6 09 ET Microbiologia industrial e biotecnologia aplicada na agricultura

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ENGENHARIA BIOQUÍMICA 
Marcos Henrique de Araújo 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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6 MICROBIOLOGIA INDUSTRIAL E BIOTECNOLOGIA APLICADA NA 
AGRICULTURA 
Introdução 
O crescimento populacional, a exploração dos recursos naturais e a adoção de um 
modelo não sustentável de consumo pela sociedade moderna. Todos estes fatores 
contribuíram para a degradação ambiental, afetando diretamente a saúde humana, o 
equilíbrio dos ecossistemas e a qualidade dos recursos naturais. 
Nas últimas décadas, a questão ambiental vem ganhando espaço, marcado pela 
pressão da sociedade civil organizada em promover ações que protejam o meio 
ambiente por meio do uso sustentável e racional dos recursos naturais. 
Essas mudanças contribuíram para o avanço de pesquisas na área da biotecnologia por 
meio do desenvolvimento de novas ferramentas de engenharia genética com o 
objetivo de obter uma melhor eficiência na produtividade, reduzir os custos do 
processo e, ao mesmo tempo, ter o compromisso socioambiental. 
Nesse bloco, vamos estudar a utilização de microrganismos vivos em processos 
industriais com o objetivo de sintetizar metabólitos em larga escala para a obtenção de 
produtos e processos de interesse comercial, ambiental e social; a síntese de produtos 
ligados à área da saúde como a produção de antibióticos e vitaminas; a evolução das 
ferramentas biotecnológicas aplicadas no setor agrícola para a obtenção de alimentos 
modificados geneticamente, no combate as pragas e na melhoria dos processos, 
garantido um alimento de melhor qualidade, preocupando-se com níveis adequados 
de segurança alimentar e ambiental. 
6.1 Crescimento Microbiano e seus Metabólitos 
A Microbiologia Industrial se utiliza de microrganismos cultivados em larga escala, 
dedicados a síntese de produtos comerciais, ou para a realização de importantes 
transformações químicas. Teve a sua origem a partir de processos de fermentação 
alcoólica para a produção de vinho e cerveja, sendo posteriormente na síntese de 
fármacos, aditivos alimentares, enzimas e produtos químicos, como o próprio etanol 
(MADIGAN, 2010). 
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Os produtos da microbiologia industrial podem corresponder ao próprio agente 
microbiano, por exemplo, as leveduras cultivadas para fins alimentícios, além das 
substâncias produzidas pelas células. 
Na microbiologia, o crescimento é caracterizado como um aumento no número de 
células. Cada célula microbiana apresenta um tempo de vida e, para que a espécie seja 
mantida, é necessário o crescimento contínuo de sua população. A curva de 
crescimento microbiano, quando ocorre em um sistema fechado, em uma condição 
denominada cultura batelada, apresenta as seguintes fases: 
• Fase Lag 
Quando uma população de bactérias for inoculada em um meio nutriente líquido, o 
crescimento vai ocorrer somente após um período de adaptação, podendo ser breve 
ou longo, pois vai depender do histórico do inóculo e dos fatores ambientais 
envolvidos. 
• Fase Exponencial 
Fase em que ocorre um tempo de geração constante no número de organismos 
presentes na cultura. Esse período varia de acordo com as condições ambientais do 
meio e pelas características genéticas do inóculo. Geralmente a limitação do 
crescimento exponencial ocorre pelo consumo dos nutrientes presentes na cultura ou 
pelo acúmulo de substâncias tóxicas excretadas pelos agentes microbianos. 
• Fase Estacionária 
Corresponde a taxa zero de crescimento da cultura microbiana. Nessa fase podem 
prosseguir o metabolismo energético, processos biossintéticos e divisão celular, mas 
não há o aumento da população microbiana, havendo um equilíbrio entre a taxa de 
crescimento e a taxa de morte. 
 
 
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• Fase de Morte 
Quando uma população atinge a fase estacionária, as células poderão permanecer 
vivas por um determinado período, seguido posteriormente pela fase de morte e em 
muitas situações a lise celular. 
Os principais representantes de seres vivos utilizados na microbiologia industrial são os 
fungos (leveduras e bolores) e determinados grupos de bactérias. Com o avanço da 
biotecnologia, novas técnicas foram aplicadas para a seleção de linhagens de 
microrganismos capazes de sintetizarem o produto em alta escala, viabilizando 
economicamente o processo. 
Os microrganismos utilizados nos processos industriais devem apresentar certas 
características como a capacidade de crescer e produzir o metabólito de interesse em 
escala industrial; produzir esporos ou célula especial reprodutiva que possam ser 
inseridos em grandes fermentadores industriais; apresentar um tempo de geração 
curto, sintetizando o volume do produto desejado em um curto período; capacidade 
de crescer em meio de cultura líquido; sintetizar o metabólito esperado a um custo 
baixo; não pode ser patogênico, evitando a possível contaminação do produto e do 
meio externo ao fermentador e apresentar fácil manipulação do seu genoma para 
possibilitar a seleção de linhagens que favoreçam um produto de melhor qualidade e 
com um maior rendimento (MADIGAN, 2010). 
Na microbiologia industrial existem dois tipos de metabólitos de interesse: 
• Metabólitos primários 
Os metabólitos primários são produzidos durante a fase exponencial de crescimento 
microbiano. O álcool etílico, produzido por meio de processos de fermentação de 
leveduras e bactérias, é considerado um típico produto proveniente do metabólito 
primário, pois é originado simultaneamente ao crescimento microbiano. 
 
 
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• Metabólitos secundários 
Os metabólitos secundários são compostos extracelulares secretados no meio de 
cultura e os seus produtos são sintetizados próximo à fase final do crescimento 
microbiano e têm sido isolados e caracterizados principalmente para fins industriais. 
Os fungos filamentosos são agentes biológicos que apresentam uma produção 
superior de biossíntese de grandes quantidades de metabólitos secundários 
comparados a outras classes de microrganismos. O primeiro registro da produção de 
um metabólito fúngico importante foi a penicilina, produzida pelo fungo pertencente 
ao gênero Penicillium e descoberto em 1928 pelo pesquisador inglês Alexander 
Fleming, sendo posteriormente o primeiro antibiótico produzido em escala industrial 
(SPECIAN, 2014). 
Os metabólitos secundários apresentam as seguintes características: 
 A sua síntese é influenciada por condições ambientais, parâmetros de 
fermentação como tempo, temperatura, pH e nutrientes e está intimamente 
dependente das condições de cultivo; 
 Geralmente são produzidos em grande escala; 
 São sintetizados durante o processo de esporulação por fungos e bactérias 
produtoras de esporos; 
 Em muitas situações são sintetizados diversos produtos químicos distintos, mas 
que foram originados a partir de metabólitos estreitamente relacionados. 
Geralmente, os metabólitos secundários são constituídos por moléculas complexas, 
que necessitam de uma série de reações químicas mediadas por enzimas para que 
possam ser sintetizados. Podemos citar como exemplo a síntese do antibiótico 
tetraciclina que, para serem produzidos, 72 tipos de enzimas participam do processo. 
Apesar dessas reações ocorrerem durante o metabolismo secundário, os compostos 
iniciais que originam essas vias biossintéticas decorrem do metabolismo primário 
(MADIGAN, 2010). 
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Alguns processos biotecnológicos exigem grandes investimentos, portanto são 
vendidos a um preço elevado devido ao alto valor agregado, por apresentar mão de 
obra qualificada e um nível avançado de tecnologia envolvida. Nessa categoria, 
podemos incluir os produtos da indústria farmacêutica, do setor agrícola, as enzimas, 
os aminoácidos e as vitaminas. 
Outra via biotecnológica que sintetizam produtos em grande escala, mas que 
envolvem processos que necessitam de menores investimentos, apresentam um valor 
agregado intermediário,portanto um menor preço de mercado, temos, alguns tipos de 
solventes, polímeros e ácidos orgânicos. 
Nos dias atuais, com o avanço tecnológico e a participação de grandes empresas no 
mercado da biotecnologia industrial, alguns metabólitos merecem destaque na 
diversidade de pesquisas e no surgimento de novos produtos, como os bioplásticos, os 
biocombustíveis e as enzimas (MALAJOVICH, 2012). 
Como alguns dos principais metabólitos primários e secundários de grande interesse 
comercial, podemos citar álcoois e Solventes; Ácidos Orgânicos; Aminoácidos; 
Polissacarídeos; Vitaminas; Nucleotídeos; e Nucleosídeos. 
6.2 Produtos Para Indústrias Ligadas à Saúde 
O interesse da microbiologia industrial está na aplicação de conhecimentos científicos 
básicos para o uso de agentes microbianos para a obtenção de produtos e processos 
de interesse comercial, ambiental e social. Dentre a diversidade de produtos de origem 
microbiológica fabricados comercialmente, destacamos: 
• Antibióticos 
Os antibióticos são compostos naturais, sintéticos ou semi-sintéticos, sendo 
considerados metabólitos secundários típicos. Os antibióticos naturais são produzidos 
pelos fungos e bactérias, junto a outros compostos durante a fermentação. 
 
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A produção biotecnológica de antibióticos consiste em processos fermentativos de 
alguns microrganismos, como Penicillium spp e Streptomyces spp. No caso da 
produção dos antibióticos semi-sintéticos, como a penicilina G de maior valor 
industrial, ocorrem os processos de fermentação e posteriormente purificação e 
alterações originadas por reações de química orgânica. 
Apenas no século XIX descobriu-se a possibilidade de alguns grupos de microrganismos 
serem responsáveis por doenças infecciosas. O pesquisador francês Louis Pasteur, ao 
realizar experimentos com bactérias participantes de processos fermentativos, 
constatou uma ampla distribuição desses microrganismos no meio ambiente e, desta 
forma, contribuiu para o desenvolvimento de vacinas contra as doenças antraz, cólera 
aviária e raiva. 
Posteriormente, na segunda metade do século XIX, o médico alemão Robert Kock 
identificou microrganismos responsáveis por diversas doenças como tuberculose, 
cólera e febre tifóide, o que fizeram elaborar os postulados de Kock, associando um 
microrganismo específico a uma doença específica (OLIVEIRA et al., 2016). 
Nesse mesmo período, começava o desenvolvimento de pesquisas que estudavam 
agentes químicos que apresentassem atividade antibiótica. No início do século XX, o 
biólogo bacteriologista alemão Paul Ehrlich, ao pesquisar a possibilidade de 
determinadas substâncias químicas serem utilizadas no combate a infecções, 
desenvolveu o primeiro antibiótico de origem sintética, derivado do arsênico no 
tratamento da sífilis. 
O grande avanço no tratamento das infecções bacterianas ocorreu com a descoberta 
do bacteriologista Alexander Fleming ao observar uma cultura de estafilococos 
contaminados por um fungo Penicilium notatum, identificou uma substância produzida 
pelo fungo que impedia o crescimento bacteriano. Essa substância extraída do fungo, 
denominada penicilina, quando aplicada em animais, demonstrou sua eficácia no 
combate a infecções bacterianas, sendo introduzida como terapêutico somente nos 
anos 40 e, após o processo de industrialização desse medicamento, iniciou-se um 
rápido crescimento na descoberta de novos antibióticos (OLIVEIRA et al., 2016 e 
MAJALOVICH, 2016). 
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Os avanços da biotecnologia contribuíram para o surgimento de novos antibióticos 
eficientes no combate as infecções causadas por agentes microbianos cada vez mais 
resistentes, devido as rotas diversas de síntese e biossíntese dos antibióticos 
produzidos desde a primeira metade do século XX como a penicilina, já citada, a 
estreptomicina, tetraciclina, eritromicina, dentre outros (PEREIRA, OLIVEIRA, 2016). 
As matérias primas ideais para a produção de antibióticos são aquelas que oferecem 
um meio de cultura favorável para o crescimento do microrganismo responsável pela 
produção do antibiótico. Os resíduos derivados da indústria agrícola, como a água de 
milho, arroz ou trigo e meios contendo glicose ou melaço, são ricos em fontes de 
carbono e muito utilizados para a produção da penicilina. 
Para a produção comercial do antibiótico, utiliza-se fermentadores industriais de larga 
escala. O processo utilizado é a fermentação submersa em que o agente microbiano 
produtor se desenvolve em meio líquido de cultura rico em nutrientes, favorecendo a 
produção de metabólitos de forma rápida e obtendo uma maior produtividade (LIMA, 
et al., 2001). 
A produção da penicilina G é realizada em fermentadores de 40.000 – 200.000 litros e 
consiste em um processo aeróbio, com absorção de oxigênio. A temperatura ótima 
para produção se encontra entre 25-27⁰C e o pH do meio deve ser constante de 6,5, 
onde a fermentação leva cerca de 120 a 160 horas. 
O processo se inicia com a utilização do inóculo de esporos em concentrações ideais 
para que ocorra a formação de pellets (agregados de células) que passam por etapas 
de crescimento até alcançar a etapa de produção, onde o meio de cultura é 
alimentado com a quantidade ideal de nutrientes. Por se tratar de um metabólito 
secundário, durante a fase de crescimento, pequenas quantidades de antibiótico são 
produzidas, porém, quando a fonte de carbono se aproxima da exaustão, inicia-se a 
produção da penicilina (MADIGAN, 2010 e LIMA, et al., 2001). 
Ao término da fermentação, é necessário purificar o produto, separando de forma 
eficiente o antibiótico excretado no meio de cultura e retirar a porção do antibiótico 
aderido ao micélio (hifas celulares dos fungos) por meio de adsorção, troca iônica ou 
precipitação química, para que se tenha a obtenção de um produto cristalino e de alta 
pureza (MADIGAN, 2010 e PEREIRA; OLIVEIRA, 2016). 
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• Aminoácidos 
Os aminoácidos consistem em uma categoria de composto orgânico bastante 
heterogêneo que possibilitam a manutenção da vida, pois compõem a estrutura 
química das proteínas e possuem grande potencial para aplicações biotecnológicas. 
Os aminoácidos apresentam uma estrutura geral que consiste em um grupo amina (-
NH2), um grupo carboxílico (-COOH) e uma cadeia lateral ou grupo R, de dimensão e 
características variáveis, ligados a um carbono saturado. Na natureza existem 21 
aminoácidos diferentes e eles se diferem entre si pelo radical R que varia de um tipo 
de aminoácido para outro. 
 
Fonte: Elaborado pelo autor. 
Figura 6.1 - Fórmula estrutural geral de um aminoácido. 
Os aminoácidos são classificados em: 
 Essenciais - São aqueles que não são sintetizados pelo organismo (isoleucina, 
leucina, valina, fenilalanina, metionina, treonina, triptofano, lisina e histidina). 
 Não Essenciais - São aqueles que são sintetizados pelo organismo (alanina, 
ácido aspártico, asparagina, ácido glutâmico, serina). 
 Semi-essenciais ou precursores - Sintetizados a partir de outros precursores 
presentes na dieta (arginina [glutamina/glutamato], cisteína [aspartato], 
glutamina [ácido glutâmico, amônia], glicina [serina, colina], prolina 
[glutamato], tirosina [fenilalanina]). 
 
 
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Esse composto orgânico pode ser produzido industrialmente por hidrólise de 
proteínas, por síntese química ou por métodos biotecnológicos que incluem a catálise 
enzimática, a semi-fermentação e a fermentação. Alguns grupos de microrganismos 
são utilizados em pesquisas para a produção comercial de aminoácidos, como 
bactérias E. coli, Brevibacterium flavum e espécies pertencentes aos gêneros 
Corynebacterium e Bacillus. (MADIGAN, 2010 e MORAES, 2014). 
Os aminoácidos são utilizados amplamente na indústria química como matéria prima; 
na indústria alimentícia como os aditivos alimentares e no enriquecimento de ração 
animal; na indústria farmacêutica como suplementos nutricionais;e na produção de 
cosméticos. 
Dentre os diversos tipos de aminoácidos utilizados na indústria alimentícia, podemos 
citar como exemplo: 
 O ácido glutâmico para realçar o sabor dos alimentos; 
 O ácido aspártico e fenilalanina são dois importantes aminoácidos, 
componentes do adoçante artificial aspartame e presentes em alimentos 
considerados de baixa caloria e livres de açúcar; 
 Os aminoácidos L-alanina são adicionados em sucos de frutas para melhorar o 
sabor e a L-cisteína tem ação antioxidante nos sucos de frutas e melhora a 
qualidade do pão durante a cocção; 
 A combinação entre os aminoácidos triptofano com a L-histidina apresentam 
ação antioxidante, evitando, por exemplo, a rancificação do leite em pó 
(MADIGAN, 2010; MORAES, 2014). 
• Vitaminas 
As vitaminas são constituídas por um grupo de moléculas orgânicas de diferentes 
classes químicas utilizadas como suplementos alimentares e ração animal, sendo 
essenciais para a manutenção do metabolismo dos seres vivos. Muitas vitaminas são 
produzidas em escala industrial por síntese química ou fermentação por meio da 
utilização de microrganismos. 
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Dentre as vitaminas mais importantes obtidas exclusivamente por via biotecnológica 
temos: 
 Vitamina B2 (riboflavina) 
A riboflavina é uma vitamina de coloração amarelada, produzida por síntese química 
ou fermentação. Atualmente são utilizados na síntese dessa vitamina o fungo Ashbya 
gossypii e a bactéria Bacillus subtilis selecionados por meio de técnicas de engenharia 
genética para a obtenção de melhores linhagens e consequentemente otimização do 
processo. A produção dessa vitamina é destinada para a produção de ração, alimentos 
e produtos farmacêuticos (MADIGAN, 2010 e FELIPE; BICAS, 2016). 
 Vitamina B12 (cobalamina) 
É produzida exclusivamente pelo processo de fermentação realizada por linhagens de 
microrganismos bacterianos selecionados da espécie Pseudomonas denitrificans e 
Propionibacterium freudernreichii. Para obter grandes quantidades dessa vitamina 
utiliza-se, no meio de cultura, melaço de beterraba que contém a betaína, substância 
estimuladora do processo e pequena quantidade de sais de cobalto. A deficiência de 
vitamina B12 no ser humano promove a baixa produção de hemácias e distúrbios no 
sistema nervoso central. Nos animais, a obtenção da B12 ocorre via alimentação ou 
pela absorção dessa vitamina produzida por bactérias presentes na flora intestinal 
(FELIPE; BICAS, 2016). 
6.3 Biotecnologia e Novos Alimentos 
Ao longo da história, a biotecnologia revolucionou a agropecuária com tecnologias que 
permitiram identificar e selecionar genes responsáveis pela codificação de 
características benéficas, contribuindo para o melhoramento genético vegetal e 
animal, no desenvolvimento de produtos veterinários, defensivos agrícolas e 
fertilizantes organominerais. 
 
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Atualmente, a pressão mundial relacionada à segurança alimentar e proteção 
ambiental cresce cada vez mais, pois estima-se que, em 2050, a população mundial 
atingirá a marca de 9 bilhões de habitantes. Nesse contexto, novas ferramentas de 
biotecnologia aplicadas na área da agricultura têm contribuído na melhora dos níveis 
de segurança alimentar, na criação de alimentos modificados geneticamente e na 
adoção de práticas agrícolas sustentáveis, diminuindo a pressão sobre os recursos 
naturais (DIA, et al., 2019). 
Dentre os estudos e biotecnologias aplicadas no setor agrícola que vêm ganhando 
importância nos últimos anos, podemos citar: 
• Organismos Geneticamente Modificados - OGMs 
As denominadas “novas biotecnologias” associadas à tecnologia de DNA recombinante 
permitiram a alteração de segmentos de genoma de qualquer organismo para 
favorecer a aquisição de características desejáveis, dando origem aos Organismos 
Geneticamente Modificados (OGMs). 
A transgenia, que permite a transmissão e expressão dos genes entre espécies 
diferentes, tem gerado grande impacto nas pesquisas agropecuárias, contribuindo 
para a obtenção de novas características agronômicas e nutricionais desejáveis nos 
cultivos de plantas e na criação de animais, no aumento da eficiência produtiva e na 
maior resistência a pragas, doenças e estresse ambiental (CARRER, 2010 et al; 
GUIMARÃES; PEREIRA, 2019). 
Na área da biotecnologia houve um grande avanço em pesquisas que envolvem 
alterações no genoma da planta para a criação de vegetais resistentes a pragas, 
temperaturas extremas e no aumento da capacidade de retenção de CO2, resultando 
em uma melhor eficiência do processo fotossintético. Atualmente, os estudos se 
concentram em conhecer com maior profundidade a ação de genes específicos e na 
produção de alterações genéticas em plantas com maior segurança e precisão. 
 
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Além das plantas geneticamente modificadas, houve a aplicação dessa tecnologia de 
alteração gênica em microrganismos que promovem relações simbióticas e em 
promotores de crescimento de plantas. No caso dos organismos simbiontes, como os 
rizóbios, a finalidade principal da alteração dos genes está relacionada ao aumento da 
produtividade da cultura que se beneficia dessa relação ecológica simbiótica com o 
microrganismo, absorvendo uma maior quantidade de nutrientes e aumentando a sua 
competitividade no meio (ANDRADE; NOGUEIRA, 2005). 
A introdução desses OGMs (plantas e microrganismos) no meio ambiente, embora 
tragam uma diversidade de benefícios para o setor agrícola, podem ter efeitos 
adversos, promovendo alterações na biota do solo e nos ciclos biogeoquímicos, 
comprometendo os serviços ecossistêmicos. O cultivo de plantas OGMs podem 
apresentar os seguintes riscos potenciais ao equilíbrio ambiental: 
a) O fluxo gênico para espécies selvagens pode se beneficiar de vantagens 
oferecidas pelo OGMs, favorecendo o aumento das populações de erva 
daninhas. 
b) A população de organismos não alvo, como a biota do solo e os insetos 
inimigos naturais presentes na cultura podem ser prejudicados pela introdução 
da planta ou microrganismo geneticamente modificado no solo, colocando em 
risco a biodiversidade local. 
c) A introdução de novos genes no meio pode levar a extinção de população de 
espécies de plantas selvagens e no surgimento de novas cepas resistentes não 
controlados pelo homem (BENEDITO; FIGUEIRA, 2005). 
A Lei de Biossegurança (11.105/05) determina normas de segurança e mecanismos de 
fiscalização de atividades que envolvam OGMs, obrigando que qualquer organismo 
modificado geneticamente seja submetido a criteriosa avaliação feita pela Comissão 
Técnica Nacional de Biossegurança (CTNBio), instância colegiada responsável pelos 
critérios de avaliação dos OGM. 
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126 
 
Dentre as principais atribuições da CTNBio está propor a Política Nacional de 
Biossegurança estabelecendo normas técnicas de segurança e pareceres técnicos 
referentes à proteção da saúde humana, dos organismos vivos e do meio ambiente, 
para atividades que envolvam a construção, experimentação, cultivo, manipulação, 
transporte, comercialização, consumo, armazenamento, liberação e descarte de OGM 
e derivados (CAPALBO, 2016). 
Para disponibilizar produtos seguros obtidos pela biotecnologia à sociedade, o 
manuseio de OGMs exige uma avaliação de biossegurança dos produtos gerados, 
devido às incertezas sobre os impactos e efeitos desses transgênicos sobre a saúde do 
homem, animais e meio ambiente. 
• Marcadores Moleculares 
O marcador molecular é definido como uma sequência de DNA que é diferente entre 
os organismos estudados, essa diferença é chamada de poliformismo. 
A utilização dessa ferramenta genômica se mostra de grande utilidade, sobretudo em 
programas de melhoramento genético, por meio da construção de genótipos que 
seriam dificilmente produzidos apenas com a seleção fenotípica; na associação com 
genes de resistência contra pragas e agentes patogênicos; na identificação de novosprincípios ativos ou plantas que apresentam proteínas de uso na indústria de 
alimentos, fármacos e cosméticos. 
• Edição de Genomas 
Nos dias atuais, novas técnicas de manipulação genética denominadas Tecnologias de 
Melhoramento (NTM) estão em ascensão. 
As técnicas de chamadas de nucleases, TALENs (transcription activator-like effector 
nucleases), mutagênese dirigida por oligonucleotídeos e CRISPR são exemplos de 
técnicas que envolvem a edição de genoma por meio da quebra do DNA e posterior 
reparação com as devidas alterações realizadas sem inserir no material genético genes 
de outras espécies. Por exemplo, utilizar essa nova tecnologia na criação de um vegetal 
com uma nova variação gênica, sem possuir algum segmento genômico de outra 
espécie e que apresente qualidades superiores idênticos aos vegetais que lhes 
originaram (DIAS, et al., 2019). 
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Essas novas ferramentas biotecnológicas possuem a capacidade de delimitar 
sequências específicas de nucleotídeos da molécula de DNA, eliminando genes fracos e 
inserindo características novas. Atualmente, a CRISPR consiste na tecnologia mais 
moderna, pois, ao utilizar sequência de RNA para guiar uma nucleasse (Cas9) até o 
ponto específico da molécula de DNA que será alterada, tem mostrado uma maior 
precisão e bons resultados para a edição de genes (NEPOMUCENO, 2017; FIGUEIREDO, 
2015). 
• Controle biológico de pragas 
O RNA de interferência (RNAi) é uma nova técnica de engenharia genética que está 
sendo desenvolvida e pode ser aplicada no combate a pragas e no melhoramento 
genético das plantas. O estudo se concentra na pulverização de uma solução contendo 
RNA em uma plantação de batatas. As moléculas de RNA penetram no inseto praga 
denominado besouro-da-batata e se associam ao RNAm para desativar a expressão de 
um determinado gene responsável pela produção uma proteína, sem a qual o inseto 
não sobrevive. 
A principal vantagem apontada pela empresa norte americana Monsanto, responsável 
pela pesquisa, seria o desligamento da expressão gênica do organismo alvo (praga), 
não interferindo no genoma da planta, encurtando o processo de aprovação da técnica 
e, consequentemente, reduzindo os custos do produto a ser comercializado. 
Especialistas contrários a essa técnica acreditam que o RNA específico utilizado para 
inibir a ação gênica do besouro pode apresentar semelhança com RNAm do besouro e 
atingir outros insetos não pragas, como os polinizadores. Para garantir a aplicação 
dessa técnica com a segurança devida, será necessário conhecer o genoma das 
espécies dos outros insetos importantes para o equilíbrio ecológico (YANAGUI, 2016). 
Outra biotecnologia desenvolvida para o combate de determinados insetos-praga são 
as plantas Bt. Pesquisadores identificaram a presença da bactéria Bacillus thuringiensis 
(Bt) que apresenta genes capazes de produzirem um tipo de proteína tóxica (Cry) para 
alguns tipos de insetos. Isolaram o segmento de nucleotídeos produtores dessa 
proteína no DNA de plantas, como a soja, milho e algodão, para que elas 
desenvolvessem resistência aos insetos-praga. Ao ingerirem a folha da planta 
geneticamente modificada e portadora do gene responsável pela produção da 
proteína, a proteína se liga ao receptor de membrana das células intestinais do inseto, 
provocando a sua morte. 
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Muitas vantagens são obtidas na utilização dessa técnica como por exemplo: 
 A redução na aplicação de agrotóxicos. 
 O aumento na produtividade da lavoura. 
 Um melhor desenvolvimento da planta e qualidade da safra. 
 Uma menor exposição do agricultor aos defensivos agrícolas. 
 Uma redução do custo de produção. 
 Um ganho ambiental devido à menor aplicação de produtos químicos e a não 
emissão de CO2 na aplicação do herbicida. 
Conclusão 
Tradicionalmente, a aplicação da biotecnologia na indústria de alimentos resumia-se a 
produção de pães, queijos, aditivos, álcool e iogurte. Com a evolução nas pesquisas e 
avanços nos processos biotecnológicos, os microrganismos têm sido amplamente úteis 
para a humanidade e atualmente representam uma tecnologia promissora em diversos 
ramos da biotecnologia, sendo utilizados nos mais diversos processos microbiológicos 
industriais nas áreas da saúde, alimentar, têxtil e de tratamento de resíduos. 
Na agricultura, a criação de novas ferramentas na área da biotecnologia revolucionou 
o setor no país na seleção de genes que expressam características genéticas benéficas, 
no combate as pragas e no aumento da produtividade, contribuindo para o 
desenvolvimento de uma agricultura sustentável e na preservação dos recursos 
naturais. 
REFERÊNCIAS 
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funcionais de microrganismos dos solos. Biotecnologia Ciência e Desenvolvimento, n° 
34, 2005. 
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