Transformacao_genetica_de_plantas

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Transformação genética de plantas 
 
1. Introdução 
 
A modificação das plantas cultivadas com o objetivo de melhorar as suas qualidades para 
a agricultura é praticada há pelo menos dez mil anos. Os primeiros agricultores limitavam-
se, simplesmente, a guardar as sementes das plantas mais produtivas. Ulteriormente, e 
numa técnica ainda hoje utilizada com muito sucesso, o melhoramento passou a ser 
realizado através de cruzamentos, com o objetivo de introduzir, por via sexuada, certos 
genes em determinadas plantas. Esta técnica permitiu melhoramentos consideráveis em 
plantas como o trigo, o arroz ou o milho. Todavia, embora não devam ser postos de parte, 
os métodos convencionais de melhoramento são lentos e pouco precisos. A introdução de 
um gene numa determinada variedade requer um cruzamento entre duas linhas e, depois 
disso, cruzamentos repetidos entre o híbrido e um dos parentes até que uma planta com as 
características desejadas possa ser obtida. Este método é restrito a plantas que podem 
hibridizar e, além disso, para além do gene desejado, podem ser introduzidos outros genes 
de pouco interesse. 
 
A utilização de técnicas de engenharia genética (DNA recombinante), associadas à 
totipotência da célula vegetal, é cada vez mais uma metodologia utilizada no melhoramento 
vegetal. As primeiras plantas transgênicas foram criadas no início da década de 80. Desde 
então, a manipulação do DNA foi realizada em mais de meia centena de espécies. Embora a 
engenharia genética seja mais complexa que os métodos de seleção tradicionais, é tão 
segura para o ambiente como aqueles. Em ambos os casos, o novo DNA é incluído no 
genoma vegetal e é mantido e expresso de forma estável. As plantas apresentam vantagens 
e desvantagens no que diz respeito à possibilidade de serem geneticamente manipuladas. A 
longa história do melhoramento genético vegetal teve como consequência o 
desenvolvimento de um grande número de linhas possuindo mutações geneticamente 
caracterizadas que podem ser exploradas ao nível molecular. Além disso, o fato de muitas 
plantas serem autofecundáveis, torna-as um bom objeto de estudo para manipulações 
genéticas. Quando uma planta heterozigótica é autofecundada a F2 inclui plantas com o 
fenótipo normal homozigóticas e heterozigóticas e plantas com o fenótipo recessivo 
também homozigóticas. Como as plantas produzem um número elevado de descendentes, 
combinações ou mutações raras podem ser detectadas. O fato das plantas terem a 
capacidade de regenerar in vitro torna possível a obtenção de plantas a partir de células 
geneticamente transformadas Os principais problemas com a transformação genética de 
vegetais relacionam-se com o fato de muitas plantas serem poliplóides ou apresentarem 
genomas muito extensos e com a instabilidade das células em cultura. 
 
2. Agrobacterium tumefaciens 
 
O primeiro método de transformação genética, e ainda hoje o mais utilizado em vegetais, 
recorre a uma bactéria denominada Agrobacterium tumefaciens. Trata-se de uma bactéria 
Gram-, flagelada, pertencente à família Rhizobiacea e (tal como o gênero Rhizobium, 
responsável pela associação com raízes de leguminosas e pela fixação do azoto 
atmosférico), fitopatogênica, que vive no solo e que é responsável por uma doença das 
plantas denominada "crown gall" (galha do colo). A doença manifesta-se pela proliferação 
de células na zona de contacto entre o caule e a raiz, vulgarmente designada por colo. 
Embora mais raramente esta proliferação pode também ser observada no caule e na raiz 
sendo uma espécie de cancro vegetal. Esta doença, que é muito vulgar em algumas 
dicotiledôneas, como a vinha, o pessegueiro e a amendoeira, parece não se manifestar em 
monocotiledôneas, principalmente nos cereais. Algumas gimnospérmicas são também 
susceptíveis à infecção por Agrobacterium. 
 
Outra espécie de Agrobacterium, denominada A. rhizogenes, induz a formação de "hairy 
roots" enquanto A. rubi é uma espécie que se desloca no xilema e produz galhas nas partes 
aéreas das plantas. Algumas espécies do género,Agro ba cte riu m não apresentam 
patogenicidade como é o caso de A. radiobacter. Esta doença é conhecida desde 
Antiguidade mas só no final do século passado mereceu uma maior atenção dos botânicos. 
Isto, devido às perdas que a bactéria infligia nas culturas das plantas acima mencionadas. A 
bactéria penetra nas plantas através de zonas de ferimento e o tumor que provoca é 
bastante diferente de outras proliferações devidas a bactérias, fungos ou insetos. No caso 
desta doença, a proliferação de tecidos pode atingir proporções consideráveis, podendo 
células deste tecido ser cultivadas in vitro, mesmo sem a presença da bactéria ou de 
reguladores de crescimento, o que atesta a sua natureza tumoral. Além disso, células de um 
tumor, inoculadas noutra planta, provocam também a proliferação de tecido. Tal como tem 
acontecido em muitos aspectos da biologia vegetal a cultura in vitro deu um importante 
contributo para a compreensão dos mecanismos biológicos envolvidos no desencadear e 
proliferação desta doença. Assim, estudos in vitro mostraram que o "crown gall" continha 
substâncias que não existem, em condições normais, nas células vegetais. Esses compostos 
são denominados opinas e são derivados de aminoácidos. Posteriormente, verificou-se que 
era possível distinguir entre diferentes tumores e, consequentemente, entre diferentes 
estirpes de bactérias, devido à produção de diferentes opinas. Esta constatação, associada 
ao fato das células do tumor continuarem a sintetizar opinas mesmo na ausência das 
bactérias, sugeriu que ocorria transferência de material genético das bactérias para as 
células vegetais. Uma outra descoberta bastante importante foi a detecção de um 
plasmídeo grande de 150-250 kb nas bactérias (o “cromossoma” bacteriano possui 5 x 103 
kb). 
 
Plasmídeos são moléculas circulares de DNA de cadeia dupla que existem nas bactérias para 
além do "cromossoma" bacteriano. A informação genética contida nos plasmídeos não é 
essencial para a sobrevivência das bactérias mas eles contém genes importantes na 
resistência a antibióticos e estão também envolvidos no mecanismo de conjugação entre 
bactérias. Plasmídeos podem também ser encontrados noutros organismos. 
 
Algumas observações mostraram que este plasmídeo estava envolvido na infecção das 
plantas por Agrobacterium. Assim verificou-se que a aplicação de elevadas temperaturas 
destruíam o plasmídeo e afectavam também a indução. Todavia, a patogenecidade podia 
ser restaurada em contacto com bactérias não submetidas a elevadas temperaturas. 
Ulteriormente foram detectados no DNA dos tecidos infectados fragmentos de plasmídeos 
bacterianos. A descoberta que este plasmídeo, denominado Ti ("tumor inducing") ou Ri (no 
caso de A. rhizogenes) conferia o caráter patogênico à bactéria conduziu a enormes 
progressos na engenharia genética dos vegetais. Outros plasmídeos não patogênicos podem 
existir na mesma bactéria. Existem atualmente mapas físicos e sequências de vários 
plasmídeos Ti e Ri de diferentes estirpes de bactérias. Descobertas posteriores mostraram 
que os genes responsáveis pela síntese das opinas se encontravam no plasmídeo e que o 
material genético responsável pela sua síntese se incorporava nas células vegetais. Apenas 
um fragmento do plasmídeo, denominado T-DNA ("transfer" DNA, 14 - 42 kb), e delimitado 
por dois pólos ("borders") constituídos por sequências muito semelhantes de 25 pares de 
bases, é incorporado no genoma das células vegetais onde começa a funcionar, conferindo 
às células o seu caráter tumoral e a propriedade de sintetizar opinas. Estas sequências que 
delimitam o T-DNA foram altamente conservadas durante a evolução, apresentando-se com 
uma grande percentagem de bases idênticas entre as diferentes espécies. Este aspecto é 
indicador da importância que estas curtas sequências têm no processo infeccioso, 
particularmente na excisão do T-DNA. No T-DNA existem genes responsáveis pela síntesede 
opinas e outros envolvidos na síntese de auxinas e citocininas. Fora do T-DNA existem 
outros genes que embora não sendo integrados nos cromossomas da célula hospedeira são 
indispensáveis para o processo infeccioso ou para a replicação do plasmídeo. Esses genes 
são aqueles responsáveis pelo catabolismo das opinas, pela replicação do plasmídeo e os 
genes chamados virulentos (vir) que produzem enzimas que clivam o T-DNA e permitem a 
sua separação do plasmídeo Ti. Um grupo de genes está indiretamente envolvido na 
transformação. Trata-se de genes que se situam no cromossoma bacteriano e são 
responsáveis pela ligação das bactérias à parede celular vegetal. 
 
3. Mecanismo de infecção das células vegetais com Agrobacterium tumefaciens 
 
Os diferentes passos envolvidos na infecção das plantas pelas bactérias são: 
 
1) Atração das bactérias: ao que parece, as bactérias são quimiotacticamente atraídas por 
compostos fenólicos libertados pelas células vegetais para o solo, em consequência de um 
ferimento. Estes compostos activam os genes de virulência envolvidos na transferência do 
T-DNA. 
 
2) O passo seguinte é a ligação das bactéria às células vegetais. Muito pouco é ainda 
conhecido sobre este mecanismo de ligação, existindo provavelmente receptores na 
membrana da célula vegetal que são reconhecidos pelas bactérias. O lipopolissacarídeo da 
parede bacteriana parece estar envolvido neste processo de reconhecimento. 
 
3) Numa fase seguinte, o T-DNA integra-se no genoma da célula vegetal. A excisão do T-
DNA ocorre em duas fases. Em primeiro lugar o braço direito é cortado entre a 3ª e a 4ª 
base seguido por um novo corte no braço esquerdo. O processo de transferência do T-DNA 
da bactéria para a célula vegetal é análogo a um processo de conjugação. Depois de entrar 
na célula vegetal o T-DNA desloca-se para o núcleo. Neste processo de excisão do T-DNA e 
transporte para o núcleo estão envolvidas várias proteínas codificadas pelos genes da 
região vir do plasmídeo Ti. Algumas destas proteínas ligam-se ao T-DNA e são reconhecidas 
nas células por outras proteínas que as conduzem, juntamente com o T-DNA, para o núcleo. 
Deste modo, o T-DNA de cadeia única é integrado ao acaso (recombinação ilegítima) e de 
forma estável nos cromossomas das células vegetais. Finalmente, o Ti plasmídeo é reparado 
pelo que a bactéria não perde nenhuma informação genética ao transferir o T-DNA. 
 
Uma vez integrado no genoma da célula uma parte do plasmídeo inicia a síntese de 
hormônios vegetais (citocininas e auxinas) necessárias à proliferação celular enquanto outra 
região leva a célula a produzir opinas que funcionam como alimento para as bactérias do 
solo e que induzem também a conjugação entre bactérias. Além disso, estas opinas, apenas 
podem ser metabolizadas pelas bactérias que induziram a sua produção e que possuem 
genes responsáveis pelo seu catabolismo o que confere a estas bactérias uma vantagem 
seletiva em competição com outras estirpes bacterianas. Isto significa que os genes situados 
na região T, embora bacterianos na sua origem, possuem mecanismos reguladores para 
células eucariotas. 
 
4. Agrobacterium tumefaciens e a transformação genética de células vegetais 
 
Considerando que para a excisão, transferência e inserção do T-DNA na célula vegetal não é 
necessário o T-DNA, estando esse fenômeno controlado por outras regiões do plasmídeo e 
tendo-se também verificado que a eliminação das sequências responsáveis pela produção 
de hormônios e pela síntese de opinas não são essenciais para a virulência (apenas as 
sequências repetidas que delimitam o T-DNA são importantes nesse aspecto); pensou-se 
em substituir, no Ti plasmídeo, a região do T-DNA por determinados genes que fossem úteis 
para a planta e ver se esses genes se expressavam e eram transmitidos à descendência das 
plantas transformadas. Este processo de eliminação dos genes bacterianos do T-plasmídeo 
é chamado desarme da bactéria e elimina a capacidade desta causar infecção mas mantém 
intacto o mecanismo de transferência do DNA. 
 
Para que um determinado gene se exprima é necessário não apenas que a sequência que 
codifica o RNAm responsável pela síntese de determinada proteína esteja presente, mas, 
também, uma sequência promotora necessária para que a RNA polimerase inicie a síntese 
do RNAm e uma sequência que assegure a terminação correta do mRNA. Estes regiões 
podem ser obtidas de diferentes organismos, plantas incluídas. O promotor do gene da 
nopalina sintetase é também muito utilizado bem como o promotor do vírus do mosaico da 
couve-flor (CaMV). Estes genes são chamados genes quiméricos e, a sua combinação com o 
plasmídeo Ti, é denominada vetor. Para além dos plasmídeos existem outros tipos de 
vetores que recorrem a vírus. 
 
Existem dois tipos de vetores: vetores co-integrados e vetores binários 
 
4.1. Vetores co-integrados 
São plasmídeos Ti desarmados mas que retêm os braços esquerdo e direito. Entre os dois 
braços é inserido o gene (mais corretamente, os genes) que se pretende transferir para as 
células vegetais juntamente com um promotor. Como já referimos o promotor pode ser o 
do gene da nopalina sintetase ou de um gene viral (CaMV35S). A transferência do T-DNA 
modificado para as células-alvo é mediada pelos genes vir do plasmídeo desarmado. 
 
4.2. Vetores binários 
Não é necessário que os genes vir responsáveis pela transferência do T-DNA estejam no 
mesmo plasmídeo que o T-DNA que vai ser transferido. É possível ter um sistema binário 
com: 
1) plasmídeo desarmado mas com região vir. 
b) plasmídeo vetor com os genes a serem transferidos 
 
Os produtos genéticos da região vir do plasmídeo desarmado permitem a transferência do 
T-DNA do outro plasmídeo. 
 
4.3. Genes repórter (marcadores) 
A inclusão de um gene que confere resistência à kanamicina ou ao cloranfenicol (CAT-
cloranfenicol acetil transferase) no vetor é importante para selecionar as células que foram 
transformadas. A cultura das células sujeitas à transformação num meio com o antibiótico 
correspondente ao gene da resistência que foi introduzido permite fazer uma seleção das 
células que foram transformadas. 
 
Outros métodos de marcação das plantas transformadas fazem uso do gene responsável 
pela síntese de β-glucuronidase (GUS) uma enzima da bactéria Escherichia coli, responsável 
pela degradação de compostos glucurônidos. A vantagem desta técnica é que as células 
vegetais praticamente não exprimem esta enzima. Quando as células vegetais são 
transformadas com um gene quimérico que inclui o gene responsável pela síntese desta 
enzima e são incubadas com β-glucurônidos, elas exprimem uma tonalidade azulada que 
pode ser detectada em cortes histológicos. A desvantagem desta técnica de seleção é que é 
necessário matar as células para determinar se houve expressão genética. 
 
Um outro gene também utilizado é o gene responsável pela síntese da enzima luciferase. 
Esta, na presença de ATP e de luciferina, promove a oxidação da luciferina produzindo luz e 
CO2. Mais recentemente utiliza-se com frequência o gene GFP (“green fluorescent protein”) 
de uma alforreca. 
 
4.4 Expressão estável e transitória 
A incorporação do DNA estranho no genoma da célula a transformar é um acontecimento 
raro: cerca de 1/1000. No entanto um número mais elevado de células, cerca de metade 
das células sujeitas a transformação absorve o DNA mas não o consegue integrar no 
cromossoma. Nestas células, o DNA persiste no núcleo durante alguns dias antes de 
desaparecer. Durante este período, todavia, o DNA está sujeito a muitas das atividades 
reguladoras que controlam a expressão gênica. Deste modo, algum desse DNA não 
integrado exprime-se durante algum tempo, situação designada por expressão transiente 
ou transitória. Diz-se que há transformação estável quando o gene permanece nas células e 
é transmitido à descendência. A transformação estável pode ser determinada por estudos 
genéticos ou utilizando marcadores moleculares.A expressão transitória é útil em ensaios 
em que se pretende determinar se um promotor que estamos a utilizar é eficaz na ativação 
de um determinado gene. Se houver expressão transitória é porque assim acontece. 
 
5. Transformação com Agrobacterium tumefaciens 
Para a transformação das células vegetais com Agrobacterium podem ser utilizados dois 
métodos: cocultura com protoplastos ou o método dos discos foliares. 
 
5.1. Cocultura com protoplastos 
 
Foi o método utilizado na primeira transformação genética de vegetais, e onde se utilizou 
como planta a transformar o tabaco. O método consiste em misturar protoplastos com 
cerca de três dias de cultura e estando a sofrer a primeira mitose, com células de 
Agrobacterium em que se incluiu o gene que queremos introduzir nas plantas. Esta 
cocultura é feita durante 48h após o que se aplica um antibiótico que mata as bactérias. Em 
seguida, transferem-se os protoplastos para um meio contendo um antibiótico que é 
degradado pela enzima sintetizada pelo gene que introduzimos nas células vegetais. Isto 
permite selecionar as células transformadas. A cocultura é um método que coloca algumas 
limitações pois, muitas espécies são difíceis de regenerar a partir de protoplastos. 
 
5.2. Discos foliares 
 
Neste caso, segmentos foliares com cerca de 1 cm2 são cultivadas durante um certo tempo 
e, depois, colocadas durante cerca de 12h em contacto com Agrobacterium que possui o 
gene que pretendemos transferir, após o que retornam ao meio original. Alguns dias depois 
são colocadas na presença de um antibiótico que seleciona os discos transformados (por 
exemplo kanamicina) e um antibiótico que mata as bactérias (por exemplo cefotaxima). A 
principal vantagem deste método é que a regeneração é feita a partir de folhas, muitas 
vezes sem a intervenção de um calo o que permite obter plantas normais. 
 
A principal limitação à transformação das células vegetais com Agrobacterium tumefaciens 
reside no fato das plantas mais cultivadas, e, portanto, mais importantes economicamente, 
como os cereais, não serem afetadas pelo Agrobacterium. Daí que tenham surgido outros 
métodos de transformação genética que não recorrem ao Agrobacterium. 
 
6. Transferência direta de genes 
 
Esta transferência pode ser realizada por meios elétricos (eletroporação) ou químicos 
(polietilenoglicol, fosfato de cálcio; o último muito utilizado em células animais). Em ambos 
os métodos, a membrana é transitoriamente permeável ao DNA devido a poros que se 
formam. Estas técnicas podem ser utilizadas com um leque maior de espécies que o 
Agrobacterium mas necessitam também de protoplastos para a sua concretização. 
Tipicamente, uma levada concentração de plasmídeo contendo o gene clonado á 
adicionado a uma suspensão de protoplastos e a mistura submetida a um choque elétrico 
de 200 - 600 V. A eficiência deste processo é de 0,1 a 1 %. Pode também recorrer-se à 
microinjecção de DNA embora, neste caso, o número de células transformadas seja muito 
reduzido (é necessário injetar cerca de 10.000 células para que pelo menos uma seja 
transformada), para além de haver alguns problemas técnicos que têm a ver com o fato das 
micropipetas se partirem facilmente ou entupirem. 
 
6.1. Biolística 
Ultimamente surgiu um novo método de transformação de células vegetais que se baseia 
na aceleração de partículas metálicas (por exemplo tungstênio ou ouro) com cerca de 1µm 
de diâmetro, revestidas com o DNA (precipitado com cloreto de cálcio) que queremos 
introduzir nas células. Estas partículas são disparadas a alta velocidade (430 m/s) contra 
células ou tecidos vegetais com o objetivo de atravessar a parede celular. 
 
Com esta técnica as partículas metálicas ficam no citoplasma e o DNA é incorporado no 
núcleo. Muitas das células podem ser mortas devido à velocidade do projétil mas algumas 
permanecem vivas e podem ser utilizadas para a regeneração das plantas transformadas. 
Podem utilizar-se suspensões celulares, calos ou folhas. As células posicionadas na linha de 
tiro são mortas, mas existe uma zona concêntrica de células onde os projéteis penetram em 
as células não morrem. As partículas de tungstênio podem penetrar pelo menos uma 
camada de tecido através da epiderme e atingir o mesófilo. Com esta metodologia não 
existe necessidade de produzir protoplastos e ulterior regeneração. Trata-se de uma técnica 
que pode ser aplicada a qualquer planta, é reproduzível, simples e rápida e com uma 
eficiência de 2,5% relativamente à expressão transiente. Relativamente à expressão estável 
calcula-se que uma célula em 20.000 ou mais seja transformada. Este método parece ser o 
ideal para monocotiledôneas onde a infecção com Agrobacterium não se verifica e onde é 
difícil regenerar plantas a partir dos protoplastos. Embora as partículas de ouro ou 
tungstênio permaneçam no citoplasma as suas dimensões reduzidas não interferem com o 
metabolismo celular. 
 
Outros métodos como a utilização de raios laser (formação de poros reversíveis na 
membrana celular) ou lipossomas (pequenas vesículas lipídicas) com DNA inserido que 
fundem com os protoplastos (PEG, PVA) têm sido também referidos mas ainda sem uma 
aplicação geral. 
 
7. Aplicação da transformação genética ao melhoramento vegetal 
 
Os diferentes métodos utilizados na transformação genética de vegetais têm permitido a 
obtenção de plantas transgênicas em mais de 50 espécies, entre as quais se encontram 
muitas das plantas importantes economicamente como o trigo, o milho, a batata e o arroz. 
Vejamos, alguns exemplos da manipulação genética com o objetivo de produzir plantas com 
novas características. 
 
7.1. Plantas resistentes a herbicidas 
Os herbicidas não apresentam grande seletividade tornando-se difícil destruir as plantas 
indesejadas sem afetar as plantas cultivadas. Com a capacidade de introduzir DNA nas 
plantas têm-se procurado criar plantas tolerantes a herbicidas através de diferentes 
estratégias: aumentando o nível da enzima alvo de um determinado herbicida, produzir 
uma enzima que não seja afetada pelo herbicida ou exprimir uma enzima que destrua o 
herbicida. Um dos herbicidas mais prometedores é o glifosato ingrediente ativo do 
composto Roundup. Este herbicida não é tóxico para os animais, é efetivo a baixas 
concentrações e facilmente degradado por microorganismos. Trata-se de um composto que 
inibe uma enzima cloroplastidial necessária para a produção de aminoácidos aromáticos 
(fenilalanina, tirosina, triptofano) imprescindíveis para o crescimento das plantas designada 
EPSPS (5 enolpiruvilshikimato 3 - fosfato sintetase). Os animais não são afetados porque 
não possuem esta via metabólica. Uma estratégia utilizada para a obtenção de plantas 
resistentes a herbicidas, usada em petúnia, consistiu em introduzir o gene da EPSPS 
aumentando o nível de produção da enzima cerca de 20x e permitindo uma resistência a 4x 
a concentração de glifosato que mata as plantas normais. 
 
No trigo foram obtidas plantas resistentes ao herbicida Basta cujo componente ativo é a 
fosfinotricina que interfere com a enzima glutamina sintetase. Isto tem como consequência 
a acumulação de grandes quantidades de amônio nas células que levam à sua morte. A 
partir de Streptomyces hygroscopicus foi isolada uma enzima que inativa a fosfinotricina. O 
gene foi introduzido em plantas de trigo que se mostraram resistentes ao Basta. 
 
7.2. Plantas resistentes a insetos 
Os insetos podem causar danos consideráveis nas culturas. Geralmente, o ataque a insetos 
é realizado com agentes químicos (inseticidas). Todavia, muitos destes agentes são nefastos 
para o meio ambiente. Pesticidas naturais de origem microbiana, tais como certas estirpes 
de Bacillus thuringiensis têm sido usados nos últimos 30 anos. Após esporulação, estas 
bactérias produzem uma proteína cristalizada que é a tóxica para as larvas de vários insetos, 
nomeadamente dípteros e lepidópteros. A toxina não afeta insetos não susceptíveis e não 
tem efeitoem vertebrados. No sistema digestivo dos insetos a proteína é clivada por 
proteases originando um fragmento de cerca de 68.000 daltons que inibe a absorção de 
determinados íons afetando a capacidade do inseto de se alimentar. A produção dos 
esporos para uso comercial é limitada e o efeito protetor pouco efetivo pois são 
rapidamente eliminados pela água da chuva. Baseados no conhecimento deste sistema os 
biologistas moleculares tentaram desenvolver plantas que expressassem a toxina de Bt, o 
que foi de fato conseguido. 
 
7.3. Plantas resistentes a vírus 
Os vírus vegetais são um grande problema para muitas das plantas cultivadas. As infecções 
reduzem a produção e o crescimento das culturas podendo mesmo levar à morte das 
plantas. Todavia, observações realizadas em plantas infectadas com vírus mostraram que 
estas plantas apresentavam resistência à infecção por estirpes mais virulentas, um processo 
chamado proteção cruzada. Embora o mecanismo da proteção cruzada não seja 
inteiramente conhecido, uma proteína do invólucro do vírus parece ser a responsável por 
este efeito. Deste modo foi construído um vetor para introduzir o gene responsável pela 
produção da proteína viral do vírus do mosaico do tabaco (VMT) na planta do tabaco. As 
plantas assim obtidas foram depois infectadas com VMT mostrando ser bastante 
resistentes. 
 
7.4. Produção de biofármacos 
A produção comercial de proteínas a partir de células vegetais não está ainda estabelecida. 
Todavia, as plantas apresentam um elevado potencial neste campo. Atualmente apenas 
testes laboratoriais foram realizados com vista à produção de determinadas proteínas 
animais em plantas: encefalina, albumina sérica humana. Um outro uso potencial é a 
expressão de anticorpos monoclonais em plantas. Anticorpos contra toxinas ou herbicidas 
poderão no futuro vir a ser produzidos pelas células vegetais. Ensaios com vista à produção 
de anticorpos para fins clínicos estão também a ser realizados no tabaco. Nesta espécie 
foram realizadas experiências em que as cadeias leves e pesadas que formam um anticorpo 
foram expressas, separadamente, em plantas de tabaco através da sua integração com 
Agrobacterium. Duas plantas, uma que exprimia a cadeia pesada e outra a leve, foram 
depois cruzadas e nas folhas da F1 detectados anticorpos funcionais que representavam 
1,5% do total de proteína extraída das folhas. Estes ensaios são apenas testes piloto pois a 
expressão destes genes nas células vegetais é ainda reduzida e o processo não pode 
competir com a produção de anticorpos por fermentação. 
 
7.5. Flores com novas cores e padrões 
A indústria floral movimenta anualmente milhões de dólares. Em vários laboratórios 
estudam-se processos de alterar as cores das flores de determinadas plantas por 
engenharia genética. Um dos exemplos é a introdução em petúnias (planta ornamental da 
família do tabaco) de um gene do milho responsável pela produção de uma antocianina, um 
pigmento que torna os grãos de roxos. A introdução deste gene em petúnias conduziu à 
obtenção de flores com novos padrões mas noutras situações o gene introduzido não teve 
os efeitos pretendidos e alterou a expressão de outros genes, um processo chamado co-
supressão. Outro exemplo é a tentativa de obter rosas de cor azul através da inserção de 
um pigmento azul de petúnia. 
 
7.6. Bactérias formadores de gelo 
Pseudomonas syringae é uma bactéria Gram- que a certas temperaturas transforma a água 
em gelo, processo conhecido como nucleação. Estas bactérias são conhecidas como INA+ 
("Ice Nucleation Activity" positive) e a sua capacidade parece estar relacionada com a 
segregação de uma proteína de superfície. Através da identificação do gene responsável 
pela síntese desta proteína foi concebida uma linha bacteriana onde este gene foi inativado. 
Essas bactérias, designadas por INA-, foram depois lançadas na natureza onde competem 
com as INA+ reduzindo assim os prejuízos causados na cultura pelo gelo às plantas. 
 
7.7. Tomateiros transgênicos e RNA antisenso 
Um dos problemas na indústria desta planta reside no fato dos frutos não poderem ser 
armazenados durante muito tempo pois amadurecem rapidamente. O processo de 
amadurecimento está relacionado por um lado com a atividade de uma enzima designada 
poligalacturonase (PG) que desempenha um papel central no amadurecimento através da 
digestão de compostos pécticos da parede celular e, por outro, com a produção de etileno. 
Duas estratégias têm sido seguidas para a produção de variedades de tomateiros com maior 
tolerância ao armazenamento. Em ambos os casos o desenvolvimento destas linhas passa 
pela utilização de RNA antisenso. A utilização desta tecnologia baseia-se na produção de 
RNAs complementares a outros e que, por hibridação com aqueles, os inativam. Uma 
estratégia consiste na produção de mRNA complementares dos da PG enquanto outra tem 
sido a de construir RNAs complementares de enzimas envolvidas na síntese de etileno (ACC 
sintetase e ACC oxidase). 
 
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