Aula 6 - Engenharia genética

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Dr. Cleto Kaveski Peres 
 
Desenvolvimento Rural e Segurança Alimentar - 
UNILA 
 Biotecnologia 
 Def.: é a utilização de células microbianas, plantas 
e animais para produzir materiais úteis às pessoas 
⇨ alimentos, remédios e produtos químicos 
 Exemplos: 
 Uso de leveduras 
 Penicilina 
 Produção de vacinas 
 Controle biológico 
 Melhoramento animal e vegetal 
 Transformações genéticas 
 Transformações genéticas 
 Melhoramento ⇨ geração de organismos com 
características fenotípicas de interesse ⇨ 
limitação pela barreira de compatibilidade sexual 
 Uso da tecnologia do DNA recombinante ⇨ 
barreira rompida!! 
 
 Tecnologia do DNA recombinante 
 Mecanismos de replicação, transcrição e tradução 
dependem da formação de pares de bases 
complementares 
 
 A tecnologia do DNA recombinante faz uso da 
complementaridade das bases (A-T, C-G) 
 Tecnologias na engenharia genética: 
 Enzimas de restrição 
 Eletroforese em gel 
 Introdução de um gene em um hospedeiro 
 Uso de genes-repórteres 
 
 Enzimas de restrição (endonucleases) 
 Clivam o DNA em regiões específicas 
 Várias enzimas ⇨ vários fragmentos de tamanhos 
diferentes 
 Eletroforese em gel 
 Identifica o tamanho dos 
fragmentos 
 Pode ser usada para purificar um 
fragmento de interesse 
 Teste de DNA 
 Todo indivíduo é unico! ⇨ sequências únicas 
 Uso de sequências repetitivas 
 Objetivo do trabalho com DNA recombinante ⇨ 
produzir muitas cópias (clones) de um gene 
particular para a sua análise ou para produzir 
proteína 
 Se o objetivo é produzir proteína ⇨ deve ser 
inserido em uma célula hospedeira 
 
 Introdução do gene em um hospedeiro 
 Como inserir (transfectar)? ⇨ Transformação 
direta ou indireta 
 Indireta: Uso de plasmídeos, vírus e cromossomos 
artificiais 
Uso do Plasmídeo Ti para 
transfecção em plantas 
 Transformação direta 
 Biobalística 
 Microinjeção 
 Uso de genes-repórteres 
 Como saber se o gene de interesse foi inserido no 
hospedeiro? 
 Plasmídeo pode conter gene de resistência a algum 
antibiótico específico 
 Gene da luciferase 
 Proteínas de uso medicinal 
 Antigamente ⇨ difícil obtenção e purificação ⇨ 
custo muito elevado 
 Com o DNA recombinante ⇨ muitos produtos 
sendo fabricados ⇨ centenas em desenvolvimento 
 Exemplos… 
 Ativador de plasminogênio de tecido (TPA) 
 Qdo uma ferida sangra ⇨ coágulo ⇨ ferida 
cicatriza ⇨ coágulo dissolve 
 Como dissolve? 
 Plasminogênio (inativo) + TPA = Plasmina (ativa) 
 Ataques cardíacos e derrames ⇨ coágulos 
 Biotecnologia ⇨ produção de TPA em laboratório 
para ser aplicado em pacientes com derrame 
 Eritropoietina (EPO) 
 Rins produzem e na medula óssea estimula a 
produção de céls vermelhas 
 Pacientes em hemodiálise ⇨ remove EPO ⇨ 
anemia! 
 Doação ⇨ produção baixa, insuficiente… 
 Biotecnologia ⇨ DNA recombinante ⇨ produção 
em bactérias ⇨ injetadas em pessoas 
 Insulina 
 Produzido pelo pâncreas ⇨ estimula as céls a 
absorverem glicose do sangue 
 Alguns diabéticos ⇨ falta de insulina 
 No passado ⇨ uso de insulina tirada do pâncreas 
de vacas e porcos ⇨ purificação difícil e efeitos 
indesejados (ptn levemente diferente) 
 Biotecnologia ⇨ síntese do gene em laboratório ⇨ 
produção em massa ⇨ disponibilidade de insulina 
 Manipulação do DNA em plantas cultivadas 
 Muitos exemplos: 
 Feijão, mamão e batata resistentes a vírus 
 Tomate e alface resistentes a fungos 
 Arroz, brócolis e milho com melhores qualidades 
nutricionais 
 Tomate “longa vida” 
 Flores com colorações diferentes 
 Plantas que produzem inseticidas 
 Uso de inseticidas ⇨ efeitos indesejados 
 Algumas bactérias ⇨ proteína tóxica que mata o 
inseto que a ingerir (ex.: Bacillus thuringiensis) 
 Biotecnologia ⇨ busca e clonagem dos genes ⇨ 
inserção ⇨ plantas resistentes a seus insetos 
predadores (específico) 
 Plantas resistentes a herbicidas 
 Ervas daninhas ⇨ prejuízos na produção 
 Herbicidas ⇨ glifosato 
 Algumas bactérias ⇨ enzima que degrada o 
glifosato 
 Biotecnologia ⇨ localização, clonagem e inserção 
do gene da bactéria 
 Grãos com características melhoradas 
 Ex.: β-caroteno ⇨ precursor de vitamina A ⇨ 
essencial 
 No mundo ⇨ 400 milhões de pessoas com 
deficiência dessa vitamina 
 Biotecnologia ⇨ busca, clonagem e inserção do 
gene ⇨ plantas com altos teores de β-caroteno 
 Plantas resistentes a condições ambientais 
(seca, salinidade, etc) 
 Os organismos modificados são seguros?? 
 Maior preocupação com Milho Bt e Soja RR 
 Riscos: 
 1) Resistência pelo uso intensivo da tecnologia - 
Risco de desenvolvimento de “superpragas” 
 Caso das RR ⇨ evitado pela rotação de culturas 
 Caso do Bt ⇨ criação de refúgios com culturas 
tradicionais 
 2) Resistência por fluxo gênico 
 Se a fecundação for cruzada ⇨ potencial fluxo 
gênico para mesma espécie ou até espécies 
selvagens compatíveis (taxas normais de 
transferência) 
 Efeitos em espécies não-alvo e benéficas 
 No caso do Bt ⇨ necessita que o organismo ingira 
a proteína (folha, pólen…) 
 Ingestão de insetos contaminados 
 Ingestão de resíduos 
 Impactos existem!! Plantio convencional? 
 Questão importante: 
 
 O uso de OGM aumenta ou diminui o uso de 
pesticidas?? 
 Quais os verdadeiros riscos dos alimentos 
transgênicos para a saúde humana? 
 Série de testes… 
 Equivalência substancial ⇨ não garante segurança 
mas auxilia na identificação de similaridades 
 Exames toxicológicos 
 Alergenicidade ⇨ reação a algum componente 
envolvendo uma resposta anormal do sistema 
imunológico ⇨ difícil previsão… ⇨ testes com soro 
de indivíduos reconhecidamente alergênicos 
 Perigo x Risco 
 Perigo: presença de um agente nocivo causador de 
algum efeito prejudicial 
 Risco: probabilidade da ocorrência do agente 
 
 No caso do uso da Tecnologia do DNA 
recombinante: 
 Genes podem passar para o organismo humano? 
 Genes podem passar para as bactérias intestinais? 
 
 DNA é degradado no intestino! 
 Transferência horizontal ⇨ extremamente difícil 
de ocorrer ⇨ de qualquer modo é proibida 
 
 
 Prós e contras ao uso ⇨ argumentos e ignorância