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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 secundários de organismos marinhos;
Distinguir as aplicações dos produtos marinhos nas diferentes indústrias.
Palavras iniciais
A vida começou no mar, e os oceanos possuem as formas de vida mais antigas da Terra. Assim, o ambiente
marinho é o tesouro da diversidade biológica e química entre todos os tipos de ecossistemas. Possui uma grande
variedade de organismos vivos, de bactérias a eucariotos, além de compostos químicos únicos que são de grande
importância para medicina, nutrição, cosméticos, agricultura e outras indústrias.
 Oceano | Fonte: Freepik
As aplicações biotecnológicas podem ser usadas para aproveitar o potencial do ambiente marinho em benefício humano
e para promover o progresso biológico fundamental.
A biotecnologia marinha é a criação de produtos e processos a
partir de organismos marinhos através da aplicação das biologias
molecular e celular e da bioinformática.
A biotecnologia marinha é o campo da ciência que lida com a exploração oceânica para o desenvolvimento de novos
medicamentos, produtos químicos, enzimas e processos. Também lida com o avanço da aquicultura, a segurança de
frutos do mar, a biorremediação e os biocombustíveis, entre outros.É uma área em que os produtos são derivados ou
desenvolvidos a partir de uma grande variedade de organismos marinhos e inclui aquicultura, combustíveis, cosméticos,
produtos farmacêuticos e alimentícios.
Atenção! Aqui existe uma videoaula, acesso pelo conteúdo online
Saiba mais
Para saber mais sobre o assunto, assista ao vídeo Conhecendo a biodiversidade marinha no Brasil.
https://youtu.be/xrvTy9jFTLw
Microrganismos marinhos
Os microrganismos marinhos conseguiram conquistar
todos os habitats marinhos, desde águas marinhas rasas
e profundas, regiões polares e fontes hidrotermais do
fundo do mar até diversos ecossistemas de recifes de
coral.
Particularmente, a superfície de macrorganismos, como
algas, esponjas e corais, é um nicho ecológico favorável
para os microrganismos marinhos.
 Microrganismos marinhos (Fonte: Freepik).
Dentre os macrorganismos marinhos, os invertebrados são um dos principais grupos de organismos de onde foi
descoberto um número signi�cativo de produtos naturais marinhos bioativos que trouxeramvários benefícios medicinais
para melhorar a saúde humana.
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 Esponjas marinhas (Fonte: Freepik).
Entre os invertebrados marinhos, as esponjas do �lo
Porífera são o grupo mais dominante responsável pela
descoberta de grande número de produtos naturais que
têm sido utilizados como modelo para o desenvolvimento
de drogas terapêuticas.
Esse grupo demonstra uma ampla gama de propriedades terapêuticas, incluindo antimicrobiano, antioxidante, anti-
hipertensivo, anticoagulante, anticâncer, anti-in�amatório, cicatrização de feridas e modulador imunológico, entre outros
efeitos medicinais.
Veja um pouco das suas propriedades na imagem a seguir:
 Disponível em Microbiologia UFRJ. Acesso em: 13 dez. 2019. (Fonte: Microbiologia UFRJ).
 Cosméticos (Fonte: Freepik).
Os invertebrados marinhos também são ricas fontes de
diversidade química e benefícios à saúde para o
desenvolvimento de candidatos a medicamentos,
cosméticos, suplementos nutricionais e sondas
moleculares que podem ser usados para aumentar a
expectativa de vida saudável do ser humano.
Organismos marinhos, como esponjas, algas ou corais,
bactérias e fungos especi�camente marinhos
demonstraram produzir novos metabólitos secundários
com estruturas químicas únicas e diversas que podem
ser a chave para o desenvolvimento de novos
medicamentos, exibindo propriedades antibióticas,
antivirais, anticancerígenas ou anti-in�amatórias.
 Organismos marinhos (Fonte: Freepik).
Organismos marinhos, tanto macro como micro, assim como as espécies terrestres, produzem uma variedade de
metabólitos secundários.
Mais de 2.140.000 metabólitos secundários são conhecidos e geralmente
classi�cados de acordo com sua vasta diversidade em estrutura, função
e biossíntese.
Classes de metabólitos secundários
Existem cinco classes principais de metabólitos secundários, como:
terpenoides e esteroides;
substâncias e policetídeos derivados de ácidos graxos;
alcaloides;
polipeptídeos não ribossômicos;
cofatores enzimáticos.
O metabolismo pode ser de�nido como a soma de todas as
reações bioquímicas realizadas por um organismo.
Os metabólitos são os intermediários e produtos do metabolismo e geralmente são restritos a pequenas moléculas.
Atenção
Embora os metabólitos primários estejam presentes em todas as células vivas capazes de se dividir, os metabólitos
secundários estão presentes apenas incidentalmente e não são de importância primordial para a vida do organismo.
A maioria dos metabólitos marinhos é encontrada em
espécies terrestres como tais ou possui equivalentes
próximos em espécies terrestres, mas alguns são
su�cientemente incomuns para constituir uma classe
separada (por exemplo, esteróis marinhos).
Embora, em muitos casos, as funções desses
metabólitos secundários nas espécies marinhas não
sejam claras, outros compostos desempenham papéis
bem de�nidos.
 Esteróis marinhos (Fonte: Pixabay).
Exemplo
Como exemplos dos papéis desempenhados pelos metabólitos secundários podemos citar as funções de marcadores de
trilha, atrativos sexuais, substâncias anti-incrustantes, antitumorais, antivirais, agentes imunossupressores e
antimicrobianos, bem como neurotoxinas, hepatotoxinas e estimulantes cardíacos.
Macroalgas marinhas
As macroalgas marinhas produzem ampla variedade de metabólitos biologicamente ativos que foram desenvolvidos para
produtos comerciais, como antibióticos, agentes imunossupressores, anti-in�amatórios, citotóxicos e produtos
cosméticos.
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 Fonte: Novaendovita
Muitas algas marinhas permanecem limpas por períodos mais longos, sugerindo seu forte potencial anti-incrustante.
O isolamento de compostos biogênicos e a determinação de sua estrutura podem fornecer pistas para o desenvolvimento
de tintas anti-incrustantes ecológicas. Substâncias isoladas com potente atividade anti-incrustante pertencem a ácidos
graxos, lipopeptídeos, amidas, alcaloides, lactonas, esteroides, terpenoides e pirróis.
Os metabólitos secundários de algas têm o potencial de serem produzidos comercialmente usando técnicas de
engenharia genética.
 Disponível em: Research Gate. Acesso em: 13 dez. 2019.
Área pesqueira
 Advogado de terno (Fonte: Shutterstock).
A biotecnologia marinha apresenta também grande
potencial na área pesqueira, oferecendo soluções para
diversas áreas problemáticas da aquicultura.
Como exemplo, podemos citar a reprodução de vários
peixes que não ocorre espontaneamente quando
colocados em condições de cativeiro.
No passado, a gonadotro�na de peixe , um grupo de hormônios que estimulam a reprodução, era produzida em
pequenas quantidades por extração e puri�cação de preparações brutas de milhares de glândulas pituitárias. Atualmente,
grandes quantidades de gonadotro�na altamente puri�cada podem ser produzidas em laboratório através da tecnologia
de DNA recombinante.
Pigmentos marinhos
Como vimos anteriormente, o ambiente marinho oferece uma in�nidade de compostos bioativos com propriedades únicas
e notável potencial para aplicações biotecnológicas. Entretanto, muitos desses compostos podem ser usados pela
indústria de alimentos como conservantesnaturais, estabilizadores, agentes geli�cantes epigmentos.
Os pigmentos marinhos exibem um grande potencial para uso como
antioxidantes e corantes naturais de alimentos.
Carotenoides, fucoxantina e outros compostos de algas marinhas exibem atividades antioxidantes e podem ser utilizados
pela indústria alimentícia, enquanto pigmentos de bactérias marinhas, microalgas e plantas podem ser usados como
corantes naturais de alimentos. Vários compostos fenólicos, taninos, terpenos de algas e plantas marinhas mostram
atividade antimicrobiana e antioxidante.
Ingredientes alimentares
Além disso, derivados marinhos podem ser usados como ingredientes alimentares funcionais, nutracêuticos, suplementos
alimentares e prebióticos.
Clique nos botões para ver as informações.
https://stecine.azureedge.net/webaula/estacio/go0266/aula6.html
Os alimentos nutracêuticos são aqueles que fornecem benefícios à saúde, incluindo a prevenção e o tratamento de
doenças.
Alimentos nutracêuticos 
Já os alimentos funcionais são aqueles que podem proporcionar benefícios �siológicos especí�cos e geralmente
contêm ingredientes com compostos bioativos conhecidos em quantidades de�nidas, sendo comprovadamente
bené�cos à saúde.
Alimentos funcionais 
Os prebióticos são os que induzem o crescimento ou a atividade de microrganismos, contribuindo para o bem-estar
de seus hospedeiros.
Alimentos prebióticos 
Atenção! Aqui existe uma videoaula, acesso pelo conteúdo online
A fabricação de alimentos derivados do ambiente marinho proporciona benefícios adicionais à saúde do
consumidor, razão pela qual tem sido crescente o interesse pela biotecnologia por parte da sociedade moderna.
 Disponível em: Dicas de Mulher. Acesso em: 13 dez. 2019.
Saiba mais
Bioprospecção a partir dos oceanos <//cienciaecultura.bvs.br/pdf/cic/v64n3/a13v64n3.pdf> : conectando a descoberta de
novos fármacos aos produtos naturais marinhos. Disponível em //cienciaecultura.bvs.br/pdf/cic/v64n3/a13v64n3.pdf
Acesso em 14 mai. 2020.
Degradação de poluentes ambientais
https://cienciaecultura.bvs.br/pdf/cic/v64n3/a13v64n3.pdf
O ecossistema marinho possui uma rica biodiversidade, e
o próprio organismo contém compostos
bioquímicosvitais com ampla gama de usos na medicina,
no meio ambiente e nas diversas indústrias.
A degradação de poluentes ambientais é uma
preocupação importante em todo o mundo. Os
microrganismos marinhos exibem vias únicas de
biodegradação para decompor vários poluentes
orgânicos.
 Degradação de poluentes ambientais (Fonte: Pixabay).
Alguns organismos marinhos produzem produtos químicos ecologicamente corretos, como biopolímeros e
biossurfactantes, que podem ser usados no gerenciamento e tratamento de resíduos ambientais.
Biocombustíveis
Na área de biocombustíveis, a biotecnologia marinha está relacionada com a produção de biocombustíveis de microalgas,
que são economicamente viáveis e capazes de reduzir o consumo de combustíveis fósseis.
 Microalgas (Fonte: Pixabay).
As microalgas são consideradas melhores fontes de
biocombustíveis do que as plantas superiores, devido:
ao seu alto teor de óleo;
à facilidade de propagação;
ao fato de não competir com os recursos da
agricultura convencional.
Além disso, a biomassa residual após a extração do óleo
pode servir de alimento e fertilizante ou, ainda, pode ser
fermentada para produzir etanol.
Para saber mais sobre o assunto, assista ao vídeo Microalgas podem ser utilizadas para fabricação de biocombustíveis.  
https://youtu.be/a-vZsjGe1ng <https://youtu.be/a-vZsjGe1ng>
Saiba mais
Para saber mais sobre o assunto, assista ao vídeo Microalgas podem ser utilizadas para fabricação de biocombustíveis.
 Disponível em https://youtu.be/a-vZsjGe1ng <https://youtu.be/a-vZsjGe1ng>
Acesso em 14 mai. 2020.
https://youtu.be/a-vZsjGe1ng
https://youtu.be/a-vZsjGe1ng
A biomassa de microalgas (algas verdes e
cianobactérias) tem um potencial notável como matéria-
prima para a produção de biocombustíveis de terceira
geração biocombustíveis de terceira geração devido ao
seu alto teor de lipídios e carboidratos.
Espécies como Chlorella são alvo por causa de seu alto
conteúdo lipídico. No entanto, a produção de biomassa
de algas ainda apresenta alguns desa�os técnicos, como
a extração de lipídios e a desidratação.
 Biomassa de microalgas (Fonte: Kletr / Shutterstock).
 Fonte: Secure server cdn
Produção de enzimas
Um outro aspecto relevante da biotecnologia marinha é a produção
de enzimas.
https://stecine.azureedge.net/webaula/estacio/go0266/aula6.html
As enzimas marinhas apresentam grande potencial como
novos biocatalisadores por possuírem propriedades
como alta tolerância ao sal, adaptabilidade ao frio e
facilidade no cultivo em larga escala.
 Enzimas marinhas (Fonte: Chokniti Khongchum / Shutterstock).
Atividades
1. A biotecnologia marinha, conhecida como "biotecnologia azul", explora a diversidade encontrada no ambiente marinho que,
apesar da enorme potencialidade para a biotecnologia, ainda permanece em grande parte desconhecido. Como pode ser
de�nida a biotecnologia marinha?
2. Os estudos sobre produtos naturais marinhos nas últimas décadas envolveram amplamente a coleta de organismos do
mar, sua extração e a análise desses extratos. Inúmeros compostos novos foram isolados e muitos foram encontrados com
atividades biológicas interessantes, descritos na maioria das vezes a partir de esponjas, corais e outros invertebrados
marinhos. Com base no exposto, o que são metabólitos secundários?
3. Os oceanos, que se estendem por 70% do nosso planeta, enfrentam sérios riscos pela pesca excessiva, pela poluição e
pelas mudanças climáticas, o que pode afetar bilhões de pessoas nas comunidades costeiras. A proteção dos recursos
genéticos marinhos é um desa�o que está longe de ser solucionado. A biodiversidade marinha, entretanto, representa um
rico patrimônio para a construção de um mundo sustentável. De acordo com o texto e os conhecimentos adquiridos,
destaque a importância do ambiente marinho para a biotecnologia.
4. Os produtos derivados do petróleo são a principal fonte de energia para a indústria e as sociedades. Embora o petróleo
ainda seja a maior fonte energética do planeta, seus principais processos de exploração e explotação têm degradado
intensamente o meio ambiente. Os danos mais signi�cativos ocorrem durante o seu transporte, seja na forma de petróleo
bruto ou em suas frações derivadas. O transporte de petróleo em todo o mundo representa um frequente e potencial
derramamento de óleo no ambiente marinho, causando poluição marinha. Qual a técnica mais utilizada para a remoção de
hidrocarbonetos em ambientes marinhos?
5. O esgotamento de combustíveis fósseis que atendem à maioria de nossas necessidades de energia no futuro próximo e
os poluentes dos combustíveis fósseis exigem o uso extensivo de fontes alternativas de energia renovável. Nesse contexto, a
biomassa é considerada uma importante fonte de energia alternativa aos combustíveis fósseis.Justi�que a utilização de
microalgas para a obtenção de combustíveis renováveis.
Gonadotro�na de peixe
Grupo de hormônios que estimulam a reprodução.
Biocombustível de terceira geração
O termo biocombustível de terceira geração se refere ao biocombustível derivado de algas devido a sua capacidade em
produzir rendimentos mais altos com menos recursos do que a biomassa lignocelulósica.
Referências
LIMA, N.; MOTA, M. (coord.). Biotecnologia: fundamentos e aplicações. Lisboa: Lidel, 2003.p. 401-427.
LIMA, U. A.et al. Biotecnologia industrial: processos fermentativos e enzimáticos.São Paulo: Edgard Blücher, 2001. v. 3.
Próxima aula
Biotecnologia industrial;
Metabólitos secundários de microrganismos de interesse;
Produtos dos processos biotecnológicos (bebidas alcoólicas, vinagre, ácidos orgânicos, antibióticos, vitaminas, enzimas e
biocombustíveis etc.);
Bioprocessos de materiais biodegradáveis e biomassas.
Explore mais
Estudo investiga potencial de algas marinhas no tratamentodo câncer <https://www.youtube.com/watch?
v=2BQ24NleuQc&feature=youtu.be>
Ótima notícia, nova técnica para reprodução de peixe! <https://www.youtube.com/watch?
v=tC_YvKh8Go4&feature=youtu.be>
Assista ao episódio da série Mar – a Terra Prometida: Biotecnologia Marinha <> .
Leia os seguintes artigos:
Produtos naturais de algas marinhas bentônicas <> ;
Atividade biológica de metabólitos secundários de algas marinhas do gênero Laurencia <> .
https://www.youtube.com/watch?v=2BQ24NleuQc&feature=youtu.be
https://www.youtube.com/watch?v=tC_YvKh8Go4&feature=youtu.be
https://stecine.azureedge.net/webaula/estacio/go0266/aula6.html
https://stecine.azureedge.net/webaula/estacio/go0266/aula6.html
https://stecine.azureedge.net/webaula/estacio/go0266/aula6.html
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Conheça algumas macroalgas marinhas do Sudeste do Brasil <> .
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