BIOLOGIA MOLECULAR - ENGENHARIA GENÉTICA

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Engenharia genética – Manipulação do DNA de um determinado organismo com o objectivo de estudar a estrutura e/ou função de determinado gene ou sequência, produzir ácidos núcleicos, proteínas ou processos biológicos úteis ou melhorar as características desse organismo. 
1. Engenharia genética = tecnologia de DNA recombinante
A Engenharia Genética permite a identificação de genes ou sequências específicas, o seu isolamento do genoma de um organismo, a sua clonagem de forma a obter um grande número de cópias, a análise e modificação dessa cópia e a sua reinserção no genoma do organismo de origem ou num organismo diferente. 
A combinação de DNA de diferentes organismos (plantas, animais, bactérias, etc.) resulta em organismos modificados com uma "combinação" (limitada, obviamente) de características dos organismos originais. No entanto, este processo ocorre naturalmente através da reprodução sexuada.
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2. Enzimas de restrição. 
Enzimas capazes de “cortar” a cadeia de DNA em locais específicos. 
A enzima HaeIII reconhece uma seqüência de 4 nucleótidos e produz cortes simétricos ("blunt"). A enzima BamHI reconhece uma seqüência de 6 nucleótidos e origina cortes assimétricos e coesivos (“sticky”). 
As enzimas de restrição proporcionam um conjunto de ferramentas que permite "partir" o DNA em fragmentos de tamanho definido e previsível. Desta forma é possível obter informação relativa à seqüência de DNA, remover um fragmento de DNA de um determinado organismo, amplificá-lo, e reintroduzi-lo no mesmo ou num novo organismo! 
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3. Ligase.
Enzima capaz de ligar duas moléculas de DNA. 
 
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4. Vectores (no contexto da engenharia genética).
“Veículo” de transporte de DNA exógeno para um organismo hospedeiro (ex. Plasmídeo, cosmídeo, vírus, etc.). A inserção de um fragmento de DNA num vector implica a utilização de enzimas de restrição e ligases. 
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5. Clonagem de DNA.
Produção de uma grande número de cópias de um mesmo fragmento de DNA. Conseguido através da utilização de um vector. 
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6. Amplificação de DNA. 
É possível através da técnica de PCR (“Polymerase chain reaction”) ou, como vimos antes, clonagem. 
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7. Oligonucleótido.
Pequeno fragmento de DNA, normalmente de cadeia simples. Pode ser usado como sonda ou “primer” para PCR. 
5'-ATGTCGTGTCAAGTCGGGCATTTA-3' 
8. DNA recombinante (rDNA).
DNA produzido pela junção de DNA de duas origens diferentes, frequentemente DNA de dois organismos diferentes. 
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9. DNA complementar (cDNA).
DNA gerado pela enzima transcriptase reversa usando RNA como modelo. 
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10. Biblioteca de DNA.
Colecção de fragmentos de DNA representativa do genoma de um organismo (biblioteca genómica) ou de fragmentos de cDNA (biblioteca de cDNA) representativa do perfil de expressão de mRNA de um organismo, órgão, linha celular, etc. 
Clivagem do DNA com várias enzimas de restrições
Milhares de fragmentos do DNA
Inserção dos fragmentos em plasmídios
Plasmídios recombinados
Introdução do plasmídio recombinados em bactérias
DNA humano
Biblioteca genômica
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11. Limitações da engenharia genética
O "cartoon" seguinte pretende utilizar o clássico da literatura de terror, Frankenstein, para caricaturar algumas das preocupações e receios atuais com a potencial má utilização da engenharia genética.
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A resposta a estes, e outros receios, tem que ser encontrada na sociedade humana e na sua capacidade de julgar e regulamentar a aplicação do conhecimento científico. 
Tendo em conta as limitações atuais da engenharia genética temos de reconhecer que, pelo menos para já, a ficção está longe de se confundir com a realidade:
- É impossível começar apenas com um tubo de ensaio cheio de nucleotídeos e criar um novo organismo! É necessário trabalhar com o genoma de um organismo pré-existente ao qual é possível adicionar ou modificar um pequeno número de características.
- Só é possível transferir características determinadas por um único ou poucos genes. A engenharia genética não permite a transferência de características complexas que são o resultado da interação de dezenas ou centenas de genes, como características comportamentais ou inteligência. 
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12. Aplicações da engenharia genética
Produção de substâncias úteis - Peptídeos (insulina, endorfinas, várias hormônios) 
 - Em 1980 foi tratado com insulina produzida em bactérias o primeiro doente diabético. 
- No inicio dos anos 80 foi realizado o primeiro teste de terapia para vários tipos de cancro com interferon recombinante. 
 - Hormônio de crescimento - Tratamento de nanismo. 
- Ativador de plasminogênio - Prevenção de Tromboses. 
- Vacinas genéticas para doenças causadas por vírus cujo controlo não está completamente estabelecido. 
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- Diagnóstico pré-natal e pós-natal de doenças genéticas - Huntington´s, fibrose cística, distrofia muscular de Duchenne, etc. 
- Terapia gênica. Em 1990 foi feita a primeira terapia com células geneticamente modificadas numa criança de 4 anos com deficiência de Adenosina deaminase (ADA). Usaram linfócitos do próprio paciente onde inseriram uma cópia funcional do gene defeituoso. 
- Agricultura:
  Bactérias recombinantes produtoras de toxinas contra parasitas de plantas. 
  Bactérias modificadas para aumentar a resistência de plantas ao frio 
 Plantas modificadas com gene de resistência a herbicidas. 
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FIM DA APRESENTAÇÃO!!!
Porém, a pesquisa CONTINUA....
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