APLICAÇÕES DA TDR NA BIOTECNOLOGIA VEGETAL

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APLICAÇÕES DA TDR NA 
BIOTECNOLOGIA 
VEGETAL 
Joseli Cristina da Silva 
 
 
maio/2018 
 
DEPARTAMENTO DE BIOTECNOLOGIA, GENÉTICA 
E BIOLOGIA CELULAR 
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM 
BIOTECNOLOGIA 
ESPECIALIZAÇÃO EM BIOTECNOLOGIA 
AMBIENTAL 
INTRODUÇÃO 
É a ciência que utiliza organismos 
vivos para produzir um 
NOVO PRODUTO 
BIOTECNOLOGIA ???? 
Ereky (1919): “A ciência e os 
métodos que permitem a 
obtenção de produtos a partir da 
matéria-prima, mediante a 
intervenção de organismos 
vivos” 
OTA – Office of Technology Assessment: (1984). Biotecnologia, de uma forma abrangente, inclui qualquer 
técnica que utiliza organismos vivos (ou partes deles) para obter ou modificar produtos, melhorar plantas e 
animais, ou desenvolver microrganismos para usos específicos. 
Biotechnology Industry Organization: 
em sentido amplo, Biotecnologia é 
"bio" + "tecnologia", isto é o uso de 
processos biológicos para resolver 
problemas ou fazer produtos úteis 
(2003). 
BIO 
TECNOLOGIA 
elemento designativo de vida, uso de processos biológicos 
solucionar problemas ou produzir produtos úteis, usáveis 
BIOTECNOLOGIA ???? 
Conhecimento 
 
Agentes Biológicos 
 
Microbiologia, Bioquímica, Química, Genética, 
Engenharia, Informática, etc 
Microrganismos, DNA, enzimas, anticorpos, etc 
Serviços 
 
Materiais 
 
Purificação da água, tratamentos de resíduos, 
controle de poluição, etc. 
Alimentos, bebidas, produtos químicos, 
produtos farmacêuticos, energia, etc 
De acordo com a Empresa de Pesquisa Energética (EPE), o 
país conta com uma matriz elétrica de energia 
renovável predominante, “com destaque para a geração 
hidráulica que responde por 68,1% da oferta interna” e é uma 
das grandes forças brasileiras quando o assunto é energia 
renovável. 
O Brasil é o terceiro maior gerador de energia renovável do mundo. A constatação foi 
feita pela Agência Internacional de Energia (IEA, na sigla em inglês). 
Fonte: http://www.abbi.org.br/pt/noticia/bioenergia-brasil-e-referencia-mundial-em-energia-renovavel/ 
Graças em especial ao etanol, o país ocupa a posição de 
segundo maior produtor de biocombustível do mundo, 
segundo dados recentes do portal Statista, especializado em 
estatística. O impacto de todo esse tema diretamente na 
vida das pessoas, além da redução de problemas 
ambientais, é que as energias renováveis não são apenas 
limpas, mas também mais baratas ao consumidor. 
Bernardo Gradin, 28/03/18 
É a ciência que utiliza 
organismos vivos para produzir 
NOVO PRODUTO 
Então... 
Indústrias 
Ambiental 
Animal 
VEGETAL 
DNA... 
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Bioquímico 
Alemão 
Analisando os 
núcleos, 
Miescher 
descobriu a 
presença de um 
composto de 
natureza ácida 
que era 
desconhecido 
até o momento – 
NUCLEÍNA 
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Pesquisador 
Alemão 
Demonstrou que a 
nucleína continha 
bases 
nitrogenadas em 
sua estrutura, 
explicando o fato 
da nucleína ser 
rica em 
nitrogênio. 
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descobre corpos 
com formato de 
bastão dentro 
do núcleo das 
células, que 
denomina de 
cromossomos 
DNA... 
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Aluno do 
Miescher 
obteve a 
nucleína com 
alto grau de 
pureza, 
comprovando 
sua natureza 
ácida e dando-
lhe, então, o 
nome de ácido 
nucléico. 
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introduz o termo 
GENE para 
descrever a unidade 
mendeliana da 
hereditariedade. 
Termos: Genótipos 
x Fenótipos 
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concluíram que o 
componente básico 
dos ácidos nucléicos 
era uma estrutura 
composta por uma 
unidade que se 
constituía numa base 
nitrogenada ligada a 
uma pentose, e esta 
por sua vez, ligada a 
um fosfato. Esta 
unidade foi 
denominada 
de nucleotídeo 
DNA... 
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Descobre, nos 
EUA, uma 
relação 
quantitativa 
entre as bases do 
ADN: a 
proporção entre 
adenina e timina 
é sempre igual, e 
o mesmo ocorre 
entre guanina e 
citosina. 
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Identificam a 
estrutura molecular 
básica de proteínas. 
Eles propõem uma 
estrutura para o 
ADN com três 
cadeias helicoidais 
entrelaçadas (o 
modelo da TRIPLA 
HÉLICE. 
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Obtém imagens 
de ADN, por 
difracção de RAIO 
X – Mostrando 
que a molécula de 
DNA é heleicoidal 
(em espiral) 
1953 
O norte-americano James Watson e o 
 britânico Francis Crick 
decifram, em 7 de março, a estrutura de dupla 
hélice para o DNA e a publicam na revista 
“Nature” (25 de abril). Em 30 de maio, também 
na "Nature", Watson e Crick analisam as 
implicações genéticas de seu modelo e sugerem 
um mecanismo para a replicação do DNA 
HABILIDADES 
Estocar 
informação Mutar 
Replicar 
DNA recombinante.... 
• 1970 – Descobrimento das endonucleases de 
restrição (enzimas de restrição); 
 
• Conjunto de técnicas que permitem a 
MANIPULAÇÃO de moléculas de DNA, 
considerando sequências específicas – 
Replicação pode ser feita in vivo ou in vitro; 
 
• Técnica: Clonagem Molecular 
 
 
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Protocolo básico para CLONAGEM... 
1) Escolher UM gene de interesse --> Desenhar o primer = Bioinformática 
2) Amplificar fragmento de DNA= PCR 
3) Isolar o fragmento de interesse no gel de agarose= Eletroforese 
4) “Cortar” DNA em posição definida= Enzima de restrição 
5) Ligar com vetor de clonagem= DNA ligase 
6) Inserir o DNA recombinante em uma célula competente= Transformação 
7) Selecionar as células com DNA modificado= Seleção dos clones de 
interesse 
8) Sequenciamento do DNA= CONFIRMAÇÃO 
 
TDR na Biotecnologia Vegetal... 
1983 
Patentes foram 
aprovadas 
para plantas 
geneticamente 
modificadas. 
1994 
A FDA aprova o 
primeiro 
produto 
alimentício 
geneticamente 
modificado 
(GM), o tomate 
FlavrSavr® 
1998 
Quarenta 
milhões de 
hectares de 
culturas GM são 
plantadas 
globalmente. 
Predominantem
ente soja, 
algodão, canola 
e milho. 
2000 
O genoma da 
Arabidopsis é 
completamente 
sequenciado. 
 
2007 
Liberação 
experimental de 
cana transgênica 
com alto teor de 
açúcar no Brasil 
pela empresa 
Allelyx/Monsanto 
2010 
Craig Venter 
cria "célula 
sintética" a 
partir de um 
genoma 
sintetizado em 
laboratório 
 
1972 - Paul Berg isolou e empregou uma enzima de restrição para cortar o DNA e a DNA ligase para unir duas 
fitas de DNA e formar uma molécula circular híbrida. Esta foi a primeira molécula de DNA recombinante. 
“DOGMA CENTRAL” 
TDR na Biotecnologia Vegetal... 
• A transformação genética em vegetais só foi possível a partir do desenvolvimento 
das TÉCNICAS de cultura de tecido vegetais; 
 
 Obtenção 
(regeneração) de uma 
planta a partir 
de uma única célula 
vegetal 
≠ 
 É possível introduzir uma 
seqüência de DNA (gene) em 
uma célula e então regenerar 
uma planta transgênica a partir 
dessa célula transformada 
Os métodos de 
transformação de plantas 
podem ser divididos em: 
INDIRETOS e DIRETOS 
1. Agrobacterium tumefaciens 
• A transferência de DNA por meio da Agrobacterium tumefaciens é ométodo mais 
usado na obtenção de plantas transgênicas (dicotiledôneas); 
 
 
Fonte: https://www.labroots.com/trending/microbiology/1518/better-
know-a-microbe-agrobacterium-tumefaciens 
↔ Bactéria gran-negativa; 
↔ Possui um plasmídeo (DNA 
extracromossomal) – Plasmídeo Ti 
(indutor de tumor); 
 
 
T-DNA 
UMA parte de seu DNA 
para a célula vegetal 
que está infectando 
 
Contém genes envolvidos na 
produção de reguladores de <-- 
crescimento vegetais e opinas 
1. Agrobacterium tumefaciens 
Célula Vegetal 
T-DNA 
Substâncias 
(alimento) 
PATÓGENOS 
Multiplicação 
Célula Vegetal 
24-48 horas 
2. Bombardeamento 
• BIOBALÍSTICA, gene gun (arma de genes), aceleração de partículas ou, 
bombardeamento com micropartículas 
 
• É um método mecânico de introdução de DNA que pode ser usado na maioria das 
espécies ou genótipos; 
 
• BOMBARDEAR células ou tecidos com micropartículas de tungstênio ou ouro 
carregando o DNA exógeno, lançadas a partir de um acelerador e por meio de uma 
câmara especial em condição de vácuo 
 
• Usada em espécies que não são infectadas de forma eficiente pelo Agrobacterium; 
 
 
2. Bombardeamento 
• Podem-se bombardear: Embriões, hipocótilos, cotilédones, discos foliares, calos 
ou suspensões celulares 
 
 
Esse método de transformação é 
constituído de um acelerador 
(também chamado de canhão) 
que impeli microprojéteis 
metálicos (partículas – 0,2 – 0,4 
mm de diâmetro) carregando 
DNA para dentro de células, 
tecidos ou órgãos vegetais 
intactos, que são posteriormente 
regenerados. 
(Veloc. Superior a 1.500 km.h-1) 
Fonte: http://ulum.es/apunta-y-transforma/ 
Resistência a herbicidas 
Resistência a insetos 
Resistência a doenças 
Alteração do 
amadurecimento 
Qualidade 
nutricional 
Utilização de genes que não 
Poderiam ser obtidos pela 
hibridação 
Possibilidade de introdução de 
um gene específico 
sem a necessidade de 
cruzamentos e 
retrocruzamentos 
Não aumenta a 
Produtividade de modo 
direto 
(UM ou poucos genes) 
Diminuição do custo de 
produção e do 
uso de agrotóxicos. 
É limitado pela capacidade 
de regeneração das espécies. 
Pode levar ao aparecimento 
de alergias em 
pessoas suscetíveis. 
...E, Bora relembrar???? 
Defina: 
Biotecnologia??? 
Descoberta da estrutura 
do DNA em ____ por 
__________ & __________ 
Descreva a 
estrutura do 
DNA 
Técnica 
utilizada no 
TDR... 
Os métodos de 
transformação de 
plantas podem ser: 
______ e ______ 
E quais os tipos? 
REFERÊNCIAS 
ANDRADE, Solange Rocha Monteiro. 2003. Transformação de Plantas . Embrapa Cerrados: Planaltina-
DF. Disponível em: http://bbeletronica.cpac.embrapa.br/2003/doc/doc_102.pdf. Acesso em 17 de 
mai. de 2018. 
 
BESPALHOK F. João Carlos; GUERRA, Edson Perez; OLIVEIRA. Ricardo de. Plantas Transgênicas. 
s/d. Disponível em: http://www.bespa.agrarias.ufpr.br/paginas/livro/capitulo%20transgenicos.pdf. 
Acesso em 17 de mai. de 2018. 
 
 
Demais acessos: 
http://ptdocz.com/doc/316068/cultura-de-tecidos-vegetais---docente 
 
http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0103-40142010000300010 
 
 
OBRIGADA!!!