1 - Origem da biotecnologia

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Origem da biotecnologia
Apresentação
A Organização das Nações Unidas (ONU) descreve a Biotecnologia como "qualquer aplicação 
tecnológica que utilize sistemas biológicos, organismos vivos ou seus derivados para fabricar ou 
modificar produtos ou processos para utilização específica" (ONU, Convenção de Biodiversidade 
1992, art. 2.o). Normalmente, esses processos estão envolvidos na melhoria da qualidade de vida e 
da saúde humana, bem como na fabricação de produtos úteis na medicina, na agricultura, na 
pecuária e na indústria.
Nesta Unidade de Aprendizagem, você vai estudar a origem da Biotecnologia, identificando os 
fatos históricos associados ao seu desenvolvimento. Ainda, você verá a aplicabilidade da 
Biotecnologia nas mais diversas áreas.
Bons estudos.
Ao final desta Unidade de Aprendizagem, você deve apresentar os seguintes aprendizados:
Analisar a origem da Biotecnologia.•
Identificar os fatos históricos associados ao surgimento da Biotecnologia.•
Estimar as aplicações da Biotecnologia.•
Infográfico
Alexander Fleming fez uma das descobertas mais importantes da história da humanidade: a 
penicilina. Durante a Segunda Guerra Mundial, esta salvou milhões de soldados. Atualmente, é 
usada de forma menos frequente; entretanto, as penicilinas constituem um dos grupos mais 
importantes de antibióticos.
Os antibióticos são fármacos importantes no tratamento de infecções bacterianas. Hoje em dia, 
dispomos de diversas opções, e com a evolução da ciência, foram possíveis melhorias nas novas 
gerações de antibióticos.
No Infográfico a seguir, você vai acompanhar o processo para o desenvolvimento da penicilina, um 
marco histórico na Medicina.
Conteúdo do livro
A Biotecnologia é uma área promissora, crescente e retrata um conjunto de conhecimentos 
tecnológicos que possibilitam a utilização de agentes biológicos em processos de produção 
industrial de bens e serviços. Além de ser uma ramo muito abrangente, relaciona-se com 
explorações tecnológicas variadas da biodiversidade para solucionar problemas de saúde.
No capítulo Origem da Biotecnologia, da obra Biotecnologia, você verá como se deu o seu 
crescimento, principalmente nas áreas da Medicina e da Farmácia, refletindo sobre a sua 
importância no cotidiano e demonstrando como as ciências estão relacionadas com a inovação.
Boa leitura.
BIOTECNOLOGIA
Lisiane Silveira Zavalhia
Origem da biotecnologia
Objetivos de aprendizagem
Ao final deste texto, você deve apresentar os seguintes aprendizados:
  Analisar a origem da biotecnologia.
  Identificar os fatos históricos associados ao surgimento da 
biotecnologia.
  Estimar as aplicações da biotecnologia.
Introdução
A biotecnologia é uma área muito abrangente e resulta da fusão entre ciên-
cia e tecnologia. Assim, pode ser considerada como uma área de inovação 
que permanece em crescimento e gera impacto no nosso cotidiano. A partir 
de seu surgimento, iniciou-se um ciclo de ampliação do conhecimento 
científico e observou-se um real progresso em diversos setores.
Cabe salientar que esse campo não se limita à área da saúde: a 
biotecnologia envolve profissionais de distintas áreas, como biólogos, 
bioquímicos, agrônomos, veterinários, engenheiros, farmacêuticos, zoo-
técnicos e afins.
Neste capítulo, você vai compreender essa área do conhecimento 
denominada biotecnologia, vai conhecer o seu histórico, suas principais 
contribuições para a atualidade e sua aplicabilidade em nosso dia a dia. 
Biotecnologia e origens
Os primeiros indícios dessa área de conhecimento surgiram no Egito Antigo, 
quando os egípcios utilizavam o processo de fermentação para a fabricação 
de cervejas e pães. Entretanto, por muitos anos, os agentes que causavam essa 
fermentação não eram conhecidos (FERRO, 2010).
Milênios depois, o pesquisador Anton Van Leeuwenhoek, tendo desenvol-
vido e utilizado o microscópio, observou e descreveu seres invisíveis a olho 
nu. No ano de 1875, um biólogo chamado Louis Pasteur provou que o processo 
de fermentação era causado por esses microrganismos (BRUNO, 2015).
A Segunda Guerra Mundial foi um dos fatores que motivou a produção em 
maior escala de produtos oriundos do processo de fermentação, pois utilizava 
esse processo na fabricação de explosivos. Nesse mesmo período, surgiu o ponto 
alto da medicina, o desenvolvimento e a produção da penicilina em grande 
escala, originada de um processo biotecnológico descoberto por Alexander 
Fleming e que permitiu que iniciássemos o uso de antibióticos (CARRER; 
BARBOSA; RAMIRO, 2010).
Você sabia que a insulina foi o primeiro biofármaco produzido por bactérias, graças à 
biotecnologia? A Genentech, em parceria com a Eli Lilly Company, produziu, por meio 
de técnicas de engenharia genética, a insulina humana recombinante de forma ideal. 
A técnica foi baseada na inserção de DNA humano em uma célula hóspede (no caso, 
a E. Coli). Assim, foi possível reduzir os problemas associados à impureza da substância 
(reações alérgicas) quando, originalmente, ela era purificada a partir do pâncreas de 
animais (bois e porcos) (FERRO, 2010).
O marco biotecnológico
No ano de 1953, foi publicado, na revista Nature, o artigo de James Watson e 
Francis Crick no qual foi descrita, pela primeira vez, a estrutura molecular do 
ácido desoxirribonucleico (DNA). Essa descoberta propiciou o início de inú-
meras pesquisas, ampliando ainda mais o espaço da biotecnologia (CARRER; 
BARBOSA; RAMIRO, 2010). A partir de então, ocorreu um avanço crescente 
das denominadas “técnicas do DNA recombinante”, as quais permitem a 
transferência de material genético entre os organismos. 
Dessa forma, a manipulação genética popularizou-se e fez com que a bio-
tecnologia se tornasse um importante agente interdisciplinar do conhecimento, 
envolvendo microbiologia, genética, bioquímica, biologia celular, fisiologia, 
farmacologia, química, dentre outras áreas (FERRO, 2010).
Origem da biotecnologia2
A partir disso, surgiram dois conceitos de biotecnologia (BRUNO, 2015):
  Biotecnologia tradicional: utiliza organismos vivos na forma como 
são encontrados na natureza.
  Biotecnologia moderna: utiliza organismos vivos modificados gene-
ticamente por meio da engenharia genética ou da tecnologia do DNA 
recombinante.
A biotecnologia está intimamente ligada com inovação; sendo assim, é considerada 
“a ciência do futuro” e gera, nos dias atuais, impacto no nosso cotidiano. 
Fatos históricos e a biotecnologia
Os seres humanos estão há tempos manipulando organismos vivos com a 
fi nalidade de melhorar a qualidade de vida do homem e solucionar problemas. 
Aqui, vamos conhecer um pouco dos fatos históricos mais signifi cativos no 
contexto da biotecnologia (FERRO, 2010; CARRER; BARBOSA; RAMIRO, 
2010; VOET; VOET, 2013; BRUNO, 2015).
  No ano de 1957, Francis Crick e George Gamov elaboraram o “dogma 
central da biologia molecular” sobre como as proteínas são produzidas 
a partir do DNA; em seguida, Matthew Stanley Meselson e Frank Sthal 
demonstraram o mecanismo da replicação do DNA.
  Em 1965, os cientistas revelaram que os genes que levam à resistência 
aos antibióticos em bactérias são denominados plasmídeos. Um ano 
depois, Marshall Nirenberg, Heinrich Matthaei e Severo Ochoa de-
monstraram que uma sequência de 3 nucleotídeos (códon) determina 
cada um dos 20 aminoácidos.
  Em 1970, foi isolada a transcriptase reversa, uma enzima que produz 
DNA a partir do RNA, descoberta feita por Howard Temin e David 
Baltimore. A transcriptase reversa tem sido uma ferramenta útil na 
engenharia genética por sua capacidade em transcrever mRNAs em 
fitas complementares de DNA (cDNA).
3Origem da biotecnologia
  No ano de 1977, Walter Gilbert e Allan Maxam desenvolveram o método 
de sequenciamento de DNA. 
  No ano subsequente, 1978, a Genentech Inc. e o Centro de Medicina 
Nacional anunciaram a produção de insulina humana com a utilização 
da tecnologia do DNA recombinante. 
  No ano de 1980, Kary Mullis e colaboradores desenvolveram a técnica de 
PCR(Polymerase Chain Reaction ou reação em cadeia da polimerase).
  Em 1982, a FDA deu aprovação para que essa insulina humana modifi-
cada geneticamente fosse comercializada. Chega ao mercado o primeiro 
produto derivado de um organismo transgênico, a insulina. 
  Em 1994, a FDA aprovou o primeiro produto alimentício geneticamente 
modificado (GM), o tomate FlavrSavr®.
  Em 1996, na Escócia, Instituto Roslin, surgiu o primeiro mamífero re-
produzido de uma célula somática de uma ovelha adulta, a famosa ovelha 
Dolly (Figura 1).
Figura 1. Dolly, a ovelha que ficou famosa pelo 
processo de clonagem.
Fonte: Schaefer e Thompson Junior (2015, p. 305).
Origem da biotecnologia4
  No ano de 2001, os EUA sofreram com atentados bioterroristas. Foram 
espalhadas cartas contendo Antraz, bactéria que tem a capacidade 
de causar uma doença letal denominada “carbúnculo”. Esse atentado 
impulsionou o desenvolvimento da biotecnologia e resultou em um 
maior investimento em biossegurança.
  Em 1998, foram descobertas as células-tronco embrionárias humanas. 
  No ano de 2003, a ovelha Dolly morreu por problemas pulmonares.
  Em 2004, foi clonado o primeiro animal de estimação, um gato. 
  Em 2005, a FDA aprovou a primeira droga etnicamente específica: 
um medicamento para doenças cardíacas direcionado para pacientes 
negros. 
  No ano de 2010, Craig C. Venter publicou seu trabalho na revista Science, 
descrevendo o desenvolvimento de uma “célula sintética”.
Aplicabilidades da biotecnologia
A biotecnologia é considerada um ramo promissor e ainda encontra-se em 
crescimento no Brasil. Após a publicação do decreto nº. 6.041, de 8 de fevereiro 
de 2007, a biotecnologia, no nosso país, passou a ser fragmentada em quatro 
áreas setoriais (BRUNO, 2015): 
  Saúde humana: voltada para a produção de anticorpos, medicamentos 
e vacinas.
  Agropecuária: voltada para o aumento da produção de alimentos e 
combate às pragas.
  Industrial: voltada para processos de fermentação e produção de 
combustíveis.
  Ambiental: voltada para a recuperação de ambientes danificados.
5Origem da biotecnologia
Confira, no Quadro 1, algumas das diferentes aplicações da biotecnologia:
Setores Produtos
Indústria  Plásticos e outros polímeros.
  Celulose e papel (enzimas removem substâncias indese-
jadas no processo de fabricação do papel).
  Detergentes para a indústria têxtil (enzimas para a pro-
dução de detergentes que degradam moléculas associa-
das a manchas de vinho, gordura e outras).
  Detergentes mais eficientes (enzimas que reduzem o 
uso de recursos naturais, como energia elétrica, água e 
combustível).
  Acetona (composto orgânico usado principalmente 
como solvente em esmaltes e tintas, na extração de 
óleos e na produção de fármacos).
  Glicerol (usado com funções de umectante, solvente e 
agente suavizante em doces, bolos e sorvetes).
  Na indústria farmacêutica, é usado para a produção de 
pomadas, xaropes, anestésicos e nitroglicerina (para o 
controle da pressão arterial). Pode ser empregado, tam-
bém, em cremes dentais e em outras substâncias. 
  Ácidos clorídrico, sulfúrico, nítrico, fluorídrico, fosfórico, 
acético, entre outros.
Saúde  Medicamentos para diferentes situações.
  Antibióticos.
  Hormônios.
  Vacinas.
  Testes de diagnósticos. 
  Pesquisa de novos medicamentos e terapias inovadoras. 
Agricultura  Adubos. 
  Biopesticidas.
  Biofertilizantes.
  Controle de pragas. 
  Mudas de árvores para reflorestamento.
  Plantas transgênicas com características como maior va-
lor nutritivo e resistência a pragas e a condições adversas 
(ambientais ou de cultivo).
Quadro 1. Setores da sociedade e produtos e processos da biotecnologia
(Continua)
Origem da biotecnologia6
Mundialmente, é visível que a biotecnologia tem movimentado a criação 
de novos produtos industriais, trazendo melhorias em termos de rendimento 
na produção agrícola (ALLEN JUNIOR, 2017).
Fonte: Adaptado de Allen Junior (2017, p. 16-17).
Setores Produtos
Meio ambiente  Recuperação de petróleo.
  Biorremediação (tratamento de águas e eliminação de 
poluentes).
  Agentes biológicos (plantas, enzimas, microrganismos) 
responsáveis pela degradação de produtos específicos. 
  Desenvolvimento de produtos biodegradáveis.
  Tratamento mais efetivo de efluentes e resíduos. 
  Produção de biopolímeros (materiais totalmente 
biodegradáveis). 
Energia  Produção de etanol, biogás e outros combustíveis (a 
partir de biomassa).
  Seleção de microrganismos e aproveitamento de dife-
rentes resíduos para a obtenção de energia.
Alimentação  Bebidas (cervejas, vinhos e bebidas destiladas).
  Panificação (pães e biscoitos).
  Laticínios (queijos, iogurtes e outras bebidas lácteas). 
  Vinagre, molho shoyu, glutamato monossódico (intensi-
ficador de sabor, também conhecido como glutamato 
de sódio ou MSG) e adoçantes. 
  Proteínas para rações. 
  Alimentos transgênicos (Figura 2). 
  Alimentos para diabéticos ou pessoas com algum tipo 
de intolerância.
Pecuária  Desenvolvimento de medicamentos para uso 
veterinário.
  Melhoramento genético. 
  Alimentação balanceada. 
  Desenvolvimento de embriões.
  Desenvolvimento de vacinas para uso veterinário. 
Quadro 1. Setores da sociedade e produtos e processos da biotecnologia
(Continuação)
7Origem da biotecnologia
Figura 2. Teste em campo de soja geneticamente modificada com o uso de técnicas de 
engenharia genética.
Fonte: Bibiphoto/Shutterstock.com. 
As mudanças trazidas pela biotecnologia já impactaram e seguem impac-
tando diariamente nossa vida. Na agricultura, a possibilidade de manipular 
material genético reflete em produtividade sustentável e eficiente, o que 
beneficia os consumidores e propicia o desenvolvimento de produtos como 
culturas geneticamente modificadas voltadas para tolerância a herbicidas, 
resistência a doenças e pragas, além de aumentar propriedades nutricionais 
dos produtos que chegam à nossa mesa (BATISTA, 2018). 
Benefícios da biotecnologia na saúde
A biotecnologia tem papel central também no diagnóstico de doenças e tem 
propiciado o aumento de tratamentos contra as mais diversas doenças (ALLEN 
JUNIOR, 2017).
Como mencionado, a biotecnologia contribui exponencialmente para a 
produção de fármacos. Atualmente, mais de 350 fármacos estão sendo apro-
vados para o tratamento de diversas doenças, dentre as quais podemos citar 
câncer, doenças autoimunes e infecciosas.
Alguns biofármacos da atualidade desenvolvidos com o advento da bio-
tecnologia (FERRO, 2010) são:
Origem da biotecnologia8
  Fator VIII e IX utilizados para a hemofilia tipos A e B.
  Agentes tromboembolíticos utilizados para condições como trombose 
e embolias.
  Interferons (α, β, γ) utilizados para tratar condições como esclerose 
múltipla, leucemias e hepatite C.
  Hormônios como a insulina (para o diabetes), o hormônio do crescimento 
e as gonadotrofinas.
  Produtos baseados em interleucinas utilizados para tratar a doença de 
Crohn.
  Ampla variedade de vacinas para a prevenção de diversas doenças.
Para saber mais sobre a relação da biotecnologia com a 
produção de vacinas, acesse o link ou o código a seguir.
https://goo.gl/nuu7E3 
O uso da biotecnologia é a base para a engenharia genética. Portanto, 
concluímos que seu uso traz melhorias qualitativas e quantitativas para algu-
mas características dos microrganismos — além disso, já nos trouxe muitas 
contribuições em diversos campos. 
Todas essas atribuições tornam a biotecnologia cada vez mais forte e 
demonstram que a história continuará evoluindo concomitante ao desenvol-
vimento tecnológico.
Um grande exemplo da biotecnologia é no ramo da agricultura. Com base na bio-
tecnologia, os agricultores conseguem selecionar as melhores culturas, apresentando 
maiores rendimentos, e subprodutos de organismos passam a servir como controle de 
pragas e fertilizantes. É possível, além disso, cultivar plantas de clima temperado (soja, 
trigo) em regiões de climatropical. Assim, a biotecnologia beneficia os produtores, 
consumidores e comerciantes (GONÇALVEZ; REIS; RIBARCKI, 2017). 
9Origem da biotecnologia
ALLEN JUNIOR, L. V. Introdução à farmácia de Remington. Porto Alegre: Artmed, 2017.
BATISTA, B. Biologia molecular e biotecnologia. Porto Alegre: SAGAH, 2018.
BRUNO, A. N. Biotecnologia I: princípios e métodos. Porto Alegre: Artmed, 2015. 
CARRER, H.; BARBOSA, A. L.; RAMIRO, D. A. Biotecnologia na agricultura. Estudos avançados, 
v. 24, n. 70, p. 149-164, 2010. Disponível em: <http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_
arttext&pid=S0103-40142010000300010&lng=en&nrm=iso>. Acesso em: 23 set. 2018. 
FERRO, E. S. Biotecnologia translacional: hemopressina e outros peptídeos intracelulares. 
Estudos avançados, v. 24, n. 70, p. 109-121,2010. Disponível em: <http://www.scielo.br/
scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0103-40142010000300008&lng=en&nrm=iso>. 
Acesso em: 23 set. 2018.
SCHAEFER, G. B.; THOMPSON JUNIOR, J. N. Genética médica: uma abordagem integrada. 
Porto Alegre: Penso, 2015. 
VOET, D.; VOET, J. G. Bioquímica. 4. ed. Porto Alegre: Artmed, 2013.
Leituras recomendadas
BRUNO, A. N. Biotecnologia II: aplicações e tecnologias. Porto Alegre: Artmed, 2018.
DINIZ, M. O.; FERREIRA, L. C. S. Biotecnologia aplicada ao desenvolvimento de vacinas. 
Estudos avançados, São Paulo, v. 24, n. 70, p. 19-30, 2010. Disponível em: <http://www.
scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0103-40142010000300003&lng=en&nr
m=iso>. Acesso em: 23 set. 2018.
NELSON, D. L.; COX, M. M. Princípios de bioquímica de Lehninger. 6. ed. Porto Alegre: 
Artmed, 2014. 
REZENDE, J. M. Varíola: uma doença extinta. In REZENDE, J. M. À sombra do plátano: crôni-
cas de história da medicina. São Paulo: Unifesp, 2009. p. 227-230. Disponível em: <http://
books.scielo.org/id/8kf92/pdf/rezende-9788561673635.pdf>. Acesso em: 23 set. 2018.
TORTORA, G. J.; FUNKE, B. R.; CASE, C. L. Microbiologia. 12. ed. Porto Alegre: Artmed, 2018.
Origem da biotecnologia10
Conteúdo:
 
Dica do professor
Atualmente, há um alto número de mulheres nos processos de ciência e tecnologia; antigamente, 
os homens eram maioria no que se referia a grandes descobertas. Esse cenário mudou, e as 
mulheres ultrapassaram barreiras do conhecimento e foram responsáveis por grandes feitos na 
Ciência.
Nesta Dica do Professor, você vai conhecer algumas mulheres que propagaram o conhecimento 
científico.
Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar.
 
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Na prática
Ao que tudo indica, médicos chineses foram os pioneiros no estudo do fenômeno da prevenção de 
doenças. Testavam crianças que inalavam crostas de feridas da varíola (a chamada variolação), 
tornando-se uma prática comum na Inglaterra e, em algumas vezes, resultava em casos graves.
Antes do surgimento das vacinas, as pessoas que se recuperavam de doenças como a varíola 
tornavam-se imunes a ela, o que motivou Edward Jenner a dar início à sua experimentação, 
inoculando varíola bovina (mais segura do que a variolação) em pessoas, na tentativa de prevenir a 
doença.
Veja, Na Prática, como se deu a experimentação de Jenner até chegar à vacina da varíola.
Conteúdo interativo disponível na plataforma de ensino!
Saiba +
Para ampliar o seu conhecimento a respeito desse assunto, veja abaixo as sugestões do professor:
Nise - O coração da loucura
Veja o trailer do filme Nise - o coração da loucura, que conta um pouco da trajetória da pesquisadora 
e psiquiatra Nise Silveira, que rejeitou a terapia de eletrochoque no tratamento de pacientes 
esquizofrênicos.
Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar.
Mulheres na Ciência: por que ainda somos tão poucas?
Este artigo apresenta histórias de mulheres na Ciência.
Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar.
Biotecnologia pode evitar a extinção do cacau e garantir 
produção de chocolate
Uma combinação de fatores, que inclui as mudanças climáticas e a crise hídrica, pode prejudicar 
gravemente a cacauicultura e transformar o chocolate em um artigo de luxo ou até mesmo 
provocar a extinção do cacau. Este texto mostra como a Biotecnologia pode auxiliar para evitar a 
extinção do cacau.
https://www.youtube.com/embed/UeAUNvcM_xk
http://cienciaecultura.bvs.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0009-67252017000400017
Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar.
https://revistacultivar.com.br/noticias/biotecnologia-pode-evitar-extincao-do-cacau-e-garantir-producao-de-chocolate