Aula Biotecnologia

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O que é Biotecnologia?
Biotecnologia
Tecnologia: Maneira de resolver um problema
Envolve ciência; história; economia; matemática e sociedade
Fornece os alicerces para a melhora de nossas escolhas em saúde e para a comunidade
Biotecnologia - Definições
“Aplicação em grande escala, ou transferência para indústria, dos avanços científicos e tecnológicos, resultantes de pesquisas em ciências biológicas”. 
“Uso de organismos vivos (ou suas células e moléculas) para produção racionalizada de substâncias, gerando produtos comercializáveis...”
Biotecnologia - Definições
“Qualquer técnica que utiliza organismos vivos (ou partes de organismos) para fazer ou modificar produtos, para melhorar plantas e animais ou para desenvolover microorganismos para usos específicos”. 
Governo Estadunidense
Biotecnologia - Definições
	“o conjunto de conhecimentos técnicos e métodos, de base científica ou prática, que permite a utilização de seres vivos como parte integrante e ativa do processo de produção industrial, de bens e serviços”
Antônio Paes de Carvalho
Biotecnologia Tradicional 
Provavelmente já em uso com o início da civilização.
Cruzamentos selecionados de plantas e animais como milho ou lobos e cães.
Uso de microorganismos para transformar trigo em pão. 
Biotecnologia Tradicional 
Provavelmente já em uso com o início da civilização.
Uso de microorganismos para transformar leite em queijo ou iogurte.
Uso de microorganismos para produzir bebidas alcóolicas por fermentação
Biotecnologia Moderna 
A Biotechnologia Moderna ocupa-se mais com o tratamento de doenças e a alteração de organismos para melhorar a vida humana.
Baseia-se na possibilidade de mudar a informação genética do organismo alvo na direção desejada. 
Tecnologia do DNA Recombinante
Biotecnologia - Histórico
300 000 a.C. 
Fermentação de frutas e sumos
5000 a.C. 
Gregos cultivam uvas e produzem vinho
4000 a.C. 
Biotecnologia Clássica: 
Indústria de laticínios no Oriente Médio; 
Egípcios usam levedura para fazer 50 tipos de pães fermentados e para fazer vinho.
Biotecnologia - Histórico
Processos Fermentativos
Sumérios e Babilônicos
6000 a.C.
Obtenção de bebidas alcoólicas pela fermentação de grãos de cereias 
Biotecnologia 
Histórico
5000 a.C. 
Gregos cultivam uvas e produzem vinho
Vitis vinifera sylvestris X Vitis vinifera sativa
Mais tarde, Romanos levaram
	o vinho às regiões conquistadas
Roman Wine bottle 550 AD
Biotecnologia - Histórico
Egípicios - Fabricação da cerveja e pão (fermento). 
~2000 a.C.
Biotecnologia - Histórico
Egípicios - Fabricação da cerveja e pão (fermento). 
Saccharomyces cerevisiae 
Biotecnologia - Histórico
Egípicios - Fabricação da cerveja e pão (fermento). 
Biotecnologia - Histórico
Egípcios - primeiros a registrar em pinturas e documentos (datados de 1000 a 3000 a.C.) o processo da vinificação e o uso da bebida em celebrações. 
Biotecnologia - Histórico
Saccharomyces cerevisiae 
4000 a.C. 
China: outros processos de “fermentação” descobertos:
Uso de bactérias láticas para fazer iogurte
Bolores para produzir queijo
Fermentações para fazer vinagre, molho de soja e vinho
Biotecnologia - Histórico
3,000 a.C. - Peruvianos selecionam e cultivam batatas. 
1540 d.C. – Batata é introduzida na Europa 
Biotecnologia - Histórico
Egípcios 3000 a. C
Vinagre
Conversão do etanol em ácido acético
Bíblia - Antigo testamento – referências ao vinagre
Biotecnologia - Histórico
Acetobacter aceti 
1500 a.C. 
Cozimento ácido gera o chucrute e o iogurte 
Aztecas fazem bolos de algas Espirulina
500 a.C. 
Chineses utilizam coalho de soja (tofu) em ferimentos 
	
	Primeiro antibiótico!
Europeus descobrem:
Defumação e salga para a cura de carnes
Conserva de alimentos
Biotecnologia - Histórico
250 a.C.
Gregos praticam rotação de culturas para maximizar a fertilidade do solo
100 a.C.
Crisântemo em pó é usado como inseticida na China
Biotecnologia - Histórico
Biotecnologia - Histórico (d.C.)
1590
Microscópio inventado por Johannes Jansen
1663 
Células são descritas por Hooke;
Antonie van Leeuwenhoek descobre protozoários & bactérias.
1797
Primeira Vacinação
Edward Jenner insere pus de lesão de varíola bovina no braço de um menino
Biotecnologia - Histórico
1833
Anselme Payen descobre a primeira enzima (diastase), uma amilase
Biotecnologia - Histórico
1830
Proteínas são descobertas
1833
Descoberta dos núcleos celulares
1855 
Descoberta da bactéria E. coli (mais tarde torna-se uma importante ferramenta para a pesquisa, desenvolvimento e produção) 
Biotecnologia – Histórico Século XIX
1857
Louis Pasteur propõe que os micróbios causam fermentação. 
Mais tarde, comprova a teoria dos gérmens como causadores das doenças
Biotecnologia – Histórico Século XIX
Pasteurização
1861 
Pasteurização é inventada por Louis Pasteur
Leite é aquecido acima de 65° C por 30 minutos, e então rapidamente esfriado
1859
Charles Darwin publica a teoria da evolução das espécies
Biotecnologia – Histórico Século XIX
Mendel
1865
Botânico austríaco e monge Gregor Mendel descreve seus experimentos em hereditariedade, iniciando o campo da genética
1869 – Johann Friedrich Miescher descobre DNA em esperma de truta
 1879 – Walther Flemming descobre cromatina no núcleo, o que mais tarde será chamado de cromossomos. 
1879 - William James Beal – cruzamentos de milho –primeiro milho híbrido.
1883 – Louis Pasteur e colegas desenvolvem a primeira vacina contra a raiva baseada em vírus atenuado
1902 – Aparece o termo imunologia
1906 – É introduzido o termo genética
1907 – Primeiras culturas in vivo de células animais
1909 – Genes são relacionados a doenças hereditárias
1911 – Primeiro vírus causador de câncer é descoberto
Biotecnologia – Histórico Primeira metade do Século XX
1914 – Bactérias usadas para tratar esgoto. 
Biotecnologia – Histórico Primeira metade do Século XX
1915
Frederick Twort
Descoberta dos Bacteriófagos
Biotecnologia – Histórico Primeira metade do Século XX
1919 
O termo "biotecnologia" é utilizado pela primeira vez por Karl Ereky, um engenheiro agrícola da Hungria.
Referia-se a produtos da agricultura –queijo, iogurte, vinho, cerveja e pão.
Biotecnologia – Histórico Primeira metade do Século XX
1927 
Hermann J. Muller descobre que radiação causa defeitos nos cromossomos (mutações).
Ganhou Prêmio Nobel de 1946
Biotecnologia – Histórico Primeira metade do Século XX
1928 
Sir Alexander Fleming descobre a penicilina
Ganhou o Nobel de 1945
Biotecnologia – Histórico Primeira metade do Século XX
1942 
Microscópio eletrônico utilizado para identificar um bacteriófago.
 1944: É demonstrado que o DNA é a substância 			material dos genes.
Biotecnologia – Histórico Primeira metade do Século XX
1944 
Oswald Avery, Colin MacLeod e Maclyn McCarty mostram que o DNA é o material genético
Biotecnologia – Histórico Primeira metade do Século XX
Década de 50 
1951 
Barbara McClintock descobre os elementos transponíveis em milho.
1953 
James Watson & Francis Crick revelam a estrutura tridimensional do DNA.
Técnicas de cultura celular são desenvolvidas.
1957 
Demonstra-se que a Anemia Falciforme é o resultado de um único gene
Barbara McClintock
James Watson & Francis Crick
1953
James Watson e Francis Crick descrevem a estrutura do DNA.
Ganham o Nobel de 1962
Biotecnologia – Histórico
1955
A insulina é seqüenciada por Frederick Sanger.
Biotecnologia – Histórico
1958
A anemia falciforme é causada pela alteração de um único aminoácido.
Biotecnologia – Histórico
1966
Três cientistas dividem o prêmio Nobel de Medicina e Fisiologia de 1968: Marshall
Nirenberg; Robert Holley; Har Gobind Khorana
Desvendado o código genético!
1971
Descoberta das enzimas de restrição.
Biotecnologia – Histórico
1973
Cohen & Boyer usam enzimas de restrição para clonar fragmentos de DNA.
Tecnologia do DNA Recombinante
Biotecnologia – Histórico
Década de 70
1975 – Hibridização de colônias e de Southern blotting são desenvolvidos para a detecção de seqüências específicas de DNA. 
1973 – Cohen & Boyer realizam o primeiro experimento de DNA recombinante utilizando genes bacterianos.
1975
Georges Kohler e Cesar Milstein desenvolvem a tecnologia para a produção de anticorpos monoclonais.
Ganham o Nobel de Medicina e Fisiologia com Neils Jerne em 1984.
Seqüenciamento de DNA
	(Sanger)
Biotecnologia – Histórico
1976 
As ferramentas da Tecnologia do DNA Recombinante são aplicadas pela primeira vez a uma doença humana hereditária.
Hibridização molecular é usada para diagnóstico prenatal de Alpha talassemia (anemia).
Genes de levedura são expressos em E. coli 
Biotecnologia – Histórico
1977 
Bactérias Geneticamente Modificadas são utilizadas para sintetizar proteína humana do crescimento. 
1978 
Cientistas da Carolina do Norte demonstram que é possível introduzir mutações específicas em sítios específicos de uma molécula de DNA. 
Biotecnologia – Histórico
1982
Insulina humana produzida por engenharia genética é a primeira droga biotecnológica aprovada pelo FDA.
As ações da empresa Genentech disparam na bolsa de valores
Biotecnologia – Histórico
1983
Desenvolvimento da técnica da Reação em cadeia da polimerase (PCR) por Kary Mullis que recebe o Nobel de Química em 1993.
Biotecnologia – Histórico
1986
Primeira vacina recombinante é aprovada para uso: hepatite
Recombivax HB
Primeira droga anti-câncer recombinante é produzida: interferon.
Biotecnologia – Histórico
1987
Aprovação para testes em campo de planta transgênica: tomate resistente a vírus.
 
Biotecnologia – Histórico
1987 
Frostban (Advanced Genetic Sciences) – Bactéria geneticamente modificada que inibe formação de geada sobre as plantas
Teste a campo em plantações de morango e de batata na California
Biotecnologia – Histórico
1987 
Humatrope é desenvolvido para tratar deficiência de hormônio do crescimento humano. 
Biotecnologia – Histórico
1989 
Microorganismos são utilizados para limpar derramamento de óleo Exxon Valdez: Biorremediação
Biotecnologia – Histórico
1990
Início do Projeto Genoma Humano
Biotecnologia – Histórico
Francis Collins, M.D., Ph.D.
Diretor, Human Genome Project
1994
Tomates geneticamente modificado são vendidos pela primeira vez nos EUA.
Flavr Savr (Calgene)
Biotecnologia – Histórico
1995
Primeira seqüência genômica completa de um organismo que não é um Vírus! Bactéria Haemophilus influenzae
Biotecnologia – Histórico
Primeira Lei de Biossegurança do Brasil
LEI Nº 8.974, DE 05 DE JANEIRO DE 1995
1997
Nasce Dolly, primeiro animal clonado a partir de células adultas.
Biotecnologia – Histórico
Dolly (1996-2003)
Dolly e sua mãe de aluguel
1996
Primeiro Seqüenciador automático.
Biotecnologia – Histórico
1998
É estabelecida primeira linhagem de células tronco embrionárias.
Biotecnologia – Histórico
2003
Genoma do vírus SARS (severe acute respiratory syndrome) é seqüenciado 3 semanas após sua descoberta.
Biotecnologia – Histórico
2004
Primeira clonagem de um animal de estimação por encomenda, um gato que custou US$ 50 mil
Biotecnologia – Histórico
2005
LEI Nº 11.105, DE 24 DE MARÇO DE 2005 Nova Lei de Biossegurança do Brasil
Células –Tronco
OGM
Níveis de Biossegurança
Biotecnologia – Histórico
2006
Vacina recombinante contra Papilomavírus (HPV) é aprovada pelo FDA
Biotecnologia – Histórico
2008
Craig Venter sintetiza primeiro genoma:
Mycoplasma genitalium
2010
Primeiro organismo sintético:
Célula sintética
Biotecnologia – Histórico
1953 - “Molecular Structure of Nucleic Acids” Nature, 	 171:737-741
1953 – a eficiência de replicação de um bacteriófago 	 	 depende da célula hospedeira
1957 - O Dogma Central
Década de 60 – “Quebra” do código genético
1971- Primeiro “Cut and Paste” realizado com Enzimas de 	 Restrição: Clonagem Molecular
1975 - Sanger – Seqüenciamento de DNA
1978 - Primeira droga a partir de DNA recombinante 	 	 (Insulina Humana)
1985 - Kary Mullis – PCR
1986 - Primeiro seqüenciador automático
DNA e Biotecnologia Moderna
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