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Curso de Graduação em Nutrição Genética aplicada a Nutrição Aula 9 – Alimentos Geneticamente Modificados 2017/1 PROF. GUSTAVO CHICAYBAM gustavo.peixoto@uva.br Organismos Geneticamente Modificados (OGM) Definidos como toda entidade biológica cujo material genético (DNA/RNA) foi alterado por meio de qualquer técnica de engenharia genética, de uma maneira que não ocorreria naturalmente. Um transgênico é um OGM...mas um OGM não necessariamente é um transgênico Produção de substâncias de interesse para o consumo humano OGM Organismo com material genético manipulado Transgênico organismo que possui um ou mais genes de outro organismo no seu material genético OGM só é considerado um transgênico se for introduzido uma parte de material genético de outro ser OGM ALIMENTOS GENETICAMENTE MODIFICADOS DNA de plantas, animais, bactérias Alimentos Geneticamente Modificados Engenharia Genética Mecanismos modernos e clássicos Organismos geneticamente modificados Cobaias e pesquisas Alimentos modificados geneticamente Funções Política Fome Engenharia Genética A seleção de vegetais e animais por cruzamento de indivíduos Domesticação Manipulação genética Os genes podem ser clonados em vetores e inseridos em outros organismos Organismos contendo genes exógenos (transgenes) são chamados de TRANSGÊNICOS Domesticação Milho Alface Cenoura Engenharia Genética Melhoramento Tradicional de Plantas Biotecnologia Moderna (Engenharia Genética) Doador Variedade Comercial Nova Variedade Blocos Gênicos transferidos X Várias Gerações Gene Desejado Gene Desejado Doador Variedade Comercial Nova Variedade (apenas com o gene desejado) Transferência Gene Isolado Gene Desejado Regeneração Gene Desejado Organismos Geneticamente Modificados Cobaios e pesquisas Genes nocauteado Proteínas identificáveis com facilidade (GFP) Organismos Geneticamente Modificados Cobaias e pesquisas Genes nocauteado Proteínas identificáveis com facilidade (GFP) A GFP tem sido utilizada com sucesso para monitorizar por exemplo a expressão transiente (ou temporária) de transgenes. Organismos Geneticamente Modificados Alimentos modificados geneticamente Sempre é inserida uma característica desejável ao alimento Bactérias, leveduras, plantas e animais Nem sempre um alimento produzido a partir de um organismo geneticamente modificado irá apresentar na sua constituição o transgene! Técnicas de DNA recombinante Alimentos Geneticamente Modificados Função adquirida Maior tempo de prateleira Tomate longa vida Resistência a herbicidas Soja Transgênica Roundup Ready® Adição ou aumento de nutriente Banana rica em vitamina A Produção de medicamentos Banana vacina Insulina Tomate Longa-Vida O tomate longa vida (Flavr Savr Calgene) apresenta um amadurecimento mais lento A enzima poligalacturonase (PG) é responsável pela degradação da pectina Para diminuir a quantidade de PG inseriu-se no tomate uma cópia do gene invertido (antisenso) juntamente com um promotor forte. Tomate Longa-Vida O u senta ela mate nte tomate longa vida (Flavr Savr Calgene) apre m amadurecimento mais lento • A enzima poligalacturonase (PG) é responsável p degradação da pectina • Para diminuir a quantidade de PG inseriu-se no to uma cópia do gene invertido (antisenso) juntame com um promotor forte. A Soja Transgênica Roundup Ready® O herbicida glifosato é normalmente tóxico para plantas Ele inibe a enzima enoleter-5-enolpiruvilshiquimato 3- fosfato sintase (EPSPS), a qual é crítica para a síntese dos aminoácidos tirosina, fenilalanina e triptofano; A soja transgênica Roundup Ready® possui uma enzima EPSPS tolerante ao glifosato (CP4- EPSPS), oriunda de uma bactéria; Assim, a soja transgênica possui duas EPSPS, uma inibida pelo glifosato e outra não. A Soja Transgênica Roundup Ready® ico para iquimato 3- a a síntese dos ano; sui uma 4- EPSPS), O herbi plantas Ele inib fosfat amino A soja tra enzima E oriunda cida glifosato é normalmente tóx e a enzima enoleter-5-enolpiruvilsh o sintase (EPSPS), a qual é crítica par ácidos tirosina, fenilalanina e triptof nsgênica Roundup Ready® pos PSPS tolerante ao glifosato (CP de uma bactéria; Assim, a soja transgênica possui duas EPSPS, uma inibida pelo glifosato e outra não. Banana Rica em Vitamina A Banana transgênica Cientistas de Uganda desenvolveram uma banana com teor de vitamina A até 25 vezes maior Esta característica foi conseguida por meio da inserção de dois genes de uma espécie vegetal chamada narciso e um gene de um microrganismo. A mesma técnica já foi utilizada para produzir vitamina A em plantas de arroz Australianos já produziram bananas com alto teor de ferro Banana vacina Banana desenvolvida com antígenos de vírus da hepatite B Vantagens Menor custo de produção Facilidade de administração Não requer profissional treinado para inoculação Alimentos Geneticamente Modificados Milho - herbicida, insetos Arroz - proteína, medicamentos Cenoura - caroteno Tomate - etileno - antioxidante - doenças Batata - insetos Sucos e vinhos - pectinases Algodão - insetos Cevada - gene da videira - resveratrol Acácia - crescimento rápido Couve flor - insetos – Insulina - menor rejeição em diabéticos Bactérias – produção da renina Outros herbicidas - glufosinato de amônia, imidazolinonas, sethoxydin, etc... Exemplos arroz rico em vitaminas, tomate com elevado teor de licopeno para prevenção de câncer, amendoim sem proteínas alergênicas, bananas contendo vacinas, soja com óleo mais saudável para a dieta de pacientes cardíacos Animais Transgênicos A maior parte dos organismos transgênicos de uso comercial são plantas ou microorganismos Microorganismos Cada mitose produz um novo clone Plantas É possível induzir a produção de um novo organismo a partir de uma única célula e cloná-lo por reprodução assexual Animais Transgênicos Produção de substâncias Leite de cabra com lisozima para tratamento de diarreia Leite de vaca “humano” Inibição na produção de substâncias Gato hipoalergênico Tamanho e proporção de massa magra Inibição da miostatina Animais Transgênicos O Laboratório State Key para Agrobiotecnologia da Universidade Agrícola da China produziu 300 vacas geneticamente modificadas. Elas são capazes de produzir leite com características semelhantes ao leite humano Animais Transgênicos Inibição da miostatina Por seleção natural ou engenharia genética Mecanismo de ação MIOSTATINA SCHUELKE M, WAGNER KR, STOLZ LE, HÜBNER C, RIEBEL T, KÖMEN W, BRAUN T, TOBIN JF, LEE SJ. Myostatin mutation associated with gross muscle hypertrophy in a child. N Engl J Med. 2004 Jun 24;350(26):2682-8. Animais Transgênicos Os gatos vendidos pela Allerca são hipoalergênicos Modificação no gene Fel D1 que faz com que os animais não produzam uma proteína secretada por sua pele e que causa alergia em algumas pessoas. • Custo US$ 6.900,00 Tecnologias Brasileiras EMBRAPA Desenvolvida Algodão PCT/99/00018 Banana PCT/99/00018 Batata Feijão 1101129-7/RPI 1399 WO09918223A1 PCT/99/00018 Mamão Soja WO09918223A1 Desenvolvimento Abacaxi Brachiaria Cacau Café Eucaliptus Trigo Genes Disponíveis Resistência a insetos Resistência a vírus Resistência a fungos Tolerância a herbicidas Qualidade nutricional Anticorpos Vacinas Política Brasil é o segundo país em área cultivada com alimentos geneticamente modificados. Isso é suficiente para acabar com a fome mundial? Questões... Alimentos transgênicos devem ser rotulados? Alimentos transgênicos são vendidos sem terem sido avaliados criteriosamente? Biotecnologia aumentará o uso de herbicidas? Qual o controle que se tem na inserção de um gene no genoma da planta e que efeito desconhecido pode se obter? Como podemos ter 100% certeza que os alimentos geneticamente modificados são seguros? Questões... Como avaliar a equivalência substancial? Técnicas biotecnológicas permitirão que as grandes corporações tenham controle do suprimento de alimentos? Plantas transgênicas podem trocar material genético com seus relativos silvestres e causar danos ao ambiente? O verdadeiro dilema é a existência de alimentos em abundância e o problema é a sua distribuição? Como vão as pesquisas com o fogo? Mais ou menos...Falta desenvolver uma metodologia de controle. gustavo.peixoto@uva.br
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