propriedades comparáveis às do polipropileno.
Glicerol bruto
A maioria do glicerol bruto é usada como matéria-prima para a produção de outros produtos químicos de valor agregado,
seguidos por alimentos para animais.
Referências
BUCKERIDGE, M. S.; SANTOS, W. D. dos; SOUZA, A. P. As rotas para o etanol celulósico no Brasil. In: CORTEZ, L. A. B. (coord.).
Bioetanol de cana-de-açúcar: P&D para produtividade e sustentabilidade. São Paulo: Editora Blucher, 2010. p. 365-380.
LIMA, U. A. et al. Biotecnologia industrial – processos fermentativos e enzimáticos. 1. ed. São Paulo: Editora Blucher, 2001. p.
616.
TINÔCO, A. A. P. et al. Avaliação de contaminação por mercúrio em Descoberto, MG. Engenharia sanitária e ambiental. v. 15, n.
4, p. 305-314, 2010.
YANG, Q.; PAN, X. Correlation between lignin physicochemical properties and inhibition to enzymatic hydrolysis of cellulose.
Biotechnology and bioengineering, 2015.
Próxima aula
Tecnologia do DNA recombinante aplicada à saúde;
Biofármacos e kits e reagentes para diagnóstico, vacinas recombinantes, vacinas gênicas;
Terapia gênica, anticorpos monoclonais e células-tronco;
Clonagem terapêutica.
Explore mais
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Biotecnologia e propriedade industrial
Aula 5: Biotecnologia para a saúde
Apresentação
Nesta aula, abordaremos os aspectos relativos à aplicação de técnicas da engenharia genética em biotecnologia,como a
tecnologia do DNA recombinante. 
 
Além disso, enfatizaremos a produção de anticorpos monoclonais, células-tronco, bem como as formas de clonagem
humana permitidas, tendo em vista os avanços obtidos na área da saúde.
Objetivo
De�nir os conceitos de biotecnologia aplicados à saúde e a tecnologia do DNA recombinante;
Inferir sobre a produção de anticorpos monoclonais e células-tronco;
Distinguir os avanços na área da saúde obtidos por meio da biotecnologia.
Palavras iniciais
A saúde humana é uma preocupação crescente em todo o mundo, devido a doenças infecciosas que, muitas vezes, são
negligenciadas. 
 
A biotecnologia tem desempenhado um papel dinâmico na melhoria dos desa�os relacionados à saúde humana, pois possui
�exibilidade para reduzir as diferenças globais de saúde com o fornecimento de tecnologias promissoras, trazendo um novo
olhar através de dispositivos médicos modernos, como clonagem terapêutica e reprodutiva para �ns de diagnóstico e
prevenção.
 (Fonte: Shutterstock).
A aplicação médica da biotecnologia é frequentemente referida como
biotecnologia vermelha.
A biotecnologia dos cuidados de saúde utiliza a química dos organismos vivos através da biologia molecular e da manipulação
celular para desenvolver métodos novos ou alternativos, a �m de encontrar maneiras mais e�cazes de criar produtos
tradicionais.
 (Fonte: Shutterstock).
Os serviços prestados pela biotecnologia, como, por
exemplo, os kits de teste de diagnóstico, as vacinas e a
terapêutica biológica radiomarcada usada para geração de
imagens e análises, proporcionam a melhoria da qualidade
de vida e aumentam a expectativa de vida em todo o
mundo.
Tecnologia recombinante
O uso de técnicas da engenharia genética na biotecnologia introduziu um salto qualitativo no tratamento de patologias,
contribuindo com diagnóstico e�caz, medidas de prevenção e tratamento, incluindo a produção de novos medicamentos e
vacinas recombinantes, e�cazes para as crescentes necessidades de saúde pública global. Nesse cenário, um medicamento
para diagnóstico ou vacina pode ser fabricado por tecnologia recombinante .
 (Fonte: Sciences et avenir).
Atenção! Aqui existe uma videoaula, acesso pelo conteúdo online
A tecnologia envolve vários passos e permite o desenvolvimento e a produção de novas substâncias que estavam além da
capacidade das tecnologias tradicionais. Isso inclui o design e a produção de novos medicamentos com maior potência e
especi�cidade e, consequentemente, menos efeitos colaterais. Um exemplo disso é o tratamento para esclerose múltipla.
Observe , na �gura a seguir, como funciona o procedimento:A tecnologia envolve vários passos e permite o desenvolvimento e
a produção de novas substâncias que estavam além da capacidade das tecnologias tradicionais. Isso inclui o design e a
produção de novos medicamentos com maior potência e especi�cidade e, consequentemente, menos efeitos colaterais. Um
exemplo disso é o tratamento para esclerose múltipla. Observe , na �gura a seguir, como funciona o procedimento:
 Processo de esclerose múltipla. (Fonte: Kaskatic)
Vamos conhecer um pouco mais sobre a tecnologia do DNA recombinante agora.
https://estacio.webaula.com.br/cursos/go0266/aula5.html
 (Fonte: Shutterstock)
 Ligação de um fragmento de
DNA estrangeiro
O primeiro passo da tecnologia consiste na ligação de um
fragmento de DNA estrangeiro, cujas sequências de bases
codi�ca a proteína que se quer produzir em um vetor
adequado a sua introdução no novo hospedeiro e
transmissão às gerações futuras. 
 
Essa ligação é realizada em um tubo de ensaio, in vitro, com
auxílio da enzima DNA ligase e de endonucleases,
conhecidas como enzimas de restrição.
A tecnologia do DNA recombinante teve um tremendo
impacto no atendimento às necessidades dos pacientes e
de suas famílias, pois não abrange apenas medicamentos e
diagnósticos fabricados usando um processo
biotecnológico, mas também terapias gênicas e celulares,
além de produtos de engenharia de tecidos.
 (Fonte: Shutterstock)
Em termos gerais, a terapia gênica signi�ca transferir DNA ou RNA para células somáticas de um recipiente, com o objetivo de
regular a expressão de um gene, podendo ser aplicada in vivo ou ex vivo.
métodos in vivo
Os métodos ex vivo são tecnicamente
mais simples no que diz respeito à
transferência do vetor e à expressão do
gene, mas requerem uma biopsia para
obter e substituir as células-alvo.

métodos ex vivo
No caso da terapia in vivo, pode ser
necessário estimular o órgão-alvo.
Observe, a seguir, como funciona a terapia gênica.
 Terapia gênica. (Fonte: Associação de Gastroenterologia do Rio de Janeiro)
 Pesquisador que trabalha com Dna no fundo desfocado. (Fonte: Shutterstock).
A biotecnologia na área da saúde se dedica ao uso do
genoma humano na descoberta de novos alvos terapêuticos
e oferece aos pacientes uma variedade de novas soluções,
tais como soluções terapêuticas e de diagnóstico
exclusivas, direcionadas e personalizadas para
determinadas doenças, uma quantidade ilimitada de
produtos potencialmente mais seguros, abordagens
terapêuticas e de diagnóstico superiores.
Exemplo
Entre as diversas abordagens terapêuticas e de diagnósticos superiores são terapia de genes, farmacogenômica, inovações
biomédicas, anticorpos monoclonais e fabricação de vetores virais para terapias genéticas.
Anticorpos monoclonais
Os anticorpos monoclonais surgiram como importantes ferramentas para a
terapia do câncer.
Atenção! Aqui existe uma videoaula, acesso pelo conteúdo online
Apesar das vantagens terapêuticas conferidas pelos anticorpos, três fatores limitam sua e�cácia:
1
toxicidade
2
baixa penetração do tumor
3
incapacidade de atravessar a barreira hematoencefálica
Esses anticorpos são imunoglobulinas idênticas, geradas a partir de um único clone de células B, e reconhecem epítopos
únicos, ou locais de ligação, em um único antígeno.
 Anticorpos. (Fonte: Shutterstock)
Derivação de um único clone de células B e subsequente
direcionamento de um único epítopo são o que diferencia
anticorpos monoclonais de anticorpos policlonais. 
 
Os métodos atuais requerem entrega sistêmica repetida de
grandes quantidades de anticorpos para manter
concentrações terapêuticas nos locais do tumor. Uma
estratégia emergente é o uso de células-tronco para
produção de anticorpos in vivo.
 Células-tronco
As células-tronco são células indiferenciadas que podem se transformar em células especí�cas, conforme a necessidade
do corpo.
 (Fonte: Shutterstock)
As células-tronco progenitoras neurais (NSCs) e as células-tronco mesenquimais (CTMs) são células multipotentes que
possuem uma capacidade inerente de migrar para locais tumorais malignos, dentro e fora do sistema nervoso central. 
 
Os mediadores moleculares desse tropismo tumoral incluem citocinas, fatores de crescimento, matriz extracelular (MEC) e
proteínas de remodelação da MEC.
Sistema de resposta imune
Um grande problema no desenvolvimento de terapias com
células-tronco é o sistema de resposta imune do corpo.
Quando as células, incluindo órgãos, tecidos ou sangue
doados, são transplantadas ou transfundidas, o corpo do
receptor monta uma resposta de rejeição, atacando essas
células reconhecidas como estranhas.
 (Fonte: Shutterstock)
Se as próprias células de um paciente eram a fonte de células-tronco usadas para criar células ou tecidos terapêuticos,
acredita-se que a rejeição imunológica poderia ser evitada, uma vez que as células e os tecidos seriam geneticamente
compatíveis com os do paciente. 
 
A clonagem terapêutica pode permitir que as células de um indivíduo sejam usadas para tratar ou curar doenças, sem risco de
introdução de células estranhas que podem ser rejeitadas.
A clonagem é vital para realizar o potencial da pesquisa com células-tronco
e movê-la do laboratório para o consultório médico.
 Células-tronco. (Fonte: Viva Tech).
Clonagem terapêutica
Diferentemente da clonagem reprodutiva , que cria um novo organismo geneticamente idêntico a um indivíduo, a clonagemterapêutica cria uma linha de células-tronco embrionárias geneticamente idênticas a um indivíduo e envolve remoção do núcleo
de um óvulo, substituição pelo material do núcleo de uma "célula somática" (como uma célula da pele) e estímulo para essa
célula começar a se dividir.
Esse óvulo nunca é fertilizado pelo esperma, e o material genético dentro da célula é praticamente idêntico ao material genético
extraído da pele ou a outra célula. Uma vez que as células começam a se dividir, as células-tronco podem ser extraídas num
prazo de cinco a seis dias, da mesma forma que podem ser extraídas de embriões criados por fertilização in vitro.
Observe, na imagem a seguir, como se dá esse processo.
 (Fonte: Shutterstock)
https://estacio.webaula.com.br/cursos/go0266/aula5.html
 cientista segurando um tubo de ensaio e microscópio analisando DNA (Fonte: Shutterstock).
 (Fonte: Shutterstock).
A clonagem terapêutica produz células-tronco embrionárias
para experimentos que visam criar tecidos para substituir
tecidos lesionados ou doentes. 
 
O processo envolve a criação de um embrião clonado com o
único objetivo de produzir células-tronco embrionárias com
o mesmo DNA da célula doadora.
Essas células-tronco podem ser usadas em experimentos que buscam entender doenças e desenvolver novos tratamentos. Até
o momento, não há evidências de que embriões humanos tenham sido produzidos para clonagem terapêutica.
Fonte de células-tronco
embrionárias
A fonte mais rica de células-tronco embrionárias é o tecido
formado durante os primeiros cinco dias após o óvulo
começar a se dividir. 
 
Nesse estágio de desenvolvimento, chamado blastocisto, o
embrião consiste em um aglomerado de cerca de 100
células que podem se transformar em qualquer tipo de
célula. As células-tronco são colhidas de embriões clonados
nessa fase de desenvolvimento, resultando na destruição do
embrião enquanto ele ainda está no tubo de ensaio.
 (Fonte: Shutterstock)
Outro problema da clonagem terapêutica é que muitas vezes são necessárias muitas tentativas para criar um ovo viável. A
estabilidade do ovo com o núcleo somático infundido é baixa e pode exigir centenas de tentativas antes que o sucesso seja
alcançado.
Avanços da biotecnologia
A biotecnologia da saúde passou recentemente por grandes avanços envolvendo o estudo e a manipulação de:
organismos vivos modi�cados;
organismos geneticamente modi�cados (OGM);
plantas transgênicas;
animais ou microrganismos;
produção de vacinas realizadas em laboratórios especiais com diferentes níveis de biossegurança, de acordo com a
patogenicidade dos organismos estudados.
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A integração da biotecnologia com nanotecnologia, nanomateriais e tecnologia da informação levou ao desenvolvimento
de aplicações inovadoras e revolucionárias na área da saúde.
 (Fonte: Shutterstock)
Produtos e técnicas estão sendo implementados em várias áreas, incluindo produtos farmacêuticos, sistemas de
administração de medicamentos, testes de diagnóstico e substituição de tecidos. 
 
Além disso, a biotecnologia da assistência médica já está bene�ciando milhões de pacientes em todo o mundo, com o uso de
medicamentos biotecnológicos para prevenir e tratar problemas de saúde, como ataque cardíaco, derrame, esclerose múltipla,
câncer de mama, �brose cística, leucemia, diabetes, hepatite e outras doenças raras ou infecciosas.
Atividades
1. O termo DNA recombinante é aplicado a moléculas de DNA quiméricas que são construídas in vitro, depois propagadas em
uma célula ou um organismo hospedeiro. Em que consiste essa técnica?
2. Algumas enzimas produzidas por bactérias possuem a propriedade de defendê-las de vírus invasores. Essas substâncias
“picotam” a molécula de DNA sempre em determinados pontos, levando à produção de fragmentos contendo pontas adesivas,
que podem se ligar a outras pontas de moléculas de DNA que tenham sido cortadas com a mesma enzima. Quais as enzimas
envolvidas nesse processo?
3. Os avanços na biotecnologia exigem compreensão de princípios cientí�cos e implicações éticas para serem clinicamente
aplicáveis na medicina. Quais as contribuições da tecnologia do DNA recombinante para a área de saúde?
4. Suponha que um homem de meia-idade sofra um ataque cardíaco sério enquanto caminha em uma parte remota de um parque
nacional. Quando ele chega ao hospital, apenas um terço do seu coração ainda está funcionando, e é improvável que ele consiga
retornar à sua vida formalmente ativa. Ele fornece aos cientistas uma pequena amostra de células da pele. Os técnicos removem
o material genético das células e o injetam em óvulos humanos doados, dos quais os cromossomos foram removidos. Esses
ovos alterados produzirão células-tronco capazes de formar células musculares cardíacas. Por serem uma combinação genética
perfeita para o paciente, essas células podem ser transplantadas para o coração sem causar rejeição pelo sistema imunológico.
Elas crescem e substituem as células perdidas durante o ataque cardíaco, devolvendo ao paciente saúde e força. De que técnica
trata o texto e qual a diferença entre essa técnica e a clonagem reprodutiva?
5. Em humanos, os clones naturais são os gêmeos idênticos que se originam da divisão de um óvulo fertilizado. Grande revolução
da Dolly, que abriu caminho para a possibilidade de clonagem de mamíferos, a clonagem de embrião é a forma mais simples de
obter um clone. Quais são as possíveis aplicações da clonagem terapêutica?
Notas
Tecnologia do DNA recombinante (rDNA)
O DNA recombinante (rDNA) é uma forma de DNA que não existe naturalmente. É criado pela combinação de sequências de
DNA que normalmente não ocorreriam juntos.
Modal – clonagem reprodutiva
A clonagem reprodutiva é uma prática proibida em vários países, inclusive no Brasil.
Ga-Sur 2
Cientistas acreditam que a localidade que recebia este nome no passado é atualmente o Iraque.
quem faz o mapa 3
O pro�ssional que elabora as cartas geográ�cas é chamado de “cartógrafo”. Na época dos Descobrimentos era denominado
"cosmógrafo" e considerado muito importante.
Idade Média 4
Período da história da Europa entre os séculos V e XV.
Antiguidade Clássica 5
Período da história da Europa que se estende aproximadamente do século VIII a.C. e vai até a queda do Império Romano do
Ocidente no século V d.C.
Referências
RESENDE, R. R. Biotecnologia aplicada à saúde: fundamentos e aplicações. São Paulo: Editora Blucher, 2018. v. 2-3. 
 
RESENDE, R. R.; SOCCOL, C. R. Biotecnologia aplicada à saúde: fundamentos e aplicações. São Paulo: Editora Blucher, 2018. v.
1.
Próxima aula
Biotecnologia marinha;
Metabólitos secundários de organismos marinhos;
Prospecção de bioativos;
Aplicação dos produtos marinhos nas indústrias farmacêutica e de alimentos.
Explore mais
Assista ao vídeo:
CRISPR/Cas9.
Técnica do DNA recombinante
Reportagem sobre a técnica que modi�ca DNA pode ser chave da cura de muitas doenças.
A construção de um medicamento.
Guerras imunológicas: anticorpos monoclonais.
Células-tronco.
Células-tronco: o que são promessas e o que virou realidade.
Clonagem de material humano para obtenção de células-tronco.
Leia o artigo:
O sistema CRISPR/Cas9 e a possibilidade de edição genômica para a cardiologia.
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Biotecnologia e propriedade industrial
Aula 6: Biotecnologia marinha
Apresentação:
Nesta aula, abordaremos os principais conceitos da biotecnologia marinha.Também abordaremos aspectos relativos aos
organismos marinhos e seus metabólitos.
Além disso, discutiremos o notável potencial da biologia marinha, inclusive no âmbito da saúde humana, analisando as
diversas aplicações dos produtos marinhos na indústria e os consequentes benefícios para a sociedade moderna.
Objetivos:
De�nir os conceitos relativos à biotecnologia marinha;
Identi�car os principais metabólitos