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a O que é Engenharia Genética? Manipulação genética e modificação genética são termos para o processo de manipulação dos genes num organismo, geralmente fora do processo normal reprodutivo deste. Envolvem frequentemente o isolamento, a manipulação e a introdução do DNA num ser vivo, geralmente para expressar um gene. O objetivo é introduzir novas características num ser vivo para aumentar a sua utilidade, tal como aumentando a área de uma espécie de cultivo, introduzindo uma nova característica, ou produzindo uma nova proteína, ou enzima. Exemplos são a produção de insulina humana através do uso modificado de bactérias e da produção de novos tipos de ratos como o Onco-mouse (rato cancro) para pesquisa, através de ré-estrangulamento genético. Já que uma proteína é codificada por um segmento específico de ADN chamado gene, versões futuras podem ser modificadas mudando o DNA de um gene. Uma maneira de o fazer é isolando o pedaço de ADN contendo o gene, cortando-o com precisão, e reintroduzindo o gene em um segmento de DNA diferente. A engenharia genética oferece a partir do estudo e manuseio biomolecular (também chamado de processo biológico e molecular), a obtenção de materiais orgânicos sintéticos. Os processos de indução da modificação genética permitiram que as estruturas de sequências de bases completas de DNA fossem decifradas, portanto, facilitando a clonagem de genes. A clonagem de genes é uma técnica que está sendo largamente utilizada em microbiologia celular na identificação e na cópia de um determinado gene no interior de um organismo simples empregado como receptor, uma bactéria, por exemplo. Este processo é muito importante na síntese de alguns subprodutos utilizados para o tratamento de diversas enfermidades. Na engenharia genética, diversas áreas são existentes, entretanto, abordarei aqui apenas DNA e Clonagem. a Conceitos básicos Principais conceitos genéticos e entenda sobre eles: As células haploides (n) possuem apenas um conjunto de cromossomos. Assim, nos animais, as células sexuais ou gametas são haploides. Essas células possuem metade do número de cromossomos da espécie. As células diploides (2n) são aquelas que possuem dois conjuntos de cromossomos, como é o caso do zigoto, que possui um conjunto de cromossomos originários da mãe e um conjunto originário do pai. São células diploides, os neurônios, células da epiderme, dos ossos, entre outras. Os cromossomos são sequencias da molécula de DNA, em forma de espiral, que apresentam genes e nucleotídeos. O número de cromossomos varia de uma espécie para outra, é representado por n. Por exemplo, a mosca Drosophila possui 8 cromossomos nas células do corpo e 4 nos gametas. A espécie humana possui um número total de 46 cromossomos nas células diploides e 23 nos gametas. https://www.todamateria.com.br/cromossomos/ a Cada cromossomo presente no espermatozoide encontrará correspondência nos cromossomos do óvulo. Em outras palavras, os cromossomos de cada gameta são homólogos, uma vez que possuem genes que determinam certa característica, organizados na mesma sequência em cada um deles. Os genes são esses fragmentos sequenciais do DNA, responsáveis por codificar informações que irão determinar a produção de proteínas que atuarão no desenvolvimento das características de cada ser vivo. Eles são considerados a unidade funcional da hereditariedade. Os genes alelos são aqueles que ocupam o mesmo lócus em cromossomos homólogos e estão envolvidos na determinação de um mesmo caráter. Eles são responsáveis pela determinação de certa característica, por exemplo, cor do pelo nos coelhos, possuem variações, determinando características diferentes, por exemplo pelo marrom ou branco. Além disso, ocorrem aos pares, sendo um de origem materna e outro de origem paterna. a Um alelo é cada uma das várias formas alternativas do mesmo gene que ocupa um lócus nos cromossomos e atuam na determinação do mesmo caráter. Os alelos múltiplos ocorrem quando os genes apresentam mais de duas formas alélicas. Nesse caso, mais de dois alelos estão presentes na determinação de um caráter. Os seres homozigotos são aqueles que apresentam pares de genes alelos idênticos (AA/aa), ou seja, possuem genes alelos idênticos. Enquanto isso, os heterozigotos caracterizam os indivíduos que possuem dois genes alelos distintos (Aa). Genes dominantes e recessivos. Quando um indivíduo heterozigótico possui um gene alelo dominante ele se expressa determinando uma certa característica. Os genes dominantes são representados por letras maiúsculas (AA, BB, VV) e expressos fenotipicamente em heterozigose. Quando o gene alelo não se expressa nesse indivíduo, ele é um gene recessivo. Os genes recessivos são representados por letras minúsculas (aa, bb, vv) donde os fenótipos são expressos somente em homozigose. a O genótipo é o conjunto das informações contidas nos genes, desse modo, irmãos gêmeos têm o mesmo genótipo pois possuem os mesmos genes. Ele representa a constituição genética do indivíduo. Já o fenótipo é a expressão dos genes, ou seja, é o conjunto das características que vemos nos seres vivos, por exemplo, a cor dos olhos, o tipo sanguíneo, a cor das flores de uma planta, a cor do pelo de um gato, entre outras. Herança Ligada ao Sexo. Os cromossomos sexuais são aqueles que determinam o sexo dos indivíduos. As mulheres possuem 2 cromossomos X, enquanto os homens possuem um cromossomo X e um Y. Desse modo, é o gameta masculino que determina o sexo dos filhos. Como os cromossomos X tem muito mais genes o que o Y, alguns dos genes do X não têm alelo correspondente no Y, desse modo determinam a herança ligada ao cromossomo sexual ou ligada ao sexo. a O daltonismo e a hemofilia são exemplos de doenças determinadas por genes presentes no cromossomo X. O daltonismo, que é um tipo de cegueira para cores, é uma condição produzida por um alelo mutante responsável pela produção de um dos pigmentos visuais. ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- O que é DNA? O DNA (Ácido Desoxirribonucleico) é uma molécula que está presente no núcleo das células de todos os organismos e carrega toda a informação genética de um organismo. É formado por uma fita dupla em forma de espiral (dupla hélice), formada por nucleotídeos. A molécula de DNA é constituída por três substâncias químicas: Bases Nitrogenadas – Adenina (A), Timina (T), Citosina (C) e Guanina (G); Pentose – Um açúcar que apresenta moléculas formadas por cinco átomos de carbono; Fosfato – um radical de ácido fosfórico. a Os dois filamentos que constituem o DNA enrolam-se um sobre o outro e unem-se através de pontes de hidrogênio, que se formam entre as 4 bases nitrogenadas dos nucleotídeos: A – Adenina, T – Timina, C – Citosina, G - Guanina. As pontes de hidrogênio são formadas entre os pares de bases: A-T e C-G. Adenina com Timina e Citosina com Guanina. O DNA está tão compactado no núcleo celular, que se fosse possível esticá- lo, ele teria 2 metros de comprimento. Todas as formas de vida do planeta, com exceção de alguns vírus, têm suas informações genéticas codificadas na sequência das bases nitrogenadas do DNA. -------------- Gene Os genes são as unidades de informação genética que compõem os cromossomos, formados por uma sequência única de centenas ou milhares de pares de bases nitrogenadas (A-T ou C-G). Eles determinam tanto as características da espécie humana quanto as características do indivíduo. Os genes especificam a sequência de aminoácidos que serve de base para a síntese de proteínas celulares. Essas proteínas, geralmente enzimas, atuam na estruturae funções metabólicas das células, consequentemente, no funcionamento de todo o corpo. Cromossomos Diferentes sequências de DNA formam os cromossomos. Uma pessoa tem 46 cromossomos: 23 da mãe e 23 do pai. Cada par de cromossomos é formado por muitos genes. Genoma Um genoma é toda a informação genética contida no DNA ou RNA de um organismo, no caso das bactérias. É o conjunto de todos os genes de uma espécie. O sequenciamento de DNA ou genoma é um método usado para determinar como as bases nitrogenadas (adenina, timina, citosina, guanina) são encontradas no DNA. Sequenciar o genoma significa determinar a ordem das informações, ou seja, dos genes, localizadas no genoma, o que possibilita obter informações sobre a linha evolutiva dos organismos, o que pode trazer novas formas de diagnosticar doenças ou fabricar medicamentos e vacinas. a O que é Clonagem? A clonagem é um processo artificial baseado na reprodução de cópias genéticas (organismos idênticos) de certos organismos usando uma fita de DNA. Em vez de usar gametas sexuais, espermatozoides e óvulos, é feito usando células somáticas. Em outras palavras, o núcleo é removido da célula e uma célula somática é colocada em seu lugar. A primeira síntese ocorreu em 1996, no Roslin Institute, na Escócia, por um grupo de embriologistas liderados pelo Dr. Ian Wilmut. Eles criaram o primeiro mamífero usando um processo chamado "Clonagem Reprodutiva", uma ovelha conhecida como "Dolly", que é produzida a partir de uma célula somática da glândula mamária de um animal adulto. Ética e Integração Humana Muitas questões giram em torno da ética e do processo de clonagem e, até agora, não foi comprovado com sucesso se a clonagem humana é feita em laboratório. Depois de Dolly, muitos cientistas e o público em geral mostraram os benefícios e malefícios trazidos por esse processo. Inicialmente, a engenharia genética aliou-se à medicina, apostando na clonagem como forma de beneficiar grande parte da população, seja para reduzir o número de pessoas que necessitam de transplantes de órgãos, para criar órgãos e células, seja para tratar e curar determinadas doenças., defeitos genéticos ou condições de infertilidade. Por outro lado, a questão da ética e da religião levanta questões sobre a clonagem humana e muitos cientistas acreditam que esse processo, no futuro, poderá afetar a personalidade de cada pessoa, gerar discriminação e, além disso, beneficiará apenas uma parte a população, pois a clonagem é muito cara e será um negócio, assim, espera-se que a ciência tenha como princípio o respeito aos princípios éticos e morais. Existem 4 tipos de clonagem: Clonagem Natural: é o caso de gêmeos idênticos, criaturas idênticas com o mesmo genoma. Clonagem Complementar: reprodução assexuada realizada artificialmente em laboratório com duas células-mãe, que produzirão indivíduos idênticos, ou clones. Clonagem Reprodutiva: o processo de reprodução assexuada utilizando células somáticas, ou seja, qualquer célula do corpo, exceto gametas sexuais (óvulo e espermatozoide). Clonagem Terapêutica: procedimento utilizado para a reprodução de células-tronco, muito semelhante à clonagem reprodutiva, porém, não é introduzida no útero. a Clonagem no Brasil Alguns exemplos de clonagem no brasil. Vitória, a bezerra clonada de células de embrião pela Embrapa. Marcolino, clone legítimo a partir de células fetais. a Sites usados na pesquisa. Engenharia genética: todamateria.com.br/engenharia-genetica genome.gov/genetics-glossary/Genetic-Engineering wikipedia.org/wiki/Engenharia_gen%C3%A9tica DNA: Todamateria.com.br/dna/ Significados.com.br/dna/ pt.wikipedia.org/wiki/%C3%81cido_desoxirribonucleico Clonagem: https://dolly.roslin.ed.ac.uk/ https://www.biologianet.com/genetica/clonagem.htm https://www1.folha.uol.com.br/fsp/ciencia/fe2203200101.htm#:~:text=Vit%C3%B3ria%2C%20uma %20bezerra%20da%20ra%C3%A7a,desenvolvidas%20pela%20Embrapa%20desde%201984. https://www.genome.gov/genetics-glossary/Genetic-Engineering https://pt.wikipedia.org/wiki/Engenharia_gen%C3%A9tica https://dolly.roslin.ed.ac.uk/ https://www.biologianet.com/genetica/clonagem.htm https://www1.folha.uol.com.br/fsp/ciencia/fe2203200101.htm#:~:text=Vit%C3%B3ria%2C%20uma%20bezerra%20da%20ra%C3%A7a,desenvolvidas%20pela%20Embrapa%20desde%201984 https://www1.folha.uol.com.br/fsp/ciencia/fe2203200101.htm#:~:text=Vit%C3%B3ria%2C%20uma%20bezerra%20da%20ra%C3%A7a,desenvolvidas%20pela%20Embrapa%20desde%201984