01 e 02 aula Importância da genética Conservação

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Profa. Dra: Bárbara Dantas Fontes Soares
Importância do Estudo 
da Genética
A Genética e sua importância
• Assunto de interesse quase comum
(Revistas, Jornais, Telejornais, etc.)
Assuntos na mídia:
• Clonagem de animais;
• Sequênciamento do genoma humano;
• Desenvolvimento de organismos
geneticamente modificados.
�Aumento da produção e qualidade de alimentos de
origem animal e vegetal:
Ex: Milho híbrido
0
1,3
2,6
3,9
5,2
6,5
7,8
9,1
t/ha
1860 1880 1900 1920 1940 1960 1980 2000
Variedade
Híbrido 
Duplo
Híbrido 
Simples
Dados da produtividade de grãos de milho (t/ha de 1860 a 2010) - EUA
Benefícios para a sociedade humana
2010
10,4
• Produção de carne
Ano Peso médio Tempo para obtenção
1930 1.500 g 105
2008 2.300 g 42
Ganho de 53%
Redução de 63 dias
Ex: Melhoramento de aves
Benefícios para a sociedade humana
• Produção de ovos
Aves caipira: 60 a 80 ovos/ave/ano
Aves melhorada: 270 ovos/ave/ano
Ex: Melhoramento de aves
Benefícios para a sociedade humana
Ex: Melhoramento de bovinos
Benefícios para a sociedade humana
Países produtores 2001 2007 % do mercado
EUA 11.983 12.096 20,0
Brasil 6.895 9.470 15,7
União Européia 8.346 8.175 13,5
China 5,503 7.494 12,4
Argentina 2.640 3.200 5,3
India 1.770 2.500 4,1
México 1.925 2.200 3,6
Austrália 2.049 2.197 3,6
Mundo 53,377 60.437 100,0
Países Exportadores 2001 2007 % do mercado
Brasil 741 2.189 28,8
Austrália 1.376 1.400 18,4
Índia 365 735 9,7
EUA 1.029 649 8,5
Argentina 169 532 7,0
Total 5.842 7.605 100,0
Principais países produtores e exportadores de carne bovina no período de 2001 a 2007. 
(Dados 1.000 toneladas equivalente de carcaça)
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Aumento de produtividade em espécies florestais
Ex: Aracruz Celulose: Eucalipto
1960 �20 m3/ha/ano de 
madeira
�45 m3/ha/ano
• Aumento no 
volume de 
madeiraAtualmente
Seleção em populações introduzidas associada à propagação 
assexuada – obtenção de clones
1968
� 5,8 toneladas/ha/ano
� 11 toneladas/ha/ano
Atualmente
Aumento no rendimento de celulose em espécies 
florestais
Ex: Aracruz Celulose: Eucalipto
Expansão de novas fronteiras
Ex: Cultura da soja
Até 1970 Sul do Brasil
�1,32 milhões de ha
Obtenção de linhagens 
insensíveis ao fotoperíodo
2,0 milhões de
toneladas
60 milhões de
toneladas em 
2009/10
CURIOSIDADE:
Obtenção de estirpes de Rhizobium mais adaptados às condições
do cerrado, o que propiciou o cultivo da soja com altas
produtividades sem o emprego de fertilizantes nitrogenados,
permitindo sensível redução no custo de implantação.
t/ha
9,0
7,0
5,0
3,0
0 300 600 900
Milho Ferro
BR 201
AG 1043
Produtividade média de grãos de milho (t/ha) obtida por três
cultivares de milho, avaliados em diferentes níveis de
adubação. a) Cultivar de milho primitivo – milho Ferro; b)
Híbrido duplo BR 201; c) Híbrido simples AG 1043
Níveis de Adubação t/ha
Cultivares melhoradas x cultivar primitiva
Benefícios para a sociedade humana
�Desenvolvimento de produtos
geneticamente modificados
Ex: Produção de penicilina
Penicillium chrysogennum 2 mg/l
Linhagens melhoradas 20 g/l
Aumento de 10 mil vezes
Ex: A soja 
transgênica
É produzida a soja 
transgênica 
Roundup-Ready, 
resistente ao 
herbicida
Roundup: "redução" 
nos gastos com 
herbicidas e 
aumento da 
produtividade.
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Ex: O milho Bt
É produzido o milho 
transgênico Bt, assim 
chamado por ter sido 
modificado a partir da 
inserção de genes da 
bactéria Bacillus 
thuringiensis, 
produtores de uma 
substância inseticida.
Ex: Bactérias transgênicas e
produção de hormônios
humanos
Genes da insulina humana e
do hormônio do
crescimento humano foram
clonados e inseridos em
bactérias, que passaram a
constituir verdadeiras
“fábricas” de produção desses
hormônios.
Ex : Hormônio do crescimento
O rato da esquerda recebeu, quando era zigoto, o 
gene do hormônio do crescimento humano e 
atingiu o dobro do tamanho dos ratos normais.
Ex: 1997- Primeiro caso de clonagem em 
animais
Ian Wilmut 
Dolly foi estrela!
Dolly morre aos seis 
anos de idade. 
bilhões
Norman Borlaug - Nobel da Paz 
em 1970
Bárbara MacClintock
Prêmio Nobel de 
Fisiologia e Medicina 
(1983) - Milho
Norman Borlaug
cientista da área de
agricultura, pai da
chamada “revolução
verde” que ganhou o
prêmio Nobel da Paz
por seu trabalho no
combate à fome
mundial que salvou
milhões de vidas
Geneticistas reconhecidos por 
pesquisas em agropecuária
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Conclusão
• A genética é uma ciência em evolução permanente. Por
mais que se descubra novas coisas, haverá sempre algo
mais para saber, para experimentar, para inventar.
• As técnicas de engenharia genética permitem isolar
qualquer gene, modificá-lo e reintroduzi-lo em qualquer
outro organismo vivo.
• Estes conhecimentos oferecem ao mundo novas
possibilidades terapêuticas e agronômicas. No entanto,
é necessário refletir sobre as questões de ética e de
biossegurança.
Variação e seu significado biológicoVariação e seu significado biológico
Genética é a ciência que estuda a
hereditariedade e a variação de
características dos organismos
Variação e seu significado biológicoVariação e seu significado biológico
Hereditaridade = herança = genes
Variação = Diferenças observadas entre 
indivíduos aparentados
• Variação Ambiental
• Variação Genética
Variação e seu significado biológicoVariação e seu significado biológico
Variação ambiental
Flutuações na fertilidade do solo, nutrição,
temperatura, ataque de doenças ou
pragas, umidade, etc.
Ex: clones de eucalipto em condições
diferentes de fertilidade
Nunca pode ser transmitida àdescendência
Variação e seu significado biológicoVariação e seu significado biológico
Variação genética
Diferenças nas constituições genéticas que
surgem através do mecanismo de
mutações.
Pode ser transmitida à descendência = É
hereditária
Outras definições importantes
• Caráter: Atributos biológicos que identificam
um indivíduo
Ex: Milho:
altura da planta, cor das folhas, tamanho das raízes, cor dos
grãos, tamanho dos grãos, teor de proteínas,
produtividade de grãos, etc.
Ex: Bovino:
Sexo, a cor da pelagem, a presença ou não de chifres, a
produtividade de leite, o teor de gordura no leite, etc.
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Conservação da Conservação da 
variabilidade genéticavariabilidade genética
Conservação in situ
Preservação no ambiente onde a espécie
evoluiu.
Conservação ex situ
Preservação realizada em bancos de
germoplasma.
Germoplasma: conjunto de genótipos
representantes de uma espécie.
Conservação da variabilidade Conservação da variabilidade 
genéticagenética
O QUE CONSERVAR????????
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Conservação da Conservação da 
variabilidade genéticavariabilidade genética
Conservação in situ
Espécies selvagens e parentes das culturas que
se auto-perpetuam em ambientes naturais ou
agrícolas
Genes dessas espécies transferidos para espécie
cultivada contribuindo:
� tolerância a condições de estresse ambiental;
� Resistência a pragas e doenças;
� Melhor sabor;
� Qualidades culinárias;
� Valor nutricional.
Conservação da 
variabilidade genética
Conservação ex situ
Principalmente cultivares primitivas das
espécies mais importantes
Potencial fonte de variação; ameaça de extinção
Banco de germoplasma
� Local onde se armazena o material genético das
espécies de interesse: BANCO DE ALELOS = formas
alternativas dos genes = diversidade genética.
COMO CONSERVAR????????
Conservação ex situ
COMO CONSERVAR????????
Conservação ex situ
Silo Global de Sementes de 
Svalbard - Noruega
(Svalbard Global Seed Vault)
COMO CONSERVAR????????
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Pesquisa por imagemFigura3: Embriões zigóticos
de coqueiro criopreservadosem tambor de 
nitrogênio líquido. Ações para o estabelecimento 
de protocolos de conservação por ...
Conservação ex situ
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COMO CONSERVAR????????
Conservação ex situ
COMO CONSERVAR????????
Conservação ex situ
COMO CONSERVAR????????
Conservação in situ
Atividades realizadas em um banco 
de germoplasma
1. Prospecção e coleta;
2. Introdução, intercâmbio e quarentena;
3. Caracterização;
4. Conservação; Banco de sementes, preservação “in vivo”, 
cultura de tecidos, criopreservação de pólen, meristemas, embriões, 
sêmen e microorganismos. 
a) Sementes ortodoxas: 
milho, feijão, trigo, arroz, soja, algodão, etc.
b) Sementes recalcitrantes: café e cacau
5. Multiplicação e regeneração;
Conservação da 
variabilidade genética 
no Brasil
EMBRAPA Recursos Genéticos e
Biotecnologia (CENARGEM): 1974
Banco de sementes: Acessos de feijão,
arroz, cevada, soja, trigo, sorgo, milho,
caupi, algodão, triticale, amendoim, aveia,
etc.
Conservação in vitro de espécies de
propagação vegetativa:
mandioca, batata-doce, cará, batata, banana,
morango, aspargo, etc.
Conservação da 
variabilidade genética 
no Brasil
EMBRAPA Recursos Genéticos e
Biotecnologia (CENARGEM): 1974
Conservação in situ iniciou-se em1984
com a criação de 5 reservas genéticas:
Pinheiro-do-paraná, imbuía, erva-mate,
jequitibá, cedro, angico, mogno, etc.
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https://www.fao.org.br/quemSomos.asp
A FAO lidera os esforços internacionais de erradicação da fome e da insegurança alimentar.
Reforça a agricultura e o desenvolvimento sustentável, como estratégia a longo prazo, para aumentar a 
produção e o acesso de todos aos alimentos, ao mesmo tempo em que preserva os recursos naturais.