biotecnologia ufgd

Prévia do material em texto

P1 Biotec Vegetal
1. V ou F
(F) A lei nacional de biossegurança estabelece como diretrizes: a construção, o cultivo, a produção, a manipulação, o transporte, a transferência, a importação, a exportação, o armazenamento, a pesquisa a comercialização, o consumo, a liberação no meio ambiente e o descarte de organismos geneticamente modificados- OGM e seus derivados.
Normas de segurança e mecanismos de fiscalização
(F) A lei nacional de biossegurança estabelece como normas de segurança e mecanismos de fiscalização o estimulo ao avanço cientifico na área de Biossegurança e biotecnologia a proteção a vida e a saúde humana, animal e vegetal, e a observância do princípio da precaução para a proteção do meio ambiente.
Diretrizes
( V ) Para todos os efeitos, a lei nacional de biossegurança considera como OGM, um organismo cujo o material genético tenha sido modificado por qualquer técnica de engenharia genética.
( F ) A lei nacional de biossegurança define um transgênico como um organismos que possui uma sequência de DNA ou RNA ou parte do material genético de outro organismo podendo até ser de uma espécie diferente. Enquanto que, um OGM é um organismo que foi modificado geneticamente, mas que não recebeu regiões de nenhum outro organismo.
( F ) Para todos os efeitos a LNB considera também um organismo GM o resultante das técnicas que impliquem a introdução direta num organismo de material hereditário, através de fecundação in vitro, conjugação, transdução, transformação e indução poliploide. Não considera
(V) Para a obtenção de uma planta GM ou transgênica são pré requisitos: conhecimento da técnica de cultura de tecidos, um método eficiente de introdução do gene e agentes seletivos.
( F) A introdução controlada de genes oriundos de diferentes espécies vegetais, animais ou microrganismos em um genoma vegetal receptor, pode ser realizado de dois modos: direto ou indireto. Dentre os métodos diretos podemos citar a transformação via Agrobacterium tumefaciens e rhizogenes, e como vias indiretas podemos citar, a biobalistica a eletroporação, e a transformação com polietilenoglicol.
Indiretos
Diretos
( F ) Genes marcadores são genes utilizados durante o processo de transformação com a finalidade de codificar um produto que irá conferir ás células transformadas, resistência a um determinado antibiótico ou herbicida.
Tolerância 
(V) Genes repórteres ou indicadores são genes utilizados durante o processo de transformação com a finalidade de codificar para uma proteína, geralmente com atividade enzimática, cujo, o produto é facilmente detectado.
(F) Quanto as características de plantas modificadas através da transformação genética, elas podem estra relacionadas a melhoria na qualidade do produto, sendo chamadas de primeira geração, ou podem ser relacionadas com a redução de custos no processo produtivo, sendo de segunda geração.
Segunda geração
Primeira geração 
1) (V) A lei nacional de biossegurança considera como organismo geneticamente modificado, um organismo cujo material genético (ADN/ARN) tenha sido modificado por qualquer técnica de engenharia genética
(F) A lei nacional de biossegurança considera como organismo geneticamente modificado, o resultante de técnicas que impliquem a introdução direta, num organismo, de material hereditário, através da fecundação in vitro, conjugação, transdução, transformação e indução poliploide. Não considera
(F) A lei nacional de biossegurança define que um organismo geneticamente modificado é um organismo que foi modificado geneticamente, mas que não recebeu nenhuma região de outro organismo e define que uma planta transgênica é um organismo que possui uma sequencia de DNA ou RNA, ou parte do material genético de outro organismo, podendo até ser de uma espécie diferente. A lei não faz referencias a transgênicos, esta definição é da comunidade cientifica
(F) O processo de construção, cultivo, produção, manipulação, transporte, transferência, importação, exportação, armazenamento, pesquisa, comercialização, consumo, liberação no meio ambiente e descarte de organismos geneticamente modificados e seus derivados são regulamentados pela comissão técnica nacional de biossegurança. LEI
(F) O estimulo ao avanço cientifico na área de biossegurança e biotecnologia, a proteção á vida e á saúde humana, animal e vegetal, e a observância do principio da precaução para a proteção do meio ambiente são normas de segurança e mecanismos de fiscalização estabelecidas pela lei nacional de biossegurança. Diretrizes
(F) A introdução “controlada” de genes oriundos de diferentes espécies vegetais, animais ou microrganismos, em um genoma vegetal receptor, pode ser realizada direta ou indiretamente. Dentre os métodos diretos utilizados podemos citar a transformação via Agrobacterium tumefaciens, e, como via indireta, podemos citar a biobalistica. Indireto/Direto trocados
(F) Promotores são genes utilizados durante o processo de transformação com a finalidade de codificar um produto que irá conferir as células transformadas, resistência a um determinado antibiótico ou herbicida. Marcadores
(F) Terminadores são genes utilizados durante o processo de transformação com a finalidade de codificar para uma proteína, geralmente com atividade enzimática, cujo produto é facilmente detectado. Reporteres ou Indicadores
(V) Genes marcadores são genes utilizados durante o processo de transformação com a finalidade de codificar um produto que irá conferir ás células transformadas, resistência a um determinado antibiótico ou herbicida. SE MARCAR FALSO DEVERÁ FAZER A CORREÇÃO DA PALAVRA RESISTENCIA P/ TOLERANCIA
(V) Genes repórteres ou indicadores são genes utilizados durante o processo de transformação com a finalidade de codificar  para uma proteína, geralmente com atividade enzimática, cujo produto é facilmente detectado
.
(F) Quanto as características de plantas modificadas através da transformação genética, elas podem estar
2. Uma empresa de Biotec vegetal contratou um novo pesquisador. O primeiro trabalho dele foi desenvolver uma cultivar de arroz transgênico com aumento da qualidade nutricional. O pesquisador ira clonar o gene psy para aumentar o nível de betacaroteno. A construção deste trangenco ainda está em fase experimental. No entanto o plasmídeo com os trangenes já está pronta. Para a transformação o pesquisador pretende usar Agrobacterium tumefaciens.
Ordem do cassete gênico dentro do plasmídeo:
Promotor CaMV 35S+ psy+T-NOS+P-Ubiquitina promoter+geneuidA ou GUS+T-NOS (terminador). Com base nas características desses transgenes responda:
a. Considerando que o pesquisador obtenha a planta transgênica em que local da planta vai ser expresso o transgene? Por que?
O trangene psy sera expresso em toda a planta pois foi colocado sob o controle de um promotor (CaMV35S) constitutivo.
b. Esta planta transgênica apresentara uma característica de primeira ou de segunda geração? Segunda geração- melhoria na qualidade do produto.
c. Com base nos dados acima o método de transformação escolhio sera eficiente? Por que? O pesquisador escolheu a transformação via agrobacterium , este método não é eficiente para o arroz pois é um método de baixa eficiência em monocotiledôneas. 
d. Com base no cassete gênico construído, existe algum fator que possa prejudicar a obtenção do transgênico? Sim, o promotor utilizado (CaMV35S) para controlar a expressão do gene de interesse psy é um promotor de dicotiledôneas, sendo o arroz uma mono provavelmente o gene não será expresso.
e. Se o pesquisador resolvesse obter uma cultivar de arroz com esta mesma característica (aumento do betacaroteno) através de polinização in vitro, e ao final conseguisse um hibrido com produção de altos níveis de beta caroteno. Esta planta seria considerada um OGM de acordo com a legislação? Por que? Não, de acordo com a LNB não se enquadra na categoria de OGM, as plantas obtidas por técnicas como a polinização in vitro, pois não há manipulação de genes.
3. Para cada objetivo de transformação genica organize os cassetes gênicos preenchendoos espaços em branco com os genes adequados.
ZMpUbiquitina FLAVR-SAVR GFP Patatin T-NOS Bt Cry1A uidA ou GUS HPT pin2MpNPRI CaMV35S RUBISCO5S HPT EPSPS bar ou PAT csrl ou AHASL
A1. As plantas de soja com tolerância ao herbicida glifosato. Para a obtenção desta planta transgênica será realizado co-transformação com dois plasmídeos. No plasmídeo a irá o gene de interesse, sendo que o promotor deverá ser constitutivo e expresso em todos os tecidos. No plasmídeo b, o gene repórter (cassete 1) deverá permitir ao pesquisador uma análise in vivo, sem destruir os tecidos. O gene marcador (cassete 2) deverá apresentar resistência a um antibiótico. 
a) CaMV35S – EPSES- T-NOS (gene cassete)
b) PI-GFP-T1 (cassete1) P2-HPT-T2(cassete2)
A2. Em poucas palavras explique o mecanismo de funcionamento do transgene que oferece resistência ao glifosato nas plantas transformadas:
O gene EPSPS proveniente de uma cepa de agrobacterium é inserido no glifosato. Plantas modificadas geneticamente com esse gene não bloqueiam o efeito de glifosato via chiquimato ao serem expostas ao herbicida.
B1. Plantas de milho com resistência a insetos Lepdoptera (expresso em tyecidos fotossintetizantes) e tolerância ao herbicida glifosinato (expresso em todos os tecidos). Obs.: a enzima que oferece tolerância ao glifosinato é a fosfinotricina acetil tranferase.
Rubisco5S--- Btcry1A--- T-NOS---ZMPUbiquitina---Bar ou PAT (T-NOS)
B2. Explique em poucas palavras o mecanismo de funcionamento do transgene nas plantas transformadas com resistência a insetos:
O gene Bt-cry1A, proveniente de uma bactéria codifica para uma proteína toxica a ambos da ordem lepidóptera. Ao ser clonado nas plantas o gene Bt-cry promove a síntese dessa proteína na forma de pró toxina. Quando as larvas do inseto se alimentam de PGM, a pró toxina é absorvida no intestino, levando a morte.
C1. Construto da maioria das plantas do tomate com alteração de enriquecimento da fruta via poligaracturonase.
PROMOTOR---FLAVR SAVR--- FLAVSAVR---PolyA site ou T-NOS
C2. Explique em poucas palavras o mecanismo de funcionamento do transgene que permite retardar o amadurecimento dos frutos do tomate pela via poligaracturonase. 
O gene FLAVR SAVR codifica para uma enzima que degrada a pectina da parede celular, alterando o amadurecimento dos frutos. Nesse caso o gene é inserido na planta em anti senso, direção oposta ao normal, de forma a gerar um transcrito complementar no gene formando uma dupla fita de RNAm o que leva a inativação do gene.
4. Em 2012, pesquisadores da EMBRAPA descobriram um genótipo de tomateiro não comercializado, porem resistente ao ataque de fusário. Dentre os genes identificados, uma quitinase foi selecionada. O cultivar comercial de tomateiro chamada Santa Clara, sensível a murcha de fusário. A transformação genética foi realizada via agrobacterium tumefaciens, estirpe EHA105, e o gene de interesse foi introduzido sob o controle de promotor 35S de CaMV. Superexpressando esse gene. Neste caso de modo geral o mecanismo de resistência destas plantas acontece da seguinte forma: 
DESENHO
Eg: elicitor (indutor) - molécula produzida pelo patógeno ou pela parede celular da planta pela atividade do patógeno.
Rg: molécula receptora do elicitor produzida pela planta. Quando os dois se ligam um metabolismo de transdução do sinal é iniciado e conduz à ativação de genes de defesa ligados ao desenvolvimento do patógeno. 
a. Com essas informações, descreva o mecanismo de ação ou funcionamento deste transgene nas plantas transformadas e onde será expresso na planta, sempre lembrando que as hifas são constituídas de quitina.
Plantas transformadas com o gene “solchi” que codifica por uma enzima quitinase, tem uma habilidade de perceber a presença do patógeno. A percepção ocorre quando moléculas receptoras a nível de parede celular denominadas RG se ligam aos elicitores produzidos pela patógeno. A ligação do elicitor (EG) ao receptor (RG) desencadeia uma serie de reações levando a síntese da quitinase pela planta. A quitinase por sua vez hidrolisa a quitina levando a inibição da infecção causada pelo patógeno ou no crescimento do mesmo. O gene “solchi ” foi colocado sob o controle de um promotor constitutivo (Bomv35S) e por isso será expressado em toda planta.
4-Uma empresa de biotecnologia vegetal contratou um pesquisador para desenvolver uma cultivar de trigo (Triticum aestivum) geneticamente modificado. O desejo da empresa é o desenvolvimento futuro de farina de trigo sem gluten. Um dos genes responsáveis pela síntese de glutenina é o Glu-1.                                                                         A construção deste OGM esta em fase experimental. No entanto, o plasmídeo (construto) com os transgenes já esta pronto. Para a transformação o pesquisador pretende usar Agrobacterium tumefaciens.                                                                           Ordem do cassete gênico dentro do plasmídeo:
Promotor Ubiquitina+ Glu-1(5’-3’,sentido senso)+T-NOS(terminador –nopaline synthase terminator)+P-ubiquitina(promotor)+gene hpt(isolado de Escherichia coli)+T-NOS(terminador)+ Ubiquitina promoter+ geneuidA ou GUS+T-NOS(terminador).
Com base neste construto e características destes transgenes responda:
a1)Considerando que o pesquisador obtenha a planta geneticamente modificada, em que local da planta vai ser expresso o transgene?
Considerando que o promotor ubiquitina é constitutivo, o gene será expresso em toda a planta.
a1)O local de expressão é adequado, justifique sua resposta?
Não, porque o glúten é sintetizado somente na cariopse,desta forma poderia ser utilizado um promotor no órgão ou tecido específico.
b)Com base nos dados acima, o método de transformação escolhido será eficiente? Por quê?
Não, porque o trigo é  uma monocotiledônea e o método de transformação via Agrobacterium não é eficiente, sendo inferior a 5%de transformação.
c)Com base cassete gênico construído ,considerando que a transformação seja um sucesso, a planta geneticamente modificada obtida ira atender o objetivo da empresa? Por quê?
Não, porque para inibir a produção ‘’síntese’’ de glúten é necessário bloquear o gene Glu-1 responsável pela síntese.Neste caso, o gene foi inserido na posição 5’-3’,ou seja,sentido de síntese do glúten ,para que seja bloqueado este gene, é necessário inseri-lo na posição anti-sense 3’-5’,método de silenciamento gênico via RNA.