Biotecnologia Estado da arte e aplicações na agropecuária

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Biotecnologia
Biotecnologia é o uso de organismos vivos (células ou moléculas) para produção racionalizada de substâncias, gerando produtos comercializáveis. É o ramo da ciência que estuda a utilização de técnicas envolvendo materiais biológicos em benefício da sociedade
Dogma central da biologia
DNAtranscrição RNAtradução proteínas
No entanto houveram algumas atualizações
Esquema atual do Dogma Central da Biologia Molecular demonstrando o fluxo da informação genética
Observa-se, portanto, que esse dogma demonstra todos os processos pelos quais os ácidos nucleicos podem passar. Temos o DNA, onde está contida a informação genética, que pode ser transcrito em moléculas de RNA. No processo de transcrição, uma molécula de DNA serve como molde para a criação de uma molécula de RNA.
É nessa molécula de RNA que é encontrado o código usado para organizar a sequência de aminoácidos e formar as proteínas no processo de tradução. Esse processo consiste na união de aminoácidos, obedecendo à ordem de códons apresentados em um RNA mensageiro.
Observa-se também a replicação do DNA, processo pelo qual uma molécula de DNA é capaz de formar outra molécula idêntica à original.
Hoje também se sabe que uma molécula de RNA pode produzir DNA. Chamamos esse processo de transcrição reversa e ele acontece principalmente em vírus. Eles possuem uma enzima denominada transcriptase reversa, que transcreve o RNA para o DNA.
A replicação do RNA também é um fato observado em alguns vírus. Essa molécula é replicada e atua como um RNA mensageiro. Para realizar esse processo, o vírus utiliza um RNA replicase.
Observe também que uma proteína é formada a partir dos ácidos nucleicos, mas um ácido nucleico não pode ser formado a partir de uma proteína.
MATERIAL GENETICO CITOPLASMATICO
CLOROPLASTO E MITOCONDRIA
APLICAÇÕES DA BIOTECNOLOGIA 
Cultura de tecidos, técnica do DNA recombinante ou engenharia genética, marcadores moleculares, transformações de plantas
DESCOBERTAS IMPORTANTES
Enzimas de restrição, plasmídeos em bactérias, enzima transcriptase reversa
ENZIMAS DE RESTRIÇAO: As enzimas de restrição funcionam como uma espécie de “tesoura molecular”: elas identificam sequências de pares de bases nitrogenadas específicas nas moléculas de DNA e cortam-nas nessas regiões. Cada tipo de endonuclease de restrição identifica e corta somente uma dada série de nucleotídeos, geralmente composta por 4 ou 6 pares de bases. O local onde a mo
lécula de DNA é clivada pela enzima recebe o nome de sítio de restrição.
Plasmídeos são moléculas de DNA extra cromossomais que podem ser passados de bactéria à bactéria, carregando consigo informações genéticas (e até mesmo novos genes). Essas moléculas extra cromossômicas podem ter um baixo ou alto peso molecular, fator este que irá determinar o número total de cópias que podem ser feitas a partir de um único plasmídeo. Esta relação é inversamente proporcional, ou seja, quanto maior o peso molecular menor o número de cópias a serem feitas. Existem alguns tipos de plasmídeos
ENZIMA TRANSCRIPTASE REVERSA: A transcriptase reversa é uma enzima que realiza a transcrição inversa, produzindo DNA a partir de RNA. Também é chamada de DNA polimerase RNA-dependente.
Essa enzima permite uma condição única, pois a transcrição ocorre, naturalmente, no sentido de RNA para DNA.
CULTURA DE TECIDOS
A cultura de tecidos in vitro consiste basicamente, em cultivar segmentos de plantas em recipientes contendo meio de cultura adequado, utilizando o principio da TOTIPOTÊNCIA (uma célula pode dar origem a uma nova planta porque contem informação genética)
Planta matriz:é aquela da qual serão retirados os explantes, ou seja, segmentos de tecidos ou órgão vegetal utilizado para iniciar a cultura in vitro
UTILIZAÇÃO NA BIOTECNOLOGIA
Propagação de células modificadas, biobalistica, sistema agrobacterium
A micropropagação consiste na produção rápida de milhares de clones de uma planta, a partir de uma única célula vegetal somática ou de um pequeno pedaço de tecido vegetal (explante). O termo foi utilizado pela primeira vez por Hartman e Kester (1975) e passou a ser empregado para definir os processos de propagação vegetativa na cultura de tecidos vegetais.
A biobalística utiliza microprojéteis de ouro ou tungstênio acelerados a altas velocidades (superiores a 1.500km/h) por um gas carreador, que projeta ácidos nucléicos e outras moléculas em células e tecidos in vivo. As micropartículas aceleradas penetram na parede e membrana celular de maneira não-letal, localizando-se aleatoriamente nas organelas celulares. 
Sistema agrobacterium: Em seguida, o DNA é dissociado das micropartículas pela ação do líquido celular, ocorrendo o processo de integração do gene exógeno no genoma do organismo a ser modificado. Uma das vantagens do sistema de transformação através do processo de biobalística é que este permite a introdução e expressão gênica em qualquer tipo celular (ARAGÃO et. al.)
A utilização de Agrobacterium tumefaciens, ou de A. rhizogenes na transferência de genes, baseia-se no facto de estes microorganismos do solo serem capazes de infectar, na natureza, um grande número de plantas (algumas monocotiledóneas, dicotiledóneas e gimnospérmicas) herbáceas ou lenhosas, através de zonas de ferida, provocando a 
formação de tumores crown gall e hairy roots, respectivamente. 
O fenótipo transformado deve-se à inserção, através de zona de ferida, de um plasmídeo Ti (indutor de tumorogénese) ou de um plasmídeo Ri (indutor de raízes) das correspondentes estripes virulentas de Agrobacterium (A. tumefaciens e A. rhizogenes). Nas plantas sensíveis ao Agrobacterium, durante o processo de infecção ocorre transferência de uma porção de ADN plasmídico (T-ADN) da bactéria para célul as da 
planta, onde é inserido ao acaso, no genoma nuclear, ligando-se, covalentemente, ao ADN da planta.
ISOLAMENTO DE GENES
Existem três formas para obtermos genes
1)Criar biblioteca de genes
2)Fabricar gene em laboratório a partir de RNA mensageiro
3)Sintetizar gene, nucleotídeo por nucleotídeo, na sequencia desejada
Biblioteca Genômica
 forem obtidos a partir do DNA genômico, sendo portadores de moléculas representantes de todo o genoma, constituem uma biblioteca genômica;
Biblioteca cDNA 
uma biblioteca de cDNA é uma coleção de clones de DNA complementar derivados de toda a população de mensageiros da célula ou tecido de interesse.
SONDAS
Ferramenta que permite que se tire de dentro de uma biblioteca genômica, o gene de interesse.
TECNICA DE SANGER
Pelo Método de Sanger, uma fita simples de DNA que será sequenciada, é hibridizada com um Primer de desoxinucleotídeos marcado na extremidade 5´(cinco linha). Quatro misturas de reação são preparadas onde os Primer's utilizados serão elongados por uma DNA polimerase. Cada mistura contém os quatro desoxinucleosídeos trifosfato normais mais um dos quatro didesoxinucleosídeos trifosfato em uma razão de aproximadamente 1/100. Uma vez que um didesoxinucleotídeo não tem oxidrila ou hidroxila na extremidade 3´, não é possível haver extensão a partir do nucleotídeo adicionado, parando a reação. Desta forma, cada mistura de reação produzirá cadeias prematuramente terminadas de acordo com toda ocorrência de um didesoxinucleotídeo adicionado. Cada mistura é então separada em um gel (poliacrilamida desnaturante) de sequenciamento por eletroforese para se detectar cada um dos nucleotídeos presentes na sequência de DNA lida.
PCR
Técnica de biologia molecular empregada para obter-se amplificação exponencial de pequenas porções de DNA in vitro, empregando elementos do processo natural de replicação do DNA