CRIOPRESERVAÇÃO

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CRIOPRESERVAÇÃO
Rayssa Natasha Barros Mafra
Victor Spies
UNIVERSIDADE FEDERAL DE RORAIMA
CENTRO DE CIÊNCIAS AGRÁRIAS
BIOTECNOLOGIA
Aumento da população mundial, expansão das fronteiras agrícolas e urbanas  ocupam o habitat natural de numerosas espécies de plantas e animais.
Consequência: erosão da diversidade genética.
Conservação de Germoplasma
Conservação de Germoplasma
Proposta para prevenção da erosão genética: conservação de germoplasma.
Conservação in situ:
Manutenção das espécies em seu habitat natural.
Conservação de Germoplasma
Proposta para prevenção da erosão genética: conservação de germoplasma.
Conservação in situ:
Manutenção das espécies em seu habitat natural.
Conservação ex situ:
Conservação das espécies fora de seu ambiente natural, através de coleções de plantas no campo, sementes ou plântulas em bancos in vitro.
Conservação de Germoplasma
Conservação ex situ:
Sementes: meio mais comum. As sementes são desidratadas a 5% de umidade e armazenadas a aproximadamente – 18ºC.
Plantas com sementes recalcitrantes e intermediárias e plantas que se propagam exclusivamente por propagação vegetativa necessitam de procedimentos de conservação alternativos.
Banco de sementes de Svalbard, Noruega
Conservação de Germoplasma
Alternativas:
Conservação no campo. Eficiente para manutenção por curto e médio prazo. Requer grandes extensões de terra e envolve altos custos de manutenção. Estão vulneráveis ao ataque de pragas e doenças e a desastres naturais, que podem subitamente dizimar toda a coleção.
Conservação de Germoplasma
Alternativas:
Conservação in vitro: manutenção de culturas em crescimento ativo. Essa técnica também permite conservar o germoplasma vegetal somente por curtos períodos de tempo, nove a doze meses.
Criopreservação
Criopreservação
Definição: conservação de material biológico em nitrogênio líquido a -196ºC, ou em sua fase vapor a -150ºC.
Criopreservação
Assegura a conservação de material biológico por longos períodos de tempo – metabolismo celular é tão reduzido que a deterioração biológica é virtualmente paralisada.
Criopreservação
O grande desafio: congelar sem formar cristais de gelo no interior das células.
Gelo: ruptura do sistema de membranas celulares – perda da semipermeabilidade e da compartimentação celular.
Por que isso ocorre?
Água: expande-se ao congelar-se.
Conformação dos cristais de gelo.
Criopreservação
Tecidos vegetais usados para criopreservação – altos teores de umidade.
A água precisa ser removida antes do congelamento.
Como fazer isso sem que cause danos à própria célula?
Metodologia Clássica
Congelamento em 2 fases:
Metodologia Clássica
Temperatura próxima de 0ºC – estado de super-resfriamento e, posteriormente, formação de gelo no meio extracelular.
Ocorre desidratação induzida por congelamento e a célula perde turgor.
Quando o potencial hídrico das células é igual o do meio = equilíbrio, a desidratação pára, se a temperatura permanecer constante.
Metodologias Contemporâneas
Técnicas baseadas na vitrificação.
Vitrificação: água – transição da fase líquida para o estado sólido amorfo e meta-estável, que é uma solução super-saturada e de alta viscosidade e não há a formação de estrutura cristalina.
Desidratação dos tecidos – alta viscosidade do citoplasma. Não há água livre para a cristalização.
Metodologias Contemporâneas
A desidratação pode ser obtida por evaporação da água ou por tratamento com soluções concentradas de crioprotetores químicos.
Os crioprotetores podem ser tóxicos ou podem causar estresse osmótico.
Ultimamente são utilizados açúcares (ex.: plantas de clima temperado).
Metodologias Contemporâneas
Metodologias Contemporâneas
Vantagens do método de vitrificação:
É possível congelar rapidamente os tecidos pelo mergulho direto em nitrogênio líquido.
Não há necessidade de congeladores programáveis.
Permite que explantes complexos contendo diversos tipos de células sobrevivam à exposição ao nitrogênio líquido
Metodologias Contemporâneas
Benefícios do estado vítreo:
Limitação da perda de água;
Limitação da cristalização de sais e proteínas do citoplasma;
Proteção contra mudanças no pH à medida que a água é removida; 
Prevenção de colapso celular durante extensiva perda de água.
Metodologias Contemporâneas
Encapsulamento-desidratação:
Explantes são encapsulados em gel de alginato de sódio e as cápsulas contendo o material são pré-cultivadas em um meio contendo concentração elevadas de sacarose (0,3 a 0,7 M) e parcialmente desidratados para aproximadamente 20% de umidade, imersos diretamente em nitrogênio líquido e descongelados lentamente.
Conclusão
É possível a criopreservação de vários espécies vegetais, provavelmente todas, porém ainda são necessários mais estudos para elaboração de protocolos para várias espécies. 
Obrigado!