Aula_1_Biotec_e_bioinf

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ARA0484 
Biotecnologia e 
Bioinformática
Alice Ornelas @ornelas_alicem
Biomédica (UFF)
Mestre em Imunologia Básica e Aplicada (USP- FMRP)
Doutora em Genética (UFRJ)
Planos de Aula (16 semanas)
2%
75%
4
aulas
Crédito 
presencial
ATIVIDADE PRÁTICA 
SUPERVISIONADA
12
aulas
Distribuição dos Planos de aula 
Nestas 4 aulas, o aluno explora o 
conteúdo digital e discute/aplica 
este conhecimento em sala de aula. 
12 aulas com uso de metodologias 
ativas com protagonismo do aluno 
e a orientação do professor.
BIOTECNOLOGIA E 
BIOINFORMÁTICA
4 
aul
as
12 
aul
as
ATIVIDADE PRÁTICA 
SUPERVISIONADA
Crédito 
presencial
Tema 1 – ENGENHARIA GENÉTICA E DNA RECOMBINANTE
1.1 CONCEITOS, HISTÓRICO E BASES DA BIOTECNOLOGIA
1.2 MARCADORES MOLECULARES
1.3 TECNOLOGIA DO DNA RECOMBINANTE
1.4 EXPRESSÃO DE PROTEÍNAS RECOMBINANTES EM 
BACTÉRIAS E BIBLIOTECAS DE DNA E CDNA
Tema 2 – BIOTECNOLOGIA NA SAÚDE
3.1 SEQUENCIAMENTO DE DNA E MICROARRANJO
3.2 CÉLULAS TRONCO
3.3 TERAPIA GÊNICA
3.4 FARMACOGENÔMICA
Tema 3– APLICAÇÕES DA BIOTECNOLOGIA
4.1 BIOTECNOLOGIA VEGETAL
4.2 BIOTECNOLOGIA ANIMAL
4.3 BIOTECNOLOGIA AMBIENTAL
4.4 BIOTECNOLOGIA INDUSTRIAL
Tema 4 – Controle da expressão gênica
4.1 Mecanismos de regulação gênica em procariotos
4.2 Mecanismos de regulação gênica em eucariotos
4.3 Epigenética
Aulas 
1 -4 
Aulas 
5-8
Aulas 
9-12
Aulas 
10-12 
Tema 5 – ANOTAÇÃO GÊNICA
6.1 BANCOS DE DADOS: FUNÇÕES E UTILIZAÇÕES
6.2 ANOTAÇÃO GÊNICA
6.3 ÔMICAS: CONCEITOS E APLICAÇÕES
Aulas 
15-16 
Tema 4 – NCBI E ALINHAMENTO DE SEQUÊNCIAS
5.1 NCBI: FUNÇÕES E APLICAÇÕES
5.2 ALINHAMENTO: TIPOS E PROGRAMAS UTILIZADOS
5.3 PRIMERS: DEFINIÇÃO, CARACTERÍSTICAS E 
CONSTRUÇÃO
Aulas 
13 -14 
http://portaldoaluno.webaula.com.br/cursos_graduacao/temas/a_motivacao_e_o_trabalho/index.html
Sistema de avaliação
Os procedimentos de avaliação contemplarão as competências desenvolvidas durante a disciplina, 
divididos da seguinte forma: AV e AVS 
• AV: Contemplará todos os temas abordados pela disciplina e será assim composta: -
Prova individual no formato PNI - Prova Nacional Integrada com valor total de 8,0 e as demais
atividades acadêmicas avaliativas devem somar 2 (dois) pontos. 
A soma de todos os instrumentos que possam vir a compor o grau final da AV não poderá ultrapassar o 
grau máximo de 10 (dez) pontos. 
• AVS; Contemplará todos os temas abordados pela disciplina. Será composta por uma prova no 
formato PNI Prova Nacional Integrada, com total de 10 pontos, e substituirá a nota da AV, caso seja 
maior. 
• Para aprovação na disciplina, deverá atingir nota igual ou superior a 6 (seis) na prova de AV ou AVS 
e frequentar, no mínimo, 75% das aulas ministradas. 
• Avaliando Aprendizado 1 - Disciplinas Presenciais | TEAMS
(aplicado pelo PROFESSOR EM SALA) Valor: 2,0 pontos.
• Avaliando Aprendizado 2 - Disciplinas Presenciais | TEAMS
• AV - Disciplinas Presenciais | TEAMS 
• Data Nova Chance AV a definir
• AVS - Disciplinas Presenciais | TEAMS
Sistema de avaliação – consulte as datas no calendário 
acadêmico
BRUNO, A.N. Biotecnologia II: aplicações e tecnologias. Porto Alegre: Artmed, 2017. Disponível em: 
https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/9788582713853/cfi/6/2!/4/2@0:0 RESENDE, R.R.; 
SOCCOL, C.R.
Biotecnologia Aplicada à Saúde: Fundamentos e Aplicações. São Paulo: Blucher, 2015. 1. Disponível em: 
https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/9788521208976/cfi/0!/4/2@100:0.00 RESENDE, R.R; 
SOCCOL, C.R.
Biotecnologia Aplicada à Saúde: Fundamentos e Aplicações. São Paulo: Blucher, 2015. 2. Disponível em: 
https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/9788521209256/cfi/0!/4/2@100:0.00
BATISTA, B.G. et al. Biologia molecular e biotecnologia.. Porto Alegre: SAGAH, 2018. Disponível em: 
https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/9788595024465/cfi/1!/4/4@0.00:50.9 
BRUNO, A.N. Biotecnologia I: princípios e métodos. Porto Alegre: Artmed, 2014. Disponível em: 
https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/9788582711019/cfi/0!/4/2@100:0.00 
PIMENTA, C.A.M. Genética aplicada à biotecnologia.. São Paulo: Érica, 2015. Disponível em: 
https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/9788536520988/cfi/9!/4/4@0.00:18.3 
RESENDE, R.R. Biotecnologia aplicada à agroindústria: fundamentos e aplicações. São Paulo: Blucher, 2016. 
4. Disponível em: https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/9788521211150/cfi/8!/4/2@100:0.00
Aula 01 -Conceitos, Histórico 
e Bases da Biotecnologia
Alice Ornelas @ornelas_alicem
Biomédica (UFF)
Mestre em Imunologia Básica e Aplicada (USP- FMRP)
Doutora em Genética (UFRJ)
https://www.menti.com/ixysicbtjm
Pergunta norteadora
Roteiro da aula
1. Conceitos;
2. Histórico;
3. Bases da Biotecnologia;
4. Tipos de Biotecnologia; 
5. Modelos em Biotecnologia.
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https://produto.mercadolivre.com.br/MLB-1042861339-kit-9-display-cientista-totem-chao-mesa-mdf-festa-_JM
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Conceitos
Biotecnologia
A palavra tem origem grega, onde “bio” significa vida, “tecnos” remete à técnica 
e “logos” quer dizer “conhecimento”.
1. tecnologia que gera produtos e processos de origem biológica; 
2. espectro ou conjunto de tecnologias moleculares aplicadas ao estudo de 
microrganismos, plantas e animais.
14
15
Histórico
▪ 8000 a.C., Mesopotâmia: os povos 
selecionavam sementes de plantas 
para aumentar a colheita.
▪ 7000-6.500 a.C., Babilônia: os 
povos descobriram que poderiam 
usar microrganismos vivos 
(leveduras) para fermentar pães 
(trigo), bebidas (uva) e outros 
alimentos (Biotecnologia clássica);
Até hoje, queijos, iogurtes, bolos e 
vinhos são produzidos com a 
ajuda de bactérias, fungos, algas e 
até alguns tipos de vírus.
https://www.meusresumos.com/historia/mesopotamia/
16
Histórico
▪ 1675, Van Leeuwenhock: por meio da 
construção e da utilização de um 
microscópio com capacidade de ampliação 
de 270x, descreveu a existência de seres 
minúsculos que poderiam ser os agentes 
responsáveis pela fermentação;
https://micro.magnet.fsu.edu/optics/timeline/people/leeuwenhoek.html
https://www.behance.net/gallery/4871853/Microscopic-observations-by-Anton-Van-Leeuwenhoek
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Histórico
▪ 1875, Louis Pasteur: 
mostrou que a 
fermentação era causada 
por microrganismos 
chamados leveduras 
(gênero Saccharomyces).
http://olhar-sustentavel.blogspot.com/2012/05/pasteur.html
https://www.beerbooks.com/cgi/ps4.cgi?action=enter&thispage=1299&order_id=!ORDERID!
18
Fermentação
https://mundoeducacao.bol.uol.com.br/biologia/fermentacao.htm
19
Histórico
▪ 1928, Alexander Fleming: observou ao microscópio que a cultura de bactérias 
que estavava estudando (Staphylococcus aureus) continha um fungo e não 
estava crescendo normalmente. Por algum motivo, em vez de considerar o 
experimento perdido, Fleming decidiu acompanhar o crescimento daquele 
fungo, o Penicillium notatum. A descoberta da penicilina, um produto da 
biotecnologia, revolucionou a medicina do século XX. 
20
A penicilina
▪ Depois de isolar esse fungo, o médico francês 
descobriu que ele continha uma substância capaz 
de matar muitas das bactérias que infectavam o 
homem, a penicilina. Foi assim, praticamente por 
acaso, que o mundo ingressou na era dos 
antibióticos. Assim como a descoberta da 
fermentação, a da penicilina também ocorreu em 
um período de guerra (durante a 2a Guerra 
Mundial), quando quantidades massivas desse 
antibiótico começaram a ser produzidas para 
combater os processos infecciosos dos feridos, 
sendo responsáveis por isso os cientistas Howard 
Florey e Ernest Boris Chain.
http://www.invivo.fiocruz.br/cgi/cgilua.exe/sys/start.htm?sid=7&infoid=811
http://topatudo.blogspot.com/2013/09/15-de-setembro-descoberta-da-penicilina.html
21
Histórico
▪ 1953, James Watson e Francis 
Crick: descobriram a natureza 
química e a estrutura 
tridimensional do material 
genético, o DNA. Esse ano foi um 
marco para a história e para o 
desenvolvimento da biotecnologia.
https://br.pinterest.com/pin/5136987045094138/https://lobaparda.com/dna-molecule-diagram/dna-molecule-diagram-lovely-colored-diagram-dna-car-wiring-diagrams-explained-%E2%80%A2/
22
Histórico
▪ Início da década de 1970: a partir do desenvolvimento da tecnologia do DNA 
recombinante, que permite a transferência de material genético entre 
organismos vivos, passaram a existir dois conceitos de biotecnologia. Essa 
classificação, baseou-se no nível científico e tecnológico das diferentes 
técnicas biotecnológicas.
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Histórico
❑ Biotecnologia tradicional: caracteriza-se pela utilização dos organismos 
vivos como são encontrados na natureza.
❑ Biotecnologia moderna: caracteriza-se pela utilização de organismos vivos 
modificados geneticamente por meio da engenharia genética ou tecnologia 
do DNA recombinante.
http://www.portaldaindustria.com.br/cni/canais/industria-2027/noticias/saiba-por-que-a-biotecnologia-e-uma-inovacao-relevante-para-o-presente-e-o-futuro/
24
Biotecnologia moderna
Além do uso de microrganismos para realizar as modificações, 
pesquisadores aprenderam a interferir diretamente no DNA das espécies. 
Isso possibilitou o desenvolvimento de plantas, animais e outros seres 
vivos com novas características genéticas. Assim surgiram os primeiros 
organismos geneticamente modificados (OGM), que apresentam 
benefícios para o consumidor, para o agricultor e para o meio ambiente.
25
Histórico
▪ 1981: primeira planta geneticamente modificada (OGM). 
26
Transgenia
Bruno, 2014.
https://cib.org.br/wp-content/uploads/2011/10/ApresentacaoCTC.pdf
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Histórico
▪ 1981: primeira planta geneticamente modificada. 
▪ 1996: nascia a primeira ovelha clonada, chamada Dolly.
▪ 1997: camundongos, porcos, ovelhas, bovinos, cabras, cavaloss foram 
clonados com a mesma metodologia.
28
Histórico
▪ Com o advento da técnica de transgenia: criação de plantas resistentes a 
pragas (plantas transgênicas) e, portanto, com menor necessidade de uso de 
agrotóxicos. 
29
Histórico
▪ 1982: O primeiro produto derivado de um 
organismo transgênico chega ao mercado. 
Tratava-se da insulina, produzida por uma 
bactéria geneticamente modificada, na 
qual foi inserido um gene humano para 
essa proteína. 
https://br.freepik.com/vetores-premium/uma-insulina-e-seringa-no-fundo-branco_2590788.htm
30
Vacinas
▪ 1976, Edward Jenner: conseguiu impedir que um menino de oito anos de 
idade desenvolvesse varíola após ter sido inoculado com o pus extraído da 
mão de uma ordenhadora que havia contraído a varíola bovina e, em seguida, 
com o líquido extraído de uma pústula oriunda do contágio pela varíola 
humana. Atualmente, as vacinas são produzidas por meio de técnicas 
biotecnológicas para uma série de doenças que antes eram praticamente 
fatais.
https://brasil.elpais.com/brasil/2017/08/24/ciencia/1503587279_312148.html
31
Biotecnologia e setores de atuação
http://profissaobiotec.com.br/singularidade-da-biotecnologia/
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Biotecnologia na saúde
❑ Antibióticos: penicilina;
❑ Medicamentos;
❑ Hormônios: insulina e hormônio do crescimento;
❑ Vacinas: contra hepatite B e contra dengue;
❑ Testes diagnósticos e reagentes.
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Biotecnologia na agricultura
❑ Biofertilizantes;
❑ Biopesticidas;
❑ Adubos; 
❑ Mudas de árvores para reflorestamento; 
❑ Mudas de plantas livres de doenças; 
❑ Mudas de plantas resistentes a pragas; 
❑ Plantas com novas características.
As características introduzidas nos transgênicos disponíveis para a 
agricultura facilitam o manejo do produtor. A tolerância a herbicidas e a 
resistência a insetos otimizam o uso de defensivos químicos.
Redução das perdas nas lavouras 
e, consequentemente, aumento 
da produtividade. Isso faz com 
que mais alimentos estejam 
disponíveis para compor a ração 
animal e também para o 
consumidor final.
Curiosidades sobre os transgênicos
34
https://transgnia.wordpress.com/author/transgnia/
Curiosidades sobre os transgênicos
Curiosidades sobre os transgênicos
37
https://cib.org.br/wp-content/uploads/2011/10/ApresentacaoCTC.pdf
Herbicida é um tipo de produto químico destinado a combater e eliminar as chamadas plantas daninhas ou ervas daninhas
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Avaliação da segurança de uma planta GM
https://cib.org.br/wp-content/uploads/2011/10/ApresentacaoCTC.pdf
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Legislação brasileira
https://cib.org.br/wp-content/uploads/2011/10/ApresentacaoCTC.pdf
40
https://cib.org.br/wp-content/uploads/2011/10/ApresentacaoCTC.pdf
Biotecnologia no 
meio ambiente
• Recuperação de petróleo; 
• Tratamento de água usada e do 
lixo; 
• Eliminação de poluente por 
biorremediação, em que 
organismos vivos são utilizados 
para remover os poluentes.
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Ao otimizar o uso de insumos, os transgênicos permitem que o agricultor 
use menos água para diluir os produtos e menos combustível para a 
aplicação.
Biotecnologia na 
indústria de 
alimentos
• Alimentos transgênicos: realçam o sabor
e a cor do alimento, e conferem textura;
• Alimentos com maior valor nutritivo;
• Alimentos orgânicos capazes de serem
cultivados em ambientes extremos,
como no solo seco ou salinizado;
• Produção de pães e biscoitos, laticínios -
como iogurtes, bebidas lácteas e queijos, 
bebidas alcoólicas - como cervejas, 
vinhos e destilados; 
• Produção de adoçantes.
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Biotecnologia na 
indústria de 
alimentos
• Além de utilizar OGM (como soja e milho) e seus 
derivados (óleo, amido, proteína, etc), a indústria 
de alimentos se vale de aditivos e ingredientes
para formular seus produtos, muitos deles 
produzidos via fermentação por microrganismos 
geneticamente modificados. 
• Alguns exemplos são enzimas (proteases, lipases, 
amilases), aminoácidos (glutamato, lisina, 
treonina), gomas (xantana, gelana, dextrana), 
vitaminas (B12, B2 e C), aromas (baunilha, 
citronelol, diacetil), ácidos orgânicos (cítrico, 
acético e lático) e antimicrobianos (nisina).
43
44
Biotecnologia na indústria de energia
❑ Produção de etanol: fermentação de açúcar por leveduras; 
❑ Produção de butanol: fermentação por Clostridium acetobutylicum;
❑ Biodiesel: transesterificação à base de óleo e gorduras vegetais ou animais; 
❑ Outros combustíveis a partir de biomassa (um material renovável que provém de 
matéria orgânica).
Produção de combustíveis líquidos renováveis, que substituam o uso de combustíveis 
fósseis, derivados do petróleo. Atualmente, os biocombustíveis representam cerca de 
1% da matriz mundial de transportes, sendo os maiores produtores os Estados Unidos, 
Alemanha, Brasil e China. Os biocombustíveis mais importantes da matriz energética 
brasileira são o álcool etanol e o biodiesel. Estudos alternativos: milho, soja, bagaço e 
palha da cana-de-açúcar, e restos de outras culturas agrícolas.
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Quantos produtos transgênicos estão 
aprovados hoje no País?
❑ De 1998 a outubro de 2017, a Comissão Técnica Nacional de Biossegurança 
(CTNBio) emitiu parecer técnico favorável à liberação de 116 eventos 
transgênicos no Brasil. Destes, 40 são de milho, 15 de algodão, 14 de soja, um 
de feijão, um de eucalipto e um de cana-de-açúcar. Os três últimos, porém, 
ainda não são plantados comercialmente. O País tem, ainda, 28 vacinas 
geneticamente modificadas (GM) já aprovadas para uso animal e humano. 
Além disso, a CTNBio liberou um mosquito da dengue (Aedes aegypti) 
transgênico, um medicamento para melanoma (câncer de pele) e mais 14 
microrganismos GM – leveduras e microalgas usadas para fabricação de 
etanol, triglicerídeos e bioprodutos.
46
Obrigada
https://abobrinhaecia.wordpress.com/2011/11/04/focinho-de-porco/
Questão 01 - (Enem 2015) A palavra "biotecnologia" surgiu no século XX, quando o cientista Herbert 
Boyer introduziu a informação responsável pela fabricação da insulina humana em uma bactéria, para 
que ela passasse a produzir a substância. 
As bactérias modificadas por Herbert Boyer passaram a produzir insulina humana porque receberam: 
( ) a) A sequência de DNA codificante de insulina humana.( ) b) A proteína sintetizada por células humanas. 
( ) c) Um RNA recombinante de insulina humana. 
( ) d) O RNA mensageiro de insulina humana. 
( ) e) Um cromossomo da espécie humana. Questão
Questão 2 - (Acafe 2015/1) Biotecnologia é o conjunto de conhecimentos que permite a utilização de 
agentes biológicos (organismos, células, organelas, moléculas) para obter bens ou assegurar serviços. 
Sobre o tema, analise as afirmações a seguir. 
I - As técnicas biotecnológicas possibilitam à Indústria Farmacêutica cultivar microrganismos para 
produzir os antibióticos, por exemplo. 
II - A Engenharia Genética ocupa um lugar de destaque como tecnologia inovadora, seja porque permite 
substituir métodos tradicionais de produção de hormônio de crescimento e insulina, seja porque 
permite obter produtos inteiramente novos (Organismos transgênicos). 
III - Hoje, a utilização de plasmídeos bacterianos restringe-se à produção de novos medicamentos. 
IV - Através de técnicas biotecnológicas é possível o tratamento de despejos sanitários pela ação de 
microorganismos em fossas sépticas. 
V - A aplicação da biotecnologia está limitada a área médica e de saúde. 
Todas as afirmações corretas estão em: 
( ) a) I - II - III ( ) b) I - II - IV ( ) c) II - III - IV ( ) d) III - V ( ) e) IV - V
	Slide 1: ARA0484 Biotecnologia e Bioinformática
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	Slide 10: Aula 01 -Conceitos, Histórico e Bases da Biotecnologia
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	Slide 34: Curiosidades sobre os transgênicos
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