Conceitos de Biotecnologia

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Biotecnologia 🔬 1
Biotecnologia 🔬
Procedimentos que envolvem organismos que visam resolver algum problema
Tradicional - fermentação (vários produtos)
Moderna 
Engenharia genetica
Fertilização in vitro
Transgênicos - 
Os modernos apresentam limitações devido a Bioética (deve ser justificado) 
Inóculo = 
Fermentação 
Leveduras
Reino: Fungi
Domínio: Eukarya 
Pluricelular e eucarionte 
Composição: plasmidios (em algumas, complexo de golgi, núcleo, mitocôndria, 
ribossomo, retículo endoplasmatico 
Saccharomyces cerevice (S. Cerevisice) 
resistente ao álcool e elevadas concentrações de açúcar e pH acido 
Bacterias
Reino: Monera
Domínio: Bacteria
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Unicelular e procarionte 
(nucleoide → DNA, ribossomo → síntese proteica, parede celular, membrana 
plasmática, plasmódio → genes de resistencia (não são essenciais ao 
crescimento), DNA extraciomossonico)
Formatos: bastonetes/bacillus, cocos, espiralado, vibrião 
Escherichia coil. (E. Colei)
bacteria mais usada em biotecnologia 
Fáceis de cultivar (se adaptam rapido) - dobra de população em 20 min 
Aeróbias facultativas 
Atua como “reserva” de material genético 
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Modificações genéticas em MO
DNA —transcrição → RNA —Tradução → ptns → fenótipo 
Repressão: impede que o DNA seja transcrito.
Efeito Crab tree - presença de oxigênio intensifica 
Modelo de operan lac 
Indução gênica: Formas de alterar geneticamente 
1. Crossing over: pedaço de DNA exógeno se liga ao DNA celular
2. Transferência vertical (que passa de pai pra filho), células da msm geração 
trocando genes 
3. Transferência horizontal: ocorre em biofilmes 
4. Assimilação de plasmídeo: associado a fatores de virulência; o plasmídeo e capaz 
de se multiplicar e passar para outra bacteria (uma troca de DNA plasmideal)
5. Transdução: bacteriófagos 
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[S} + X → [P] + nX 
S = substrato
X = células 
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P = produto esperado 
nX = crescimento de células 
Fermentação Alcóolica 
Reação: Glicose → etanol + CO2 + energia
Microorganismo: S. Cerevisae
Substratos:
Glicose
Sacarose (hidrólise enzimática → inverta
Amido (amilase)
Frutose
Celulose 
Vantagens da fermentação para S. Ceereviase:
Energia para sobrevivência e crescimento 
Competição 
Aplicações: Bebidas alcoólicas, combustíveis, panificação (CO2)
Condições: Processo anaeróbio, mas e bom aerar um pouco o meio para a célula 
sintetize alguns nutrientes e compostos que favorecem seu crescimento 
Fermentação Lática 
Microrganismos: Lactobacillus spp., Streptococcus spp (bactérias de acido lático 
(BAL))
Reação: Piruvato + NADH ↔ Ácido Lático + NAD+
Caracterização:
aerotolerantes 
Estritamente fermentativas
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Substratos:
Lactose 
Glicose 
Galactose 
Produtos lácteos → ácido lático
Condição: abaixa o pH → 4,6 - 4,7 (ponto isoeletrico) → gera uma condição 
desagradável para vários micro-organismos 
Aplicação: iogurte, queijos; salame e presunto Parma, conservas vegetais
Fermentação Acética 
Reação ocorre em 2 estágios: 
1) fermentação alcoólica → etanol + CO2
2) fermentação acética: Etanol + O2 → ac. Acético + H2O 
Produtos: Ácido Acético
Microrganismos (bactérias acéticas): Acetobacter spp., Gluconobacter spp
Aplicação: produção de vinagre, produção de bebidas alcoólicas como vinho e 
sidra, onde a fermentação alcoólica inicial é seguida pela oxidação do álcool etílico 
para produzir ácido acético
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Fermentação cítrica
Condição: aeróbia 
Microorganismo: Fungo Aspergillus niger 
Substrato: 
sacarose (açúcar purificado, para que a via do fungo seja atingida) 
Nitrogênio (peptona/ureia) 
Sulfatos 
Fermentação Propiônica
Reação: Ácido Lático + CO2 ↔ Ácido Propiônico + H2O
Produtos: Ácido Propiônico
Micro-organismos: 
bactérias propionicas (Propionibacterium) → esse e bom
Clostridium 
Aplicação: ácido propiônico contribui para a formação de olhaduras lisas em 
alguns queijos 
Síntese de bioativos 
Bioativos = composto natural que tem uma atividade de interesse 
pigmentos, aromas, conservantes, antixoxidantes etc 
Pluralidade de MO (esses MO tem que ser GRAS) 
Produto direto da fermentação ou molécula biossintetizada 
Produção de proteínas 
Inserir plasmídeo na célula hospedeira
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são pequenos segmentos de DNA circular encontrados em muitas bactérias e 
outros microrganismos (ex. leveduras)
podem conter genes que conferem vantagens adaptativas às células 
hospedeiras, como resistência a antibióticos, capacidade de degradar certos 
compostos, produção de toxinas ou enzimas específicas, entre outros
Vantagens:
Manipula o MO para que ela produza ptns de interessa 
podem conferir mais resistência a antibióticos
MO de fácil reprodução genética 
Produtos:
protease
Amilase 
celulase
Renina
Proteínas medicinais: hormônio de crescimentos, insulina 
Produtos de interesse para a indústria de alimentos que podem ser produzidos 
por E. Coli: 
1. Aminoácidos e vitaminas: treonina, lisina e metionina, e vitaminas, como a 
vitamina C.
2. Enzimas: proteases, amilases e lipases, que desempenham um papel importante 
na produção de alimentos processados.
3. Edulcorantes: aspartame, um adoçante artificial amplamente utilizado na indústria 
de alimentos e bebidas.
4. Ácidos orgânicos: o ácido cítrico e o ácido láctico, que são amplamente utilizados 
na indústria alimentícia como aditivos e acidulantes.
Quais as vantagens desse tipo de produção?
1. Eficiência: As bactérias E. coli têm uma taxa de crescimento rápida e são capazes 
de produzir grandes quantidades de compostos desejados em um curto período de 
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tempo, tornando o processo de produção mais eficiente.
2. Controle e personalização: A engenharia genética permite um controle preciso 
sobre os genes inseridos nas E. coli, permitindo a produção de compostos 
específicos de interesse e personalizados de acordo com as necessidades da 
indústria alimentícia.
3. Redução de custos: A produção de compostos de interesse utilizando E. coli 
geneticamente modificadas pode ser mais econômica do que os métodos 
tradicionais de produção, uma vez que as bactérias podem utilizar matérias-primas 
mais simples e acessíveis.
4. Sustentabilidade: A produção de compostos de interesse através de bactérias 
geneticamente modificadas pode ter um menor impacto ambiental em comparação 
com os métodos convencionais de produção, pois pode envolver processos mais 
eficientes e sustentáveis.