TÓPICOS-AVANÇADOS-EM-BIOLOGIA-MOLECULAR-1

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TÓPICOS AVANÇADOS EM BIOLOGIA MOLECULAR 
 
 
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NOSSA HISTÓRIA 
 
A nossa história inicia com a realização do sonho de um grupo de empresários, 
em atender à crescente demanda de alunos para cursos de Graduação e Pós-
Graduação. Com isso foi criado a nossa instituição, como entidade oferecendo 
serviços educacionais em nível superior. 
A instituição tem por objetivo formar diplomados nas diferentes áreas de 
conhecimento, aptos para a inserção em setores profissionais e para a participação 
no desenvolvimento da sociedade brasileira, e colaborar na sua formação contínua. 
Além de promover a divulgação de conhecimentos culturais, científicos e técnicos que 
constituem patrimônio da humanidade e comunicar o saber através do ensino, de 
publicação ou outras normas de comunicação. 
A nossa missão é oferecer qualidade em conhecimento e cultura de forma 
confiável e eficiente para que o aluno tenha oportunidade de construir uma base 
profissional e ética. Dessa forma, conquistando o espaço de uma das instituições 
modelo no país na oferta de cursos, primando sempre pela inovação tecnológica, 
excelência no atendimento e valor do serviço oferecido. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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SUMÁRIO 
 
1. INTRODUÇÃO ...............................................................................................................................4 
2. BIOLOGIA MOLECULAR: O QUE É ? .......................................................................................6 
2.1. VIDA, DNA, GENES, PROTEÍNAS ........................................................................................7 
3. GENÉTICA MOLECULAR: AVANÇOS E PROBLEMAS ..................................................... 18 
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ................................................................................................ 28 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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1. INTRODUÇÃO 
 
 
https://www.google.com/url?sa=i&url=https%3A%2F%2Frtgespecializacao.com.br%2Fpos-graduacao%2Fespecializacao-
em-genetica-medica-e-biologia-molecular%2F&psig=AOvVaw23ZQOlzJSnX9dEJvPs_h-
N&ust=1614000668023000&source=images&cd=vfe&ved=2ahUKEwig8JKVi_vuAhWUALkGHVWpDhQQr4kDegUIARDHAQ 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
OBJETIVOS E PÚBLICO-ALVO 
– Fornecer sólida formação aplicada aos conceitos fundamentais da 
genética médica e biologia molecular, assim como capacitar os 
profissionais a compreenderem as novas estratégias e ferramentas 
utilizadas no diagnóstico molecular e biotecnológico aplicado. 
– Propiciar conhecimento teórico/prático sobre fundamentos da 
genética médica e biologia molecular; 
– Fornecer informação altamente atualizada e detalhada sobre as 
aplicações da genética e biologia molecular na saúde; 
– Contribuir para o crescimento do número de profissionais que 
consigam atuar e trabalhar com as novas plataformas genômicas; 
– Capacitar o profissional a desenvolver habilidades na área da 
genética médica e biologia molecular, assim como na automação de 
equipamentos e última geração; 
– Destacar a importância do conhecimento tecnológico como 
ferramenta para profissionais que estejam prontos para as 
necessidades do mercado. 
 
 
 
https://www.google.com/url?sa=i&url=https%3A%2F%2Frtgespecializacao.com.br%2Fpos-graduacao%2Fespecializacao-em-genetica-medica-e-biologia-molecular%2F&psig=AOvVaw23ZQOlzJSnX9dEJvPs_h-N&ust=1614000668023000&source=images&cd=vfe&ved=2ahUKEwig8JKVi_vuAhWUALkGHVWpDhQQr4kDegUIARDHAQ
https://www.google.com/url?sa=i&url=https%3A%2F%2Frtgespecializacao.com.br%2Fpos-graduacao%2Fespecializacao-em-genetica-medica-e-biologia-molecular%2F&psig=AOvVaw23ZQOlzJSnX9dEJvPs_h-N&ust=1614000668023000&source=images&cd=vfe&ved=2ahUKEwig8JKVi_vuAhWUALkGHVWpDhQQr4kDegUIARDHAQ
https://www.google.com/url?sa=i&url=https%3A%2F%2Frtgespecializacao.com.br%2Fpos-graduacao%2Fespecializacao-em-genetica-medica-e-biologia-molecular%2F&psig=AOvVaw23ZQOlzJSnX9dEJvPs_h-N&ust=1614000668023000&source=images&cd=vfe&ved=2ahUKEwig8JKVi_vuAhWUALkGHVWpDhQQr4kDegUIARDHAQ
 
 
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O estudo da biologia molecular representa hoje uma das áreas de maior potencial 
para a realização de pesquisas na área médica, considerando-se não apenas sua 
grande relevância clínica e epidemiológica, mas também pela possibilidade de 
aplicação de ferramentas recentemente desenvolvidas a um número bastante amplo 
de doenças. 
Em consequência do grande interesse despertado por esta área, observa-se um 
número cada vez maior de profissionais da área de saúde motivados em aprofundar 
seus conhecimentos e produção científica, mediante a realização de projetos de 
pesquisa, os quais de alguma forma utilizem conceitos e procedimentos relacionados 
á biologia molecular. 
 Entretanto, já aos primeiros passos neste caminho o candidato a pesquisador 
defronta-se com questões bastante complexas referentes não apenas à escolha do 
tema a ser estudado, mas principalmente á definição de seus objetivos gerais, 
específicos ou mesmo aos recursos adequados e/ou disponíveis para a execução de 
sua metodologia. Assim, o objetivo neste contexto será apresentar uma breve revisão 
de conceitos básicos sobre a biologia molecular e seus avanços. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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2. BIOLOGIA MOLECULAR: O QUE É ? 
 
 
https://www.google.com.br/url?sa=i&url=https%3A%2F%2Fwww.biometrix.com.br%2Fbiologia-molecular-aplica-parte-
2%2F&psig=AOvVaw2koIsVSLOKbeHBWoXUmk57&ust=1614001261423000&source=images&cd=vfe&ved=2ahUKEwiUho2
wjfvuAhVLNbkGHQO-B6sQr4kDegQIARBv 
 
Até algumas décadas atrás, o estudo dos tecidos vivos baseava-se quase que 
exclusivamente em observações de natureza morfológica, fossem estas a nível 
macroscópico ou microscópico. Desta forma, a análise das alterações ocorridas na 
intimidade destes tecidos poderiam ser identificadas apenas mediante a constatação 
de seus efeitos sobre sua estrutura, a qual iria apresentar modificações em sua forma, 
tamanho, aparência e outras variáveis. 
O grande e acelerado desenvolvimento da tecnologia permitiu que estes mesmos 
tecidos fossem posteriormente analisados em seu conteúdo submicroscópico, ou seja, 
através da identificação das moléculas que os compõem pela aplicação de métodos 
químicos ou físicos. O grande salto de conhecimento ocorrido nesta área foi 
proporcionado pelos trabalhos pioneiros de Watson e Crick, na década de 50, os 
quais, ao definir a estrutura química da molécula de DNA, estabeleceram a principal 
diferença entre os seres vivos e a matéria inanimada. 
https://www.google.com.br/url?sa=i&url=https%3A%2F%2Fwww.biometrix.com.br%2Fbiologia-molecular-aplica-parte-2%2F&psig=AOvVaw2koIsVSLOKbeHBWoXUmk57&ust=1614001261423000&source=images&cd=vfe&ved=2ahUKEwiUho2wjfvuAhVLNbkGHQO-B6sQr4kDegQIARBv
https://www.google.com.br/url?sa=i&url=https%3A%2F%2Fwww.biometrix.com.br%2Fbiologia-molecular-aplica-parte-2%2F&psig=AOvVaw2koIsVSLOKbeHBWoXUmk57&ust=1614001261423000&source=images&cd=vfe&ved=2ahUKEwiUho2wjfvuAhVLNbkGHQO-B6sQr4kDegQIARBv
https://www.google.com.br/url?sa=i&url=https%3A%2F%2Fwww.biometrix.com.br%2Fbiologia-molecular-aplica-parte-2%2F&psig=AOvVaw2koIsVSLOKbeHBWoXUmk57&ust=1614001261423000&source=images&cd=vfe&ved=2ahUKEwiUho2wjfvuAhVLNbkGHQO-B6sQr4kDegQIARBv
 
 
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A partir deste achado, sucedeu-se uma sequência de descobertas que demonstrou 
que esta molécula representava o elemento primordial, a partir do qual poderíamos 
compreender as principais características dos seres vivos. Nascia a biologia 
molecular. 
2.1. VIDA, DNA, GENES, PROTEÍNAS 
 
 
https://www.google.com.br/url?sa=i&url=https%3A%2F%2Fquerobolsa.com.br%2Fenem%2Fbiologia%2Fcodigo-genetico-
e-sintese-de-
proteina&psig=AOvVaw1KMQN98cD1c5tYzZIN_eOk&ust=1614001911174000&source=images&cd=vfe&ved=2ahUKEwi76P
blj_vuAhX_B7kGHfx-DgQQr4kDegQIARBG 
 
A identificação da molécula de DNA possibilitou uma melhor compreensão do ciclofinito da vida, descrito como o intervalo entre os processos de nascimento e morte, e 
mantido através de um constante funcionamento baseado na ação de moléculas, a 
qual seria o elemento básico das transformações morfológicas observadas de forma 
peculiar em cada ser vivo no reino animal ou vegetal. Para melhor analisarmos o 
impacto destas descobertas, consideremos como elemento vivo uma única célula, 
mínimo organismo capaz de realizar as tarefas inerentes á vida como captação de 
energia e o metabolismo interno necessário durante o seu ciclo de existência. 
Os estudos bioquímicos nos trouxeram o conhecimento de que as principais 
moléculas responsáveis pela realização destas tarefas são as proteínas. Estas 
macromoléculas, compostas por sequências de aminoácidos, representam a maior 
https://www.google.com.br/url?sa=i&url=https%3A%2F%2Fquerobolsa.com.br%2Fenem%2Fbiologia%2Fcodigo-genetico-e-sintese-de-proteina&psig=AOvVaw1KMQN98cD1c5tYzZIN_eOk&ust=1614001911174000&source=images&cd=vfe&ved=2ahUKEwi76Pblj_vuAhX_B7kGHfx-DgQQr4kDegQIARBG
https://www.google.com.br/url?sa=i&url=https%3A%2F%2Fquerobolsa.com.br%2Fenem%2Fbiologia%2Fcodigo-genetico-e-sintese-de-proteina&psig=AOvVaw1KMQN98cD1c5tYzZIN_eOk&ust=1614001911174000&source=images&cd=vfe&ved=2ahUKEwi76Pblj_vuAhX_B7kGHfx-DgQQr4kDegQIARBG
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https://www.google.com.br/url?sa=i&url=https%3A%2F%2Fquerobolsa.com.br%2Fenem%2Fbiologia%2Fcodigo-genetico-e-sintese-de-proteina&psig=AOvVaw1KMQN98cD1c5tYzZIN_eOk&ust=1614001911174000&source=images&cd=vfe&ved=2ahUKEwi76Pblj_vuAhX_B7kGHfx-DgQQr4kDegQIARBG
 
 
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parte de matéria seca de uma célula. Além de auxiliar a compor sua estrutura, as 
proteínas realizam praticamente todas as funções celulares, como enzimas, 
transporte, transmissão de sinais, recepção de estímulos e até a regulação da 
ativação de genes para a produção de outras proteínas. 
Estima-se hoje que cada célula necessite para seu funcionamento vital de cerca de 
10 000 proteínas diferentes, cada uma delas desempenhando uma tarefa específica. 
Estas proteínas, como sabemos, são produzidas a partir de segmentos de sequências 
gênicas no DNA, através da qual se estruturam moléculas de RNA, descritas como 
mensageiras (RNAm). Estas moléculas irão migrar a partir do DNA nuclear para os 
ribossomos, no citoplasma, onde, através de ligações com outra forma de RNA 
(descrito como transportador), irão realizar a síntese das proteínas mediante o 
encadeamento sequencial de aminoácidos. Poderíamos então sumarizar esta 
sequência de eventos da seguinte forma: 
 
Estruturando um projeto de pesquisa em biologia molecular 
Utilizando os conceitos acima revistos, discutiremos a seguir três tipos de 
projetos mais frequentemente utilizados em biologia molecular: 
 1º tipo: Pesquisar no DNA de um indivíduo saudável o risco de desenvolver uma 
doença de caráter hereditário. Esta é certamente um dos tipos de projetos de pesquisa 
mais realizados, representando a base do estudo das doenças genéticas. Como 
 
 
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exemplo clássico na área da Coloproctologia para este modelo de estudo, podem citar 
a necessidade de identificar se um membro de uma família de um paciente portador 
de polipose adenomatosa familiar terá ou não o risco de desenvolver a mesma 
doença. 
Neste caso, sabem que o gene responsável pela ocorrência desta doença é dominado 
como APC, cuja função é codificar uma proteína relacionada ao controle da atividade 
proliferativa da célula intestinal. 
 Para realizar este estudo, foi preciso responder às seguintes perguntas: A sequência 
deste gene APC em um DNA normal (sem mutações) já é conhecida ? Sim, como a 
maior parte dos genes de relevância clínica, sua sequência já é publicamente 
disponível em bases de dados facilmente acessíveis pela Internet; ·Já foi identificada 
a mutação existente no paciente portador da polipose ? Provavelmente não. 
Neste caso, terá necessariamente que fazer um sequenciamento de todo o gene APC 
deste paciente, em qualquer célula normal somática (ou seja, excluindo óvulos e 
espermatozóides), pois ao se tratar de uma mutação (também chamada de 
polimorfismo) provavelmente herdada geneticamente, esta deve estar 
necessariamente universalmente presente. 
Para esta finalidade, utiliza-se mais frequentemente as células sanguíneas, cujo DNA 
é extraído. Para realizar esta avaliação da sequência de todo o gene, necessitaremos 
utilizar sequenciadores eletrônicos, os quais permitirão determinar a sequência de 
bases nitrogenadas (adenina, citosina, guanina e timina) no segmento desejado, 
conforme demonstrado na figura 1, e compará-la com a sequência previamente 
conhecida. 
Este é um procedimento ainda disponível em poucos centros, demorado e de alto 
custo, especialmente se considerarmos que o gene APC é bastante longo, contendo 
8535 pares de bases nitrogenadas. Caso este exame seja possível, e tenha sido 
possível identificar uma mutação em algum segmento (como uma troca de uma 
adenina por timina, por exemplo). 
Como saber se um familiar assintomático apresenta a mesma mutação em seu DNA? 
Para isto, bastar extrair o DNA de algum tecido celular deste paciente (sangue, 
esfregaço da bochecha, etc) para pesquisar se esta mutação estará presente. Como 
 
 
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neste caso sabendo onde e qual a mutação a ser procurada, não necessitam fazer 
um sequenciamento novamente. Para isto, foi possível apenas utilizar uma técnica de 
amplificação do DNA denominada como reação em cadeia pela polimerase (PCR), a 
qual irá permitir a replicação in vitro em larga escala apenas do segmento de DNA 
desejado, ou seja, aquele no qual está contida a sequência que apresentou a mutação 
no familiar doente. 
 
 
 
 Caso o laboratório disponha de aparelhos de PCR mais modernos (real-time PCR) 
esta identificação e mensuração dos segmentos a serem examinados poderá ser 
realizada eletronicamente, no chamado tempo real. Caso o aparelho de PCR não 
disponha deste recurso, o produto de sua amplificação deverá ser identificado 
posteriormente em gel de eletroforese (Figura 2). 
 Como qualquer alteração na sequência de DNA implicará uma alteração de seu peso 
molecular, será possível observar se a sequência do segmento gênico examinado 
está íntegra ou não, pois o peso molecular do segmento normal é conhecido (Figura 
 
 
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3). Este tipo de estudo é, portanto, utilizado quando desejam conhecer a existência 
de uma alteração genética, hereditária ou não, e é usualmente descrito como pesquisa 
de polimorfismos. 
 
2º tipo: Pesquisa de DNA estranho ao indivíduo em um tecido 
 
 Este tipo de estudo, de grande relevância na esfera da infectologia, é semelhante a 
este último apresentado acima, com a diferença de que o segmento de DNA 
pesquisado no tecido do indivíduo não é uma variação de uma sequência gênica 
humana normal, mas uma sequência presente exclusivamente em um determinado 
ser vivo de outra espécie, seja este um vírus ou bactéria, denotando assim a sua 
presença anômala. 
 
 
 
 
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Como exemplo, define-se como hipótese que a ileite em um paciente portador de 
diarreia é causada pela presença de uma infecção por Yersinia enterocolitica. Neste 
caso, como podem utilizar as ferramentas da biologia molecular para fazer este 
diagnóstico? Extração do DNA a partir de uma biópsia do íleo terminal colhida por 
colonoscopia Trata-se de um procedimento bioquímico relativamente simples, 
podendo ser realizado por laboratórios bem equipados com pessoal treinado. 
Pesquisa do DNA da Yersinia através de PCR Neste caso, a técnica de reação em 
cadeia pela polimerase deverá incluir, além do DNA ileal extraído, pequenas 
sequências (denominadas como primers) previamente preparadaspara amplificar 
apenas um segmento conhecido do DNA da Yersinia. Se neste tecido houver DNA da 
Yersinia, mesmo em mínima quantidade, este será amplificado e identificado pelo 
PCR (em tempo real ou no gel de eletroforese), gerando um resultado preciso e sem 
necessidade de realização da cultura, nem sempre disponível. 
Embora tenhamos utilizado um exemplo referente a tecido intestinal, exames 
análogos de identificação de DNA extrínseco podem também ser realizados em outros 
 
 
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tecidos, incluindo o sangue circulante, o que é feito com grande frequência, por 
exemplo, no diagnóstico de infecções virais sistêmicas. 
 3º tipo: Determinação do comportamento biológico de um tecido tumoral Este é o 
principal objetivo de muitos estudos em biologia molecular, destacando-se aqueles 
referentes à área oncológica, e é descrito como análise da expressão gênica tecidual. 
Através desta análise, podemos compreender as funções de cada proteína mediante 
a correlação entre sua expressão tecidual e diferentes parâmetros clínicos e anatomo-
patológicos observados, como grau de diferenciação tumoral, potencial metastático, 
resposta à terapêutica, intensidade de processos inflamatórios, prognóstico etc. 
Como o comportamento biológico de uma célula ou um tecido, seja ele normal ou 
patológico, será determinado pela presença e concentração das proteínas existentes 
em seu interior, os métodos anteriormente citados para determinar a sequência gênica 
no DNA não se aplicam neste caso, pois todos os genes deverão estar presentes em 
todas as células somáticas de nosso corpo, independentemente de serem ou não 
ativados para a produção de sua respectiva proteína. 
 Desta forma, o gene da insulina, por exemplo, se mostrará presente e íntegro em 
células como neurônios ou linfócitos, embora não ocorra sua ativação (expressão) 
visando à produção desta proteína nestas células. Assim, toda célula, seja ela um 
organismo independente como uma bactéria ou integrante de um grande organismo 
multicelular como um hepatócito ou célula tumoral, terá suas funções realizadas pela 
ação de milhares de proteínas distintas, formadas a partir de um número equivalente 
de RNAs mensageiros, os quais foram produzidos sobre os respectivos genes em seu 
DNA. Portanto, pode se estudar o comportamento biológico de cada célula através da 
determinação do estado funcional e integridade de uma proteína ou um conjunto 
delas. 
É importante destacar que, ao contrário dos estudos anteriores, em que o foco estava 
sobre o código genético do indivíduo, presente em qualquer célula somática, neste 
caso necessitaria fazer a análise biomolecular específica do tecido a ser estudado, 
seja ele um tumor, um processo inflamatório, ou mesmo um tecido normal cuja 
atividade celular fisiológica necessite ser esclarecida. 
 Para esta avaliação, dispo se de duas abordagens distintas, a saber: 
 
 
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1-Pesquisa do RNAm de uma determinada proteína Considerando a sequência: DNA 
RNAm Proteína, conclui se que, ao contrário da sequência gênica do DNA, a qual 
estará presente em todas as 
células somáticas, seu 
respectivo RNA mensageiro 
(RNAm) somente estará 
presente em um tecido no 
qual tenha havido a ativação 
deste gene específico 
visando a produção de sua 
respectiva proteína. 
 
 
 
 
 
 
Para identificar a presença deste RNAm, seria necessário inicialmente extrair, por 
meios bioquímicos, todo o RNA do tecido a ser analisado. Em seguida, através de 
reações químicas que utilizem uma enzima denominada como transcriptase reversa, 
reverter a transcrição deste RNAm em DNA novamente (em segmentos denominados 
como cDNA ou DNA complementar), os quais poderão ser quantificados, segundo o 
método de PCR descrito acima. 
Caso possam identificar a presença deste, demonstrar que sua respectiva proteína 
está sendo produzida naquele tecido, pois foi formado a partir de um RNAm já 
existente. Este método de análise de expressão gênica é denominado como RT-PCR 
(RT = reverse transcriptase) e apresenta a vantagem de permitir a avaliação das 
proteínas produzidas naquele tecido, possibilitando uma análise do perfil genômico 
tumoral. 
São as células não-sexuais. Elas são as células que compõem os órgãos, como 
fígado, pulmão, coração, entre outros. 
Esse grupo representa a maior parte das células do corpo e, nos humanos, 
possuem 23 pares de cromossomos totalizando 46. 
 
 
 
 
15 
Uma aplicação mais sofisticada deste procedimento é denominada como 
microsequência (microarrays), para a qual são utilizados os chamados ‘microchips’, 
possibilitando a identificação simultânea de milhares de genes que estão sendo 
ativados (ou não) no DNA daquele tecido. Este método, embora venha sendo aplicado 
cada vez mais em laboratórios avançados de pesquisa, é ainda bastante complexo 
para sua utilização em bases clínicas. 
2. Pesquisa da proteína propriamente dita no tecido Para correlacionar o 
comportamento biológico de um tecido diretamente com as proteínas ali expressas 
dispomos de dois procedimentos mais frequentemente utilizados. O primeiro deles é 
a imunohistoquímica, já revista recentemente nesta Seção, a qual nos permite a 
visualização in loco da proteína em questão em um corte do tecido após sua reação 
com um anticorpo específico, como demonstrado na Figura 4. 
A imunohistoquímica apresenta grandes vantagens, como sua maior disponibilidade 
em laboratórios de anatomia patológica, baixo custo, a possibilidade de identificação 
do posicionamento da proteína no tecido (nuclear, citoplasmática, etc) ou a 
intensidade de sua presença através do grau de coloração. Por outro lado, apresenta-
se pouco adequada à análise estatística devido ao forte componente subjetivo na 
quantificação dos resultados durante a observação das lâminas. 
 
Outra forma de demonstrar a presença de uma determinada proteína a ser estudada 
em um determinado tecido é através da técnica conhecida como Western blotting. 
Este método consiste na extração bioquímica de um pool, contendo todas as proteínas 
presentes no tecido, sendo estas posteriormente separadas por um processo de 
eletroforese. 
 
 
16 
 
Feito isto, a identificação de uma determinada proteína naquele tecido poderá ser feita 
através da adição de um anticorpo específico e sua demonstração através de corante, 
conforme demonstrada na Figura 5. Assim, o conhecimento destes tipos mais 
frequentes de estruturas de pesquisa em biologia molecular representa, na verdade, 
a primeira etapa na elaboração de um projeto, pois baseia-se na disponibilidade de 
equipamentos e experiência de cada laboratório, devendo ser então o resultado de 
uma perfeita integração entre o pesquisador clínico e o grupo de profissionais que 
atuam neste, incluindo outros profissionais da área de saúde, como biologia, 
bioquímica e farmácia. 
 
 
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3. GENÉTICA MOLECULAR: AVANÇOS E PROBLEMAS 
 
 
 
https://www.google.com.br/url?sa=i&url=https%3A%2F%2Fwww.ictq.com.br%2Findustria-farmaceutica%2F769-
biotecnologia-o-futuro-presente-na-industria-
farmaceutica&psig=AOvVaw0Ae0xVFniMox6hfiTiEYbY&ust=1614002257628000&source=images&cd=vfe&ved=2ahUKEwi3
4ZCLkfvuAhXsAbkGHfvfAGAQr4kDegUIARCEAQ 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
https://www.google.com.br/url?sa=i&url=https%3A%2F%2Fwww.ictq.com.br%2Findustria-farmaceutica%2F769-biotecnologia-o-futuro-presente-na-industria-farmaceutica&psig=AOvVaw0Ae0xVFniMox6hfiTiEYbY&ust=1614002257628000&source=images&cd=vfe&ved=2ahUKEwi34ZCLkfvuAhXsAbkGHfvfAGAQr4kDegUIARCEAQ
https://www.google.com.br/url?sa=i&url=https%3A%2F%2Fwww.ictq.com.br%2Findustria-farmaceutica%2F769-biotecnologia-o-futuro-presente-na-industria-farmaceutica&psig=AOvVaw0Ae0xVFniMox6hfiTiEYbY&ust=1614002257628000&source=images&cd=vfe&ved=2ahUKEwi34ZCLkfvuAhXsAbkGHfvfAGAQr4kDegUIARCEAQ
https://www.google.com.br/url?sa=i&url=https%3A%2F%2Fwww.ictq.com.br%2Findustria-farmaceutica%2F769-biotecnologia-o-futuro-presente-na-industria-farmaceutica&psig=AOvVaw0Ae0xVFniMox6hfiTiEYbY&ust=1614002257628000&source=images&cd=vfe&ved=2ahUKEwi34ZCLkfvuAhXsAbkGHfvfAGAQr4kDegUIARCEAQhttps://www.google.com.br/url?sa=i&url=https%3A%2F%2Fwww.ictq.com.br%2Findustria-farmaceutica%2F769-biotecnologia-o-futuro-presente-na-industria-farmaceutica&psig=AOvVaw0Ae0xVFniMox6hfiTiEYbY&ust=1614002257628000&source=images&cd=vfe&ved=2ahUKEwi34ZCLkfvuAhXsAbkGHfvfAGAQr4kDegUIARCEAQ
 
 
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A partir de 1972 uma série de descobertas revolucionou o estudo da genética e 
permitiu o surgimento de uma “nova ciência”, a genética molecular ou engenharia 
genética – um conjunto de técnicas onde um determinado fragmento de DNA (ácido 
desoxirribonucléico) é isolado e os genes são purificados, examinados e manipulados: 
I. a descoberta de enzimas que tinham a propriedade de clivar (hidrolisar) 
material genético em locais específicos (sequências nucleotídicas) dos 
genes, dividindo a dupla hélice do DNA em pedaços menores – estas 
enzimas foram chamadas de enzimas de restrição; 
II. a descoberta de enzimas capazes de unirem fragmentos de DNA 
(genes) – enzimas de ligação; e 
III. a descoberta de inúmeros microcromossomos (miniorganismos) – os 
plasmídios, usados como vetores de fragmentos de DNA. Estava 
começando uma nova tecnologia baseada na expansão do 
conhecimento sobre o DNA. 
Estas descobertas levaram a tecnologia de clonagem, i.e., a purificação de genes ou 
cópia deles por reproduzi-los em grande número na bactéria hospedeira. Daí para a 
tecnologia de DNA recombinante dominar a ciência biológica e biomédica foi um 
passo. Tornou-se possível o uso de sondas (“probes”) genéticas – pedaços de genes 
ou cópias de DNA complementar – para hibridização. 
A sonda marcada com traçadores radioativos ou fluorescentes poderia detectar a 
forma híbrida (complementar) de fragmentos ou regiões específicas do DNA. Esta 
A Biotecnologia tem tido avanços significativos na 
saúde humana. Segundo a Convenção sobre 
Diversidade Biológica da ONU (1992), a Biotecnologia 
é entendida como qualquer aplicação tecnológica que 
use sistemas biológicos, organismos vivos ou 
derivados destes, para fazer ou modificar produtos ou 
processos para usos específicos. 
 
 
 
20 
tecnologia tornou-se o princípio molecular de inúmeras técnicas utilizadas em 
diagnósticos de doenças genéticas, infecciosas e parasitárias. 
A genética molecular pode ser utilizada para fazer com que genes estranhos sejam 
expressos em bactérias e leveduras ou mesmo em outras células superiores. As 
indústrias química, farmacêutica e agrária passaram a investir milhares de dólares no 
desenvolvimento desta tecnologia. Com isto, foram desenvolvidas técnicas capazes 
de produzir diagnósticos extremamente sensíveis, e corrigir genes com erros inatos, 
“fabricar” animais transgênicos, etc. Tornou-se possível modificar o genoma e 
algumas características de um indivíduo na direção planejada. 
O conhecimento molecular de genes possibilitou a oferta de variados testes na forma 
de kits, ao contrário dos procedimentos clássicos trabalhosos usados anteriormente 
em diagnósticos. Uma outra técnica desenvolvida no mesmo período também por 
clonagem foi a produção de anticorpos monoclonais, que são utilizados como 
marcadores genéticos. Juntas, as tecnologias da genética molecular e de hibridoma 
produziram as ferramentas biológicas necessárias para explorar e conhecer as 
principais funções celulares em nível molecular e desenvolver métodos sensíveis e 
específicos de diagnósticos. 
 Nesta área, a biologia começou a ser comercial. No final dos anos 70 até meados 
dos anos 80 foram criadas nos EUA várias companhias que se propunham 
desenvolver comercialmente produtos utilizando estas metodologias. Foi um 
verdadeiro “boom” na época. Acreditava-se em um novo milagre industrial. Quase 
tudo na biologia poderia ser produzido desde que fossem conhecidos os genes. Logo 
depois veio o desencantamento. Nem tudo poderia ser realizado pelo conhecimento 
gerado pela biologia molecular. Mesmo assim alguns produtos foram consagrados 
nesta época. Em 1982 a Lilly foi autorizada pelo Food and Drug Administration (FDA) 
– agência governamental americana responsável pelo registro de medicamentos – 
para entrar no mercado com a insulina obtida por engenharia genética. 
Hoje já foram reconhecidos outros produtos: vacina contra hepatite B, hormônio de 
crescimento, ativador de plasminogênio espécie-específico (TPA), alfa-interferon. 
Entretanto, outros produtos não tiveram o mesmo sucesso no mercado. Com o avanço 
da engenharia genética e a possibilidade de se conhecer cada gene e sua função nos 
 
 
21 
seres humanos (Projeto Genoma Humano), as ciências biológicas e biomédicas 
deixaram de ter um papel secundário na evolução das ciências em geral. 
O Projeto Genoma Humano está causando uma grande mobilização e esforço de 
vários países para mapear e investigar o conjunto dos genes humanos. Deve-se 
lembrar que o complemento total dos cromossomos humanos no núcleo celular 
contém o equivalente a 3 bilhões de pares de bases. Assumindo, pragmaticamente, 
que cada gene codifica uma proteína com peso molecular em média de 40.000 
daltons, pode-se estimar que um gene corresponde a 1.200 pares de bases. 
 O núcleo da célula humana contém cerca de 2,5 milhões de genes. O DNA contido 
nas células de um homem, se desenrolado, poderia atingir a lua e voltar. No entanto, 
um grande número de genes não tem propriedades de codificar proteínas – 
geralmente são sequências repetitivas, que não expressam proteínas, ou 
pseudogenes e introns, pedaços de genes que são eliminados sem função conhecida. 
Estima-se que o ser humano tenha de 50.000 a 100.000 distintos genes funcionais 
contidos em 23 pares de cromossomos. Assim, se tivermos 200 grupos trabalhando, 
com a tecnologia atual, seriam necessários cerca de 10 a 12 anos para se ter o 
genoma humano totalmente mapeado. O Projeto Genoma Humano é considerado o 
mais ambicioso projeto científico realizado neste século. Seu custo é de cerca de 2,5 
bilhões de dólares. 
O biólogo norte-americano Dr. James Dewey Watson (n. 1928 – ) – um dos 
descobridores da estrutura de dupla hélice do DNA e prêmio Nobel em 1962 – sugeriu 
que 3% deste montante fosse utilizado no estudo dos aspectos éticos, sociais e 
jurídicos do trabalho. Watson coordenou o Centro Nacional para Pesquisa do Genoma 
Humano de 1989 a 1992. Em meados de 91, foi anunciado que os National Institutes 
of Health estariam tentando patentear seqüências de DNA de genes expressos no 
cérebro humano. 
 Watson foi totalmente contra esta estratégia e, em abril de 92, pediu demissão, 
ficando como diretor apenas do Laboratório Cold Spring Harbor. Em seu lugar, 
assumiu Francis Collins, descobridor do gene da fibrose cística. O mapeamento dos 
genes permitirá o conhecimento da função de cada um no organismo. A posse de toda 
a informação codificada no genoma humano nos dá crédito, pelo menos inicial, para 
 
 
22 
compreender os mecanismos do desenvolvimento, da fisiologia e até mesmo do 
comportamento humano. 
Ser um biologista nos dias de hoje, na área da bioquímica e da genética molecular, é 
uma tarefa de entusiasmo e dificuldade. Entusiasmo devido ao avanço no 
conhecimento que esta tecnologia nos traz e que pode levar a mudanças e a novos 
desafios sociais e culturais. Dificuldade em função da possibilidade do nascimento de 
uma nova moral, um novo escrúpulo, uma nova ética científica e tecnológica. 
Nos dias de hoje, se há um campo científico em que pesquisadores e sociedade 
devem estar juntos e fazer uma grande reflexão é a entrada da engenharia genética 
na área da saúde. Realmente, tem-se diminuído o período de tempo que separa as 
descobertas nas bancadas dos laboratórios e suas aplicações na saúde pública. 
Cientistas e população são faces de uma mesma moeda. As recentes tecnologias da 
biologia molecular e da imunologia, as quais resultaram em métodos de diagnósticos 
extremamente sensíveis, demoram de 6 a 8 anos para saíremdos laboratórios e 
serem usados na medicina. 
O Projeto Genoma Humano atrai grandes empresas (veja Tabela 1). Os testes 
para detectar partes falhas do DNA, causadoras de doenças. 
 
 
23 
 
 
A biologia molecular tornou-se um grande “negócio” para a sociedade. Os bons 
cientistas saíram da “torre de marfim” e junto com profissionais da área de saúde, 
juristas, filósofos e religiosos, começaram o debate com a sociedade sobre o uso da 
engenharia genética em seres humanos, o patenteamento da vida e a ética. A 
sociedade ainda não esqueceu o impacto terrível da experiência nazista, nem as 
campanhas de esterilização maciça dos alcoólatras, psicóticos, portadores de 
doenças genéticas realizadas em alguns estados americanos nos anos 20 e 30. Seria 
fácil cair no maniqueísmo. Mas, para a ciência, o impacto social de novas técnicas, 
 
 
24 
por exemplo, de diagnóstico pré-natal, erros inatos ou mesmo de reprodução humana 
assistida, necessitam de uma reflexão profunda da sociedade. 
Com estes questionamentos é que a bioética entrou seriamente no cenário científico 
e tecnológico. Seria ético manipular a natureza? Como vimos, o genoma humano é 
imenso e possui milhares de genes. O tamanho do DNA humano facilita alterações e 
combinações genéticas que podem refletir em conhecidas doenças hereditárias. Por 
longo tempo, essas doenças eram estudadas baseando-se em observações 
teratogênicas, as malformações congênitas, ou doenças geneticamente 
transmissíveis, como a conhecida hemofilia, bastante estudada nos descendentes da 
família real russa. 
Após a última guerra os erros inatos começaram a ser investigados pelo refinamento 
das técnicas citológicas e cariótipos. Os avanços da bioquímica e imunologia 
permitiram o diagnóstico de várias doenças genéticas relacionadas ao metabolismo – 
alcaptonúria, cistinúria, hemo-globinopatias, albinismo, etc. A estas doenças foi 
acrencentadas outras outras como anencefalia, espinha bífida, psicoses maníaco-
depressivas, doença de Huntington, mal de Alzheimer, síndrome de Down, fibrose 
cística, mucoviscidose, bem como a detecção dos genes responsáveis pelo câncer de 
mama vários anos antes do tumor ser detectado por mamografia. 
Hoje se conhece cerca de 3.000 doenças relacionadas a “defeitos” genéticos. 
Estima-se que 1% dos nascimentos traga de alguma maneira um bebê com deficiência 
genética, e que 30% da mortalidade infantil (em países não afetados com doenças 
endêmicas e má nutrição) estejam relacionados a um erro inato do metabolismo ou a 
uma malformação congênita – que reflete também alteração metabólica. Assumindo 
que 1 gene com defeito causa uma doença genética, há situações em que as 
modificações levam a condições poligênicas. Por exemplo, fatores ambientais como 
doenças infecciosas (principalmente as virais) e parasitárias podem causar alterações 
complexas. 
Um número alto de pessoas possui condições poligênicas – diabetes dependente de 
insulina, arteriosclerose, hipertensão, algumas formas de depressão –, onde vários 
genes se interagem e se combinam com o ambiente e estilo de vida, produzindo a 
doença. Como o progresso a engenharia genética permite detecção de cópias ou 
mesmo fragmentos de genes (hibridização, PCR, RFLP, etc.) havendo possibilidade 
 
 
25 
de se diagnosticar doenças genéticas no recém-nascido ou no feto, ou mesmo em 
adultos. 
Quando realizado em pessoas adultas estes dados podem levar ao “aconselhamento” 
do casal a não ter filhos devido, por exemplo, à probabilidade de ter genes de alto 
risco. Um outro ponto a ser considerado é a consequência da doença para o recém-
nascido ou feto, quando não há terapia. A sociedade não deve subestimar este 
problema. 
 As consequências legais e morais de uma expansão de diagnósticos genéticos são 
ameaçadoras. Por exemplo, o que fariam os pais de uma criança nascida com erro 
inato de metabolismo, se soubesse que a doença poderia ser diagnosticada no feto, 
ou mesmo antes da concepção do bebê? Um outro problema, a impressão “genética” 
(DNA fingerprint) de um indivíduo – tecnologia já utilizada hoje para identificação de 
paternidade e que, futuramente, poderá ser utilizada para apoio às autoridades de 
imigração, identificar “possíveis” alterações individuais ou “potenciais” modificações 
de personalidade, ou mesmo fatores de risco para determinadas doenças 
hereditárias – e produzir seres humanos de primeira e segunda classe. 
O que fariam a medicina preventiva, as companhias de seguro, as indústrias na 
seleção de seus empregados, o noivo na escolha da companheira, etc? A sociedade 
precisa saber disto. Vamos aprofundar um pouco mais estes pontos. Um feto com 
alguns meses de desenvolvimento que apresentasse, por diagnóstico genético, uma 
doença hereditária. Seria recomendável um aborto? Esta tentação de eugenia nos 
leva a esquecer a essencialidade humanitária, a sensibilidade das pessoas, a ética 
pessoal. A sociedade precisa discutir profundamente esta questão. 
 A engenharia genética poderia ainda influenciar a medicina no controle da 
reprodução. Por exemplo, poderia modificar embriões humanos por técnicas 
transgênicas. Isto quer dizer, manipulação de genes, eliminação de genes “ruins” e 
inserção de genes “bons” (terapia gênica). Certas doenças poderão ser tratadas 
por reposição do gene defeituoso. Seria a versão moderna do bebê de proveta ou da 
reprodução assistida. É bem verdade que reprodução assistida, principalmente, 
inseminação artificial, fertilização “in vitro’’, implante de embrião, já vem sendo usada 
 
 
26 
pela medicina veterinária por vários anos. A medicina humana começou a usar estas 
tecnologias mais recentemente. 
 Neste cenário pode se pensar que uma criança poderá ser “gerada” totalmente fora 
do organismo da mãe, como as plantas cultivadas na ausência de solo, no Epcot 
Center (EUA). Genes foram inseridos em camundongos, coelhos, porcos e ovelhas. 
Cerca de dez anos após a descoberta da transgênese foram produzidas mais de 1.000 
cepas de camundongos e mais de dez tipos de porcos geneticamente alterados. Hoje 
já são geradas ovelhas que produzem leite contendo fator 9, que pode ser extraído e 
utilizado como medicamento para hemofilia. Também foi criada um tipo de ovelha que 
produz leite contendo TPA em quantidade suficiente para suprir a demanda mundial 
da droga. 
O patenteamento da vida é outra questão bastante complexa. Em 1972, a 
microbiologista Ananda Chakrabarty, da Universidade de Illinois, desenvolveu um 
microorganismo engenheirado não-recombinante capaz de degradar componentes do 
petróleo bruto. Em 1980, a Suprema Corte Americana concedeu a patente a este 
microorganismo, constituindo o primeiro ser vivo patenteado nos EUA. O caso tornou-
se jurisprudência para o Escritório Americano de Patentes. Desde então, os pedidos 
de patente relacionados a seres vivos parecem não ter limites. Em 12 de abril de 1988 
foi concedida à Universidade de Harvard a patente U.S. 4.736.866, para um rato 
transgênico, que continha um gene causador de câncer. O problema ético é sério. 
 Os conhecimentos sobre a genética humana e animal podem ser explorados 
economicamente por empresas? A tendência internacional é que prevaleça as razões 
econômicas. Acreditam que em breve as legislações de propriedade industrial dos 
países em desenvolvimento estarão adaptadas aos novos tempos e à globalização 
dos mercados, de acordo com a lógica neoliberal. 
 A sociedade precisa refletir e decidir como ela quer e deve utilizar os conhecimentos 
gerados pela engenharia genética. Não basta ter uma vida saudável e maior 
expectativa de vida. É necessária uma vida ética e necessariamente mais feliz. Para 
finalizar, historicamente sabemos que quando Darwin publicou há cerca de 130 anos 
a obra “A Origem das Espécies”, a sociedade reagiu às ideias levantadas pelo cientista 
sobre “seleção natural”. Este conceito mudou os rumos da biologia nos últimos100 
anos. Hoje a nossa sociedade deve discutir se a manipulação da natureza pelas 
 
 
27 
técnicas de biologia molecular pode levar a uma “seleção induzida/- artificial”. 
Talvez, nos próximos 100 anos tenhamos uma compreensão melhor do que significa 
a biologia molecular e a engenharia genética para a humanidade. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
28 
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
 
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2. Lodish e cols. Biologia Celular e Molecular, Revinter, 2002. 
3. Pinho M. Biologia Molecular do Câncer, Revinter, 2005. 
4. Croner RS, Peters A, Brueckl WM, Matzel KE, Klein-Hitpass L, Brabletz T, 
Papadopoulos T, Hohenberger W, Reingruber B, Lausen B. Microarray versus 
conventional prediction of lymph node metastasis in colorectal carcinoma. Cancer. 
2005 Jul 15;104(2):395-404. 
5. Eschrich S, Yang I, Bloom G, Kwong KY, Boulware D, Cantor A, Coppola D, 
Kruhoffer M, Aaltonen L, Orntoft TF, Figura 5 - Técnica de Western-Blotting. Observa-
se na avaliação de duas amostras (2 e 3) a presença de uma banda de peso molecular 
correspondendo a 100 kDa, demonstrando a existência da proteína pesquisada no 
presente espécime. (Extraído de www.upstate.com) Quackenbush J, Yeatman TJ. 
Molecular staging for survival prediction of colorectal cancer patients. J Clin Oncol. 
2005 May 20;23(15):3526-35. 
 6. Pinho M. Imunoistoquímica: o estudo da biologia molecular ao alcance de todos. 
Ver Bras Coloproctologia 2005;25:188- 91. 
1 Vice-Presidência de Pesquisa e Ambiente, Fundação Oswaldo Cruz. Av. Brasil 
4365, Rio de Janeiro, RJ 21045-900, Brasil. 2 Coordenação de Gestão Tecnológica, 
Fundação Oswaldo Cruz. Av. Brasil 4365, Rio de Janeiro, RJ 21045-900, Brasil.