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Biotecnologia clássica: uso de organismos vivos para solucionar problemas ou desenvolver produtos novos; Leveduras e Bactérias -> Pão e vinho Manipulação: tentativas e erros / Não havia entendimento dos mecanismos Biotecnologia atual: uso de células e moléculas biológicas para solucionar problemas ou produzir novos produtos; DNA, RNA e proteínas -> engenharia de tecidos, cultura de céls., bioprocessamento Manipulação: compreende-se o processo a nível molecular Prevê os efeitos e direciona as mudanças desejadas Bioprocessamento: células vivas ou componentes bioquímicos para sintetizar produtos, degradar substâncias, produzir energia. Engenharia genética: Natural: crossing over; fertilização; transformação; Biodegradação: microrganismos ou enzimas usadas para degradar moléculas orgânicas Biorremediação: - remover poluentes tóxicos do ambiente (solo e água) - metabolismo microbiano : decompõe os poluentes IN SITU: atua no local onde ocorreu a contaminação EXTRA SITU: quando o material poluído é removido para áreas específicas de tratamento. Pq bactérias??? - adaptáveis a todos os ambientes de diferentes temperaturas - extremófilos Limitação: Micróbios que atuam em um determinado local, não atua em outro diferente - insere-se um gene de interesse de um determinado organismo que pode atuar no outro local Tecnologia do DNA recombinante Ligam segmentos de diferentes origens: isola a sequencia e insere no vetor Gene com funções conhecidas transferidos para outros organismos; CRUZAMENTO SELETIVO ENGENHARIA GENÉTICA Todo organismo Célula ou molécula Conjunto de genes 1 gene Dentro ou entre espécies (taxonômico) Sem limitação taxonômica ENZIMAS: ENDONUCLEASES DE RESTRIÇÃO: - Reconhecem as sequências palindrômicas do DNA -> sequência que são lidas da mesma forma em diferentes direções - Clivam a molécula nesta posição deixando uma extremidade coesiva (corte feito para ser complementar ao fragmento que será inserido) DNA POLIMERASE: - Sintetizam a nova fita à partir do primer; - Só adicionam nucleotídeos na extremidade 3’ onde fica a mólecula de OH exposta. RNA POLIMERASE: - lê a sequencia de DNA e sintetiza o RNA complementar - precisam da região promotora DNA LIGASE: - liga a extremidade coesiva dos fragmentos de DNA ou RNA entre si TRANSCRIPTASE REVERSA: - Lê a sequencia de RNA e sintetiza a sequencia de DNA complementar a partir do RNA mensageiro - Produzidas por vírus de RNA VETORES DE CLONAGEM - carregam moléculas de DNA capazes de auto-replicação para o interior de uma célula hospedeira; - precisam ser resistentes a drogas para ter certeza de que o vetor será incorporado à bactéria; - precisam ter um sítio de clivagem para a endonuclease de restrição PLASMÍDEO: - é o DNA circular fora dos cromossomos das bactérias Vantagens: além de serem pequenas, eles são replicados pelas células hospedeiras e passam para as células-filhas na divisão celular, mantendo o gene introduzido estável nas céls. descendentes. VÍRUS: - Combinam seu DNA com o do hospedeiro; - Incorporam o DNA como se fossem deles próprios; - Insere-se o gene no DNA do vírus, deixa ele levar o novo DNA para dentro da célula hospedeira e recombina seu DNA com o do hospedeiro. Vantagens: grande especificidade pelo hospedeiro - consegue inserir maiores fragmentos para dentro da célula. COSMIDIAIS: - Híbrido entre uma molécula de DNA de fago e uma de plasmídeo bacteriano Vantagens: capacidade de se replicar autonomamente em E. Coli - podem acomodar inserções maiores; - aceitam inserções de DNA exógeno de 35 a 45 kb CROMOSSOMOS ARTIFICIAL DE LEVEDURA: - minicromossomo de levedura geneticamente construído Vantagens: acomodam inserções de DNA exógeno de 200 a 500 kb BAC’s CROMOSSOMOS ARTIFICIAL DE BACTERIAS Vantagens: mais fáceis de construir que os de levedura - mto utilizado para estudo de grandes genomas - aceitam inserções de DNA exógeno de 150 a 300 kb INTRODUÇÃO DO VETOR PARA DENTRO DA CÉLULA -Tratar a célula da bactéria com ClCa para criar poros na sua membrana possibilitando a entrada do plasmídeo - ELETROPORAÇÃO: submeter as células ao choque; a idéia é a mesma. CONCEITOS: OPERON: unidade funcional na bactéria que possui 3 genes que codificam enzimas específicas nas bactérias que quebram toxinas; PRIMER: qualquer pedaço de DNA que pareia as suas bases com a fita molde; - a extremidade 3’ tem que estar disponível para servir como ponto de inicio OLIGONUCLEOTÍDEOS: sequencias curtas de DNA sintetizadas a partir do zero - é digitado no computador uma sequencia de oligonucleotideos desejada SONDA: pedaço de DNA simples fita que só irá se hibridizar com o DNA de interesse (por causa da sequencia de bases – pareamento) HIBRIDIZAÇÃO: duas fitas simples de DNA com bases complementares mantêm-se unidas para formar uma molécula de DNA fita dupla correspondente; PCR - Amplificação de sequencia de DNA in vitro - Reproduz a habilidade natural de replicação 1º se determina o segmento de DNA que se deseja amplificar 2º síntese de 2 moléculas pequenas de fita simples complementares a cada uma das extremidades do segmento (primers) INICIO: PRIMERS + MOLECULA MOLDE + NUCLEOTIDEOS + TAZ POLIMERASE = todos no mesmo tubo 1º - Aquecimento a 95°C para desnaturar as fitas 2° - Diminuição da temperatura a 60°C. Nesta etapa as duas fitas IRIAM se ligar novamente, mas como tem muitos PRIMERS, eles que se ligam nos seus sítios complementares em cada uma das fitas antes 3º - TAC POLIMERASE começa a adicionar nucleotídeos para distender os primers ligado a cada uma das 2 fitas. Por fim tem-se duas fitas duplas no 1º ciclo. Acontece o mesmo com cada uma das fitas para os próximos ciclos. ELETROFORESE Separar os fragmentos. Prepara-se o gel de agarose -> o DNA é introduzido em pequenos poços do gel -> corrente elétrica é aplicada -> o DNA migra até o eletrodo positivo -> como ele tem diferentes tamanhos, os menores chegam mais rapidamente ao outro polo enquanto que os maiores vao ficando mais próximos do polo negativo -> após eles são corados para tornarem-se visíveis. PARA DESCOBRIR A SEQUENCIA DE INTERESSE?? Técnica de Blotting Cobrir o gel de agarose com uma membrana e papel absorvente -> os fragmentos do gel são transferidos na mesma disposição . Nesta membrana eles podem ser hibridizados às sondas para checar a presença de segmentos específicos Southern Blotting: transferência do DNA Nothern Blotting: transferencia do RNA Westhern Blotting: transferencia de proteinas
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