DNA Recombinante

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CURSO: BIOMEDICINA
	TURMA: 51920202N
	DISCIPLINA: PRODUÇÃO E ANÁLISE DE BIODERIVADOS
	TURNO
	PROFESSORA: Dra. LÍLIA RAQUEL FÉ
	MAT(_) 
	VES( ) 
	NOT(X)
	ALUNO: CHRISTIAN FERNANDO ALVES DA SILVA
	
1. 
ATIVIDADE SOBRE BIOTECNOLOGIA
1. A tecnologia do DNA recombinante tem produzido uma série de avanços no setor agropecuário brasileiro. A inserção de um gene da bactéria Bacillus thuringiensisem algumas variedades de plantas, por exemplo, as torna resistentes a certas pragas. Sobre essas tecnologias, explique como é o processo de obtenção de uma planta transgênica através da utilização da bactéria e a tecnologia do DNA recombinante.
R= Por meio de pesquisas, os cientistas podem usar a biotecnologia e a modificação dos genes para, por exemplo, transformar um alimento convencional em outro que seja resistente a doenças, ou desenvolver variedades de produtos enriquecidos nutricionalmente, ou ainda melhorar o sabor de um alimento. 
Com essa tecnologia, pode-se introduzir um gene de rato, de bactéria de um vírus ou até mesmo de um animal, por exemplo um coelho ou um peixe, em arroz trigo milho e etc. 
2. 
Com relação as ideias apresentadas no texto acima, pesquise e descreva as possíveis contribuições da biotecnologia na produção de alimentos.
R= Em 2014, se completam duas décadas do desenvolvimento do primeiro produto alimentar geneticamente modificado no mundo – um tomate com maior durabilidade criado na Califórnia, Estados Unidos. Vinte anos depois, o mercado de transgênicos na agricultura é cada vez mais expressivo.  A cada 100 hectares plantados com soja hoje no Planeta, 80 são de sementes com genes alterados. No caso do milho, são 30 para cada 100.
Nessas duas décadas, a área com culturas transgênicas subiu 100 vezes, de 1,7 milhões de hectares para 175,2 milhões. Os Estados Unidos lideram o plantio, seguidos pelo Brasil e Argentina.
No Brasil, foram plantados 40,3 milhões hectares com sementes de soja, milho e algodão transgênicos em 2013, com um crescimento de 10% em relação ao ano anterior. Hoje, das culturas cultivadas em nosso país com biotecnologia, 92% da soja é transgênica, 90% do milho e 47% do algodão também é geneticamente modificado.
 https://www.embrapa.br/tema-transgenicos/
3. Entre os produtos farmacêuticos obtidos por manipulação genética, estão: o hormônio de crescimento humano e a insulina. Na obtenção desses produtos, são empregadas enzimas de restrição e a técnica de manipulação de DNA também conhecida como tecnologia de DNA recombinante.
A). Qual a importância e os efeitos para a saúde na produção desses medicamentos com a utilização da biotecnologia?
R= A biotecnologia já vem sendo utilizada pela humanidade á muito tempo, no entanto, saímos de uma biotecnologia clássica do passado e adentramos em uma biotecnologia moderna, com descobertas que transformaram alguns contextos da realidade, e se tratando de contribuição para a saúde, a partir do momento em que foi descoberto que era sim possível pegar um gene de uma espécie e colocar em outra, obtivemos grandes avanços, e hoje a utilização da biotecnologia torna-se imprescindível para a evolução da saúde, visto que, com a utilização da técnica do DNA recombinante é possível o desenvolvimento de novos fármacos, de novas vacinas, de microrganismos de uso específico para obtenção ou melhoramentos de produtos úteis, lembrando que a biotecnologia também permite a elaboração de produtos de forma natural sem melhoramento genético; também é possível o tratamento de doenças com o uso da terapia gênica, que torna-se possível a manipulação ou até substituição de genes que estiverem com problemas. E umas das grandes descobertas biotecnológicas com grande potencial, e que também contribui de forma brilhante para a evolução da saúde é a CRISPR-Cas9, que permite uma edição do DNA, assim possibilitando uma correção do defeito genético em pacientes com doenças genéticas.
B). Explique o processo de produção de insulina recombinante humana destacando as funções das enzimas de restrição no processo. 
R= A insulina é um hormônio produzido no pâncreas pelas células beta, com importante função de metabolizar a glicose no corpo para produção de energia, no entanto, pacientes com diabetes mellitus tipo 1 não produzem insulina, decorrente da destruição dessas células betas ocasionada pelo próprio corpo. Então, essas pessoas se tornam insulinos dependentes tendo que tomar insulina diariamente, essa insulina a aproximadamente 30 anos atrás, tinha como principal fonte as vacas, o processo de obtenção dessa insulina era a partir do pâncreas de ani-mais abatidos em frigoríficos e purificada em grande escala para eliminar a maioria das proteí-nas e outros contaminantes dos extratos de pâncreas, porém , apesar dessa insulina ser muito parecida com a insulina humana, ela causava resistência alérgica e imunológicas em algumas pessoas, sendo necessário uma grande quantidade de matéria-prima para a obtenção de pouca insulina, daí surgiu a necessidade de desenvolver outro processo de obtenção dessa substancia. A partir de 1970, com a descoberta da tecnologia do DNA recombinante, passados alguns anos ,em 1982, a primeira insulina humana recombinante chegou ao mercado, então a insulina humana pode ser produzida em uma forma mais pura, com um custo mais baixo e em escala industrial, por ser produzida em maiores quantidades em bactérias por através de técnicas do DNA recombinante que utilizam a sequência real do gene da insulina humana substituindo assim a insulina bovina ou suína empregadas no tratamento de diabéticos.
 A técnica de DNA recombinante possibilita a produção da insulina humana da seguin-te forma: Um pesquisador vai usar enzimas de restrição chamada EcoR1 para cortar a parte do DNA circular da bactéria E.coli, chamado de plasmídio, de modo que seja possível encaixar o gene de interesse que é o gene da insulina, também chamado de gene-alvo, que também vai ser cortado pela mesma enzima de restrição para que consiga encaixar-se no plasmídio, em segui-da, o plasmídeo cortado e o DNA humano são colocados em um mesmo recipiente para que seja adicionado outra enzima denominada DNA ligase, que vai ser capaz de unir o plasmídio ao DNA humano, após ambos se unirem, temos uma molécula de DNA recombinante. São produzidos algumas unidades desse DNA recombinante que serão adicionados a um meio de cultura que contém bactérias sem plasmídios, essas bactérias sem plasmídios irão captar os plasmídios do meio, assim tornando-os parte de sua estrutura por um processo conhecido co-mo transformação, e uma vez incorporado esse DNA recombinante, essas bactérias passam a ser chamadas de bactérias transgênicas, que vão se multiplicar, passando o plasmídio para toda a sua linhagem, sendo assim capazes de produzirem insulina humana no meio de cultura, essa insulina será captada pelo pesquisador e após sofrer um processo de purificação, estará pronta para utilização em forma de produto final, e por ser produzida através de genes humanos, tem possibilidades de reações alérgicas e imunológicas quase nulas, facilitando então no tratamento de pessoas acometidas como diabetes mellitus tipo 1 A técnica de DNA recombinante possibilita a produção da insulina humana da seguinte forma: Um pesquisador vai usar enzimas de restrição chamada EcoR1 para cortar a parte do DNA circular da bactéria E.coli, chamado de plasmídio, de modo que seja possível encaixar o gene de interesse que é o gene da insulina, também chamado de gene-alvo, que também vai ser cortado pela mesma enzima de restrição para que consiga encaixar-se no plasmídio, em seguida, o plasmídeo cortado e o DNA humano são colocados em um mesmo recipiente para que seja adicionado outra enzima denominada DNA ligase, que vai ser capaz de unir o plasmídio ao DNA humano, após ambos se unirem, temos uma molécula de DNA recombinante. São produzidos algumas unidades desse DNA recombinante que serão adicionados a um meio de cultura que contém bactérias sem plasmídios, essas bactérias sem plasmídios irão captaros plasmídios do meio, assim tornando-os parte de sua estrutura por um processo conhecido como transformação, e uma vez incorporado esse DNA recombinante, essas bactérias passam a ser chamadas de bactérias transgênicas, que vão se multiplicar, passando o plasmídio para toda a sua linhagem, sendo assim capazes de produzirem insulina humana no meio de cultura, essa insulina será captada pelo pesquisador e após sofrer um processo de purificação, estará pronta para utilização em forma de produto final, e por ser produzida através de genes humanos, tem possibilidades de reações alérgicas e imunológicas quase nulas, facilitando então no tratamento de pessoas acometidas como diabetes mellitus tipo 1
C). Explique o que são os vetores de clonagem e qual a importância da utilização desses vetores na tecnologia do DNA recombinante.
R= O vector funciona como um veículo que transporta o gene para o interior da célula hospedeira, que é normalmente uma bactéria, embora outras células vivas possam ser utilizadas.
 2. Dentro da célula hospedeira o vector multiplica-se, produzindo numerosas cópias idênticas não só de si próprio, mas também do gene que transporta. 
3. Quando a célula hospedeira se divide, a sua descendência recebe cópias das moléculas de ADN recombinante, continuando depois a replicação dos vectores.
 4. Após um grande número de divisões celulares, é produzido uma colónia ou clone, de células hospedeiras idênticas. Cada célula no clone contém uma ou mais cópias da molécula de ADN recombinante. O gene transportado pela molécula recombinante é agora conhecido como sendo clonado.
 
D). Além das proteínas terapêuticas através da tecnologia de manipulação de DNA pode-se elaborar também vacinas recombinantes. Quais as vantagens da técnica de produção dessas vacinas em relação aos métodos tradicionais. 
R= O advento da biotecnologia moderna, em particular a disseminação das
técnicas de manipulação genética, alterou de diferentes maneiras a pesquisa e o
desenvolvimento de vacinas, sejam elas de primeira, segunda ou terceira gera-
ção. Por meio de estratégias de clonagem gênica e mutagênese, podemos gerar
micro-organismos atenuados (vírus e bactérias) de forma precisa e com mais
segurança. Patógenos atenuados empregados nas vacinas de primeira geraçãoestudos avançados 24 (70), 2010 21 podem reverter ao estado nativo virulento. Como, em muitos casos, não se conhece a natureza da alteração genética sofrida pelo microrganismo durante a atenuação, a possibilidade de reversão à virulência, embora pouco provável,
é uma realidade. as técnicas atualmente disponíveis para manipulação genética permitem obter, com relativa facilidade, mutantes atenuados nos quais genes envolvidos com a patogenicidade ou metabolismo primário são inativados de
forma a não comprometerem a viabilidade do organismo, mas torná-los incapazes de causar doença. no entanto, os custos elevados envolvidos nos testes
clínicos e o uso consagrado de determinadas formulações, como os vírus da
poliomielite, sarampo, febre amarela, a bactéria Mycobacterium tuberculosis, entre outros, diminuem o interesse de indústrias e laboratórios em investir nessas
novas formulações vacinais
4. É inegável que os avanços técnico-científicos propiciaram o surgimento de técnicas modernas em diversas esferas da produção. Recentemente na área da Biotecnologia a ciência utiliza uma poderosa ferramenta: crisper casper 9. O que é essa técnica e como ela pode ser utilizada?
R= Desenvolvido a partir de mecanismos moleculares do sistema imunológico bacteriano, o sistema CRISPR possibilita a edição do genoma através de clivagem do DNA por uma endonuclease (Cas9), guiada a partir de uma sequência de RNA, que é capaz de se parear com as bases de uma sequência-alvo (Figura 1).5 A estrutura genética do CRISPR, no sistema bacteriano, é constituída de repetições palindrômicas curtas, agrupadas e regularmente interespaçadas. As repetições e os espaçadores (que podem conter sequências virais intercalantes), quando transcritos, formam o RNA transativador (ou RNA guia), que serve para direcionar a enzima Cas9, uma nucleasse, ao alvo (neste caso, a sequência do vírus parasita). Aproveitando-se desta estratégia, tanto a proteína Cas9 quanto o RNA guia, podem ser introduzidos in vitro em outras células e direcionados a locais específicos do genoma, para que provoquem quebras na fita dupla. Após esta clivagem, a maquinaria molecular intrínseca do organismo, responsável pela correção de erros no genoma, é utilizada para alterar a sequência de DNA, adotando a modificação. Desta forma, o sistema pode ser utilizado tanto para reparar mutações (restaurando a função gênica) quanto para introduzir mutações novas (causando o "nocaute" gênico). Assim, conciliando sofisticadas técnicas moleculares e biotecnológicas, o sistema CRISPR/Cas9 foi proposto para aplicação em edição genômica e hoje já se encontra comercialmente disponível para milhares de alvos.6 Ambos, RNA guia e proteína Cas9, produzidos in vitro, podem ser entregues às células usando diferentes mecanismos, tais como uso de vetores ou agentes químicos.
5. A palavra “biotecnologia” surgiu no século XX, quando o cientista Herbert Boyer introduziu a informação responsável pela fabricação da insulina humana em uma bactéria para que ela passasse a produzir a substância. Disponível em: www.brasil.gov.b , Acesso em 28 jul. 2012 (adaptado)
As bactérias modificadas por Herbert Boyer passaram a produzir insulina humana porque receberam:
a) A proteína sintetizada por células humanas.
b) Um RNA recombinante de insulina humana.
c) A sequência de DNA codificante de insulina humana.
d) O RNA mensageiro de insulina humana. 
e) Um cromossomo da espécie humana
R= A sequência de DNA codificante de insulina humana.
REFÊNCIAS:
https://www.scielo.br/j/abc/a/S7rhCRLnYjVmCDfTrdSYTDs/?lang=pt
https://ainfo.cnptia.embrapa.br/digital/bitstream/item/33674/1/Desenvolvimento-contribuicoes.pdf
https://uenf.br/cbb/lbt/files/2014/09/Apostila-%E2%80%93-Vetores-de-clonagem.pdf