Livro Biotecnologia em Debate

Prévia do material em texto

Fiel a sua missão de interiorizar o ensino superior no estado Ceará, a UECE, como uma instituição que participa do Sistema Universidade Aberta do Brasil, vem ampliando a oferta de cursos de graduação e pós-graduação 
na modalidade de educação a distância, e gerando experiências e possibili-
dades inovadoras com uso das novas plataformas tecnológicas decorren-
tes da popularização da internet, funcionamento do cinturão digital e 
massificação dos computadores pessoais. 
Comprometida com a formação de professores em todos os níveis e 
a qualificação dos servidores públicos para bem servir ao Estado, 
os cursos da UAB/UECE atendem aos padrões de qualidade 
estabelecidos pelos normativos legais do Governo Fede-
ral e se articulam com as demandas de desenvolvi-
mento das regiões do Ceará. Bi
ot
ec
no
lo
gi
a 
em
 D
eb
at
e
Ciências Biológicas
Ciências Biológicas
Álvaro Julio Pereira
Biotecnologia em Debate
U
ni
ve
rs
id
ad
e 
Es
ta
du
al
 d
o 
Ce
ar
á 
- U
ni
ve
rs
id
ad
e 
Ab
er
ta
 d
o 
Br
as
il
ComputaçãoQuímica Física Matemática PedagogiaArtes Plásticas
Ciências 
Biológicas
Geografia
Educação 
Física
História
9
12
3
Álvaro Julio Pereira
Biotecnologia em Debate
Ciências Biológicas
ComputaçãoQuímica Física Matemática PedagogiaArtes Plásticas
Ciências 
Biológicas
Geografia
Educação 
Física
História
9
12
3
2ª edição
Fortaleza - Ceará
2015
Copyright © 2015. Todos os direitos reservados desta edição à UAB/UECE. Nenhuma parte deste material poderá 
ser reproduzida, transmitida e gravada, por qualquer meio eletrônico, por fotocópia e outros, sem a prévia autori-
zação, por escrito, dos autores.
Presidenta da República
Dilma Vana Rousseff
Ministro da Educação
Aloisio Mercadante
Presidente da CAPES
Carlos Afonso Nobre
Diretor de Educação a Distância da CAPES 
Jean Marc Georges Mutzig
Governador do Estado do Ceará
Camilo Sobreira de Santana
Reitor da Universidade Estadual do Ceará
José Jackson Coelho Sampaio
Vice-Reitor
Hidelbrando dos Santos Soares
Pró-Reitor de Pós-Graduação
Jerffeson Teixeira de Souza
Coordenador da SATE e UAB/UECE
Francisco Fábio Castelo Branco
Coordenadora Adjunta UAB/UECE
Eloísa Maia Vidal
Direção do CED/UECE
José Albio Moreira de Sales
Coordenação da Licenciatura em Ciências Biológicas
Germana Costa Paixão
Coordenação de Tutoria da
Licenciatura em Ciências Biológicas
Roselita Maria de Souza Mendes
Editor da EdUECE
Erasmo Miessa Ruiz
Coordenadora Editorial
Rocylânia Isidio de Oliveira
Projeto Gráfico e Capa
Roberto Santos
Diagramador
Francisco Oliveira
Revisão Ortográfica
Fernanda Ribeiro
Conselho Editorial
Antônio Luciano Pontes
Eduardo Diatahy Bezerra de Menezes
Emanuel Ângelo da Rocha Fragoso 
Francisco Horácio da Silva Frota
Francisco Josênio Camelo Parente
Gisafran Nazareno Mota Jucá
José Ferreira Nunes
Liduina Farias Almeida da Costa
Lucili Grangeiro Cortez
Luiz Cruz Lima
Manfredo Ramos
Marcelo Gurgel Carlos da Silva
Marcony Silva Cunha
Maria do Socorro Ferreira Osterne
Maria Salete Bessa Jorge
Silvia Maria Nóbrega-Therrien
Conselho Consultivo
Antônio Torres Montenegro (UFPE)
Eliane P. Zamith Brito (FGV)
Homero Santiago (USP)
Ieda Maria Alves (USP)
Manuel Domingos Neto (UFF)
Maria do Socorro Silva Aragão (UFC)
Maria Lírida Callou de Araújo e Mendonça (UNIFOR)
Pierre Salama (Universidade de Paris VIII)
Romeu Gomes (FIOCRUZ)
Túlio Batista Franco (UFF)
Editora Filiada à
P436b Pereira, Álvaro Júlio.
Biotecnologia em Debate / Álvaro Júlio Pereira. – 2. ed. – 
Fortaleza : EdUECE, 2015.
145 p. : il. (Ciências Biológicas)
ISBN: 978-85-7826-343-0
1. Biotecnologia. I. Álvaro, Júlio Pereira. II. Título.
CDD 620.8
Dados Internacionais de Catalogação na Publicação
Sistema de Bibliotecas
Biblioteca Central Prof. Antônio Martins Filho
Thelma Marylanda Silva de Melo – CRB-3 / 623
Bibliotecária
Editora da Universidade Estadual do Ceará – EdUECE
Av. Dr. Silas Munguba, 1700 – Campus do Itaperi – Reitoria – Fortaleza – Ceará
CEP: 60714-903 – Fone: (85) 3101-9893
Internet: www.uece.br – E-mail: eduece@uece.br
Secretaria de Apoio às Tecnologias Educacionais
Fone: (85) 3101-9962
Sumário
Apresentação .................................................................................................... 5
Capítulo 1 – Biotecnologia: histórico e desenvolvimento ........................ 7
1. Biotecnologia: presente e passado ................................................................. 9
2. Breve histórico da biotecnologia moderna .................................................... 11
3. O homem manipulando a natureza ...............................................................12
4. O homem manipulando o DNA ......................................................................13
Capítulo 2 – Organismos Geneticamente Modificados (OGMs): 
plantas e animais transgênicos ................................................................... 23
1. Os alimentos e os organismos geneticamente modificados (OGMs) ...............25
2. As plantas transgênicas ..................................................................................28
3. Técnicas de transformação gênica ...............................................................32
4. Aspectos de biossegurança e bioética ..........................................................34
5. Debatendo: vantagens e desvantagens dos transgênicos ..........................37
6. Os animais transgênicos ................................................................................38
Capítulo 3 – A Clonagem e a Terapia Gênica ............................................. 43
1. Reprodução e clonagem ................................................................................45
2. Terapia gênica ................................................................................................52
Capítulo 4 – DNA na identificação de pais e criminosos e na saúde .... 73
1. Identificação pelo DNA ..................................................................................75
2. Técnicas moleculares de identificação .........................................................78
3. Análise dos testes de DNA .............................................................................82
4. A biotecnologia e a saúde ..............................................................................85
Capítulo 5 – Biotecnologia e Meio Ambiente ..........................................107
1. Consumo ....................................................................................................... 110
2. Biodiversidade ............................................................................................... 112
3. Bioprocessos ................................................................................................121
4. Biodegradação ..............................................................................................123
5. Avaliação de riscos .......................................................................................124
6. Sustentabilidade ambiental ..........................................................................126
7. Metagenômica ..............................................................................................131
8. Bioplásticos ...................................................................................................132
9. Biocombustíveis ............................................................................................133
10. Tecnologia e meio ambiente no debate sobre os limites do
 crescimento ................................................................................................136
Sobre o autor .................................................................................................143
Apresentação
A cada dia que passa novos e grandes avanços científicos e tecnológicos sur-
gem com uso da biotecnologia, seja na agropecuária, na medicina, no meio 
ambiente e na indústria. Mas, como em qualquer campoda ciência, os produ-
tos produzidos pela biotecnologia têm gerado muitas preocupações, dúvidas 
e debates, sobre a qual o governo, os pesquisadores e a população em geral 
apresentam opiniões muitas vezes divergentes.
Um dos motivos pelos quais a biotecnologia tem fomentado discussões, 
debates acalorados e até mesmo resistências por parte de muitos, têm sido o 
seu envolvimento em assuntos polêmicos como os transgênicos ou Organis-
mos Geneticamente Modificados (OGM), a clonagem de mamíferos, pesquisas 
com células-tronco e terapia gênica, dentre outros. Esta polêmica e debate já 
ultrapassaram os muros dos institutos e laboratórios de pesquisas das univer-
sidades e empresas que estão desenvolvendo seus produtos, chegando até 
a sociedade que também, possui o direito de apropriar-se dos conhecimentos 
para que seja formado nesta, cidadãos com uma formação crítica.
A falta de conhecimento científico e informações pelos formadores de 
opinião e da população em geral, podem provocar confusões sobre o que é 
ou não científico, gerar resistências aos novos produtos oriundos das novas 
tecnologias, assim como despertar opiniões e afirmações pouco consistentes 
em assuntos atuais como a liberação de soja, milho e feijão transgênico para 
o plantio e consumo, a clonagem animal e o uso de células-tronco e terapia 
gênica para fins terapêuticos.
O ensino de biotecnologia deve contribuir na formação de cidadãos 
responsáveis, socialmente conscientes, pois os conhecimentos sobre 
essa ciência, não devem ficar confinados aos laboratórios e ou até mesmo 
às salas de aulas, mas devem ser disseminados para toda a sociedade.
Portanto, ainda que de forma sucinta, este livro procura apresentar 
uma abordagem dos principais conceitos, aplicações e um pequeno deba-
te ao final de cada capítulo dos aspectos éticos e perspectivas da biotec-
nologia, a fim de que o leitor obtenha conhecimentos, diferentes modos de 
pensar, questionamentos, e consiga debater e agir que permitam o julga-
mento de questões de forma consciente e científica em todos os assuntos 
referentes ao uso de tecnologias resultantes da manipulação do DNA. 
Os autores
Capítulo 1
Biotecnologia: histórico
 e desenvolvimento
Biotecnologia em Debate 9
Objetivos
•	 Introduzir os alunos à evolução histórica da biotecnologia.
•	 Propiciar aos alunos conhecimentos básicos sobre o surgimento da bio-
tecnologia moderna.
•	 Compreender os fundamentos da tecnologia do DNA recombinante.
1. Biotecnologia: presente e passado 
1.1 Biotecnologia e nosso dia a dia
Humm, que delícia! Bem cedinho em nosso café da manhã, quando sabo-
reamos uma fatia de pão com um pedaço de queijo, ou tomamos um copo 
de iogurte, nem nos damos conta que por trás da fabricação do pão, do quei-
jo e do iogurte estão escondidas técnicas fermentativas usadas desde muito 
tempo atrás. Da mesma maneira, os transgênicos estão há mais de 25 anos 
fazendo parte do nosso dia-a-dia, seja quando consumimos um hambúrguer 
que contenha soja geneticamente modificada ou ao comprarmos uma calça 
jeans produzida com algodão transgênico.
Vitaminas, anticorpos e remédios para combate à AIDS, kits para diag-
nósticos de doenças, hormônio do crescimento (hGH) contra o nanismo, va-
cina contra a Hepatite B, insulina contra o diabetes, são todos 
exemplos de produtos desenvolvidos pela engenharia genética 
ou tecnologia do DNA recombinante. O meio ambiente também 
entra nesta lista, com as lavouras transgênicas que promete pro-
porcionar um manejo mais simples e com menos aplicações de 
agrotóxicos, e menor utilização de máquinas agrícolas, diminuin-
do a emissão de poluentes e o consumo de água.
1.2 Homem: biotecnologia e meio ambiente
Nós seres humanos de uma maneira bem diferente dos outros 
seres vivos da Terra, que procuram obter apenas o suficiente 
para sua sobrevivência, usamos diferentes meios e formas que 
vão além das nossas necessidades e consumo para a nossa 
sobrevivência, acarretando desta maneira vários problemas no 
meio ambiente em que vivemos.
Figura 1.1 – A Biotecnologia e sua relação com 
outras Ciências
fonte: GOOGLE, 2011
PEREIRA, A. J.10
Enquanto os micro-organismos, os animais e até mesmo as plantas mo-
dificam-se apenas para adaptarem-se às várias mudanças ambientais, nós 
seres humanos, através do uso de nosso raciocínio, com um planejamento 
intelectual elaborado e aquisição de vários instrumentos ou ferramentas na 
execução deste planejamento, mudamos de forma intencional o ambiente a 
nossa volta, provocando problemas ambientais dos mais variados.
Os instrumentos usados por nós, juntamente com os processos que supor-
tam às nossas maneiras de transformação do mundo, são chamados de tecno-
logias. Assim, as biotecnologias, nada mais são do que tecnologias, em que uti-
lizamos seres vivos ou partes deles, como instrumentos para obtermos produtos 
com valor para a medicina e agricultura, por exemplo. A biotecnologia se relaciona 
interdisciplinarmente com a biologia molecular, bioquímica, microbiologia, enge-
nharia bioquímica, fisiologia, imunologia, genética, engenharia química, ciências 
da computação e tecnologia industrial dentre outras (Figura 1.1).
1.3 Biotecnologia das fermentações
A fim de manter a nossa sobrevivência, há 
milhares de anos, nossos ancestrais vêm 
obtendo, mesmo de forma inconsciente, 
alimentos e bebidas, como o queijo, iogur-
te, cerveja, vinho e vinagre, com uso de 
métodos fermentativos. Há mais ou menos 
dez mil anos, nossos antepassados da re-
gião do Oriente Médio, perceberam que 
podiam selecionar espécies selvagens de 
micro-organismos, plantas e animais para 
facilitarem seus usos na produção de ali-
mentos e produção de bebidas.
Por exemplo, na produção do vinho 
eles utilizavam os conhecidos fermentos, 
que nada mais são do que um fungo conhecido como levedura, que permite a 
transformação de açúcares em álcool e a modificação do suco ou mosto em vi-
nho. Este processo é realizado por várias reações químicas que acontecem em 
série, e ao final geram moléculas responsáveis pelo gosto e aromas dos vinhos 
tão apreciados por todos nós.
1.4 Microbiologia e fermentação
Com o uso de um microscópio rudimentar, Antony van Leeuwenhoek, 
conseguiu observar pela primeira vez bactérias e protozoários, para ele 
“pequenos animais”. Também percebeu que os micro-organismos pode-
riam estar envolvidos de alguma forma na fermentação. Mas, somente no 
A cerveja, produzida e 
consumida há uns 6.000 
anos por sumérios e 
babilônicos é obtida usando 
o fungo Saccharomyces 
cerevisae. Os pães 
fabricados e consumidos 
mais recentemente 
na história utilizam 
também Saccharomyces 
cerevisae em métodos 
fermentativos. Em seu 
crescimento, a massa 
do pão ficava exposta 
à ação de leveduras, 
que, ao consumirem 
o açúcar do amido, 
liberavam gás carbônico. 
Em seguida, pedaços de 
massa fermentada eram 
preservados para acelerar o 
processo no dia seguinte.
Figura 1.2 – O fungo unicelular, a 
levedura Saccharomyces cerevisae, 
usado desde a antiguidade na produ-
ção de pães, vinhos e cervejas 
fonte: GOOGLE, 2011
Existem fungos chamados 
de verdadeiros. Os 
citridiomicetos, aquáticos, 
com flagelo para natação 
nos gametas, como o 
Rhizidium braziliensis; 
os zigomicetos, não 
adaptados a ambientes 
aquáticos e com gametas 
sem flagelo, como 
Rhizopus stolonifer; os 
ascomicetos, com esporos 
compostos por estruturas 
chamadas ‘ascos’, 
como Saccharomyces 
cerevisae (Figura 1.2) e 
os basidiomicetos com 
esporos, formados em 
estruturas denominados 
‘basídios’, como Agaricus 
campestris.
Biotecnologia em Debate 11
século XIX, Louis Pasteur mostrou capacidade fermentativa dos micro-
-organismos, através da ação do levedo sobre os açúcares simples como 
a glicose e a frutose produzindo álcool com a ação de enzimas. A partir 
disto, no final do século XIX, houve o desenvolvimento de vários processos 
industriais, obtendo-se o álcool etílico e butílico, ácido acético e acetona, 
e desenvolvidas metodologias para a compostagem de lixosólido e trata-
mento de água e esgoto.
 
Figura 1.3 – Personagens do desenvolvimento da microbiologia. John Tyndall, Robert 
Koch e Alexander Flemming
fonte: www.google.com
2. Breve histórico da biotecnologia moderna
2.1 Principais descobertas
Para compreendermos como se desenvolveu e estabeleceu a biotecnologia 
moderna, podemos dizer que eles aconteceram em três fases. Na primeira 
etapa que compreendeu o período de 1867 do século XIX até 1967 do século 
XX houve a descoberta da molécula do DNA e sua síntese em laboratório, 
além da comercialização da penicilina. Na segunda etapa que se inicia em 
1971 e termina em 1982, compreende as bases da clonagem de genes reali-
zadas por Cohen e Boyer em 1971. Foi iniciada a produção de insulina huma-
na pela tecnologia do DNA recombinante e clonado o hormônio de crescimen-
to hGH (do inglês: Human Growth Hormony).
Na terceira fase foi possível fazer a transferência de genes e expres-
sões de genes para resistência aos antibióticos em plantas, transferência 
de gene entre duas plantas e transferência de genes de leveduras para 
plantas. Foram clonados o TNF, o fator da necrose tumoral, para o trata-
mento de câncer e o Fator VIII para tratamento da hemofilia, aprovação do 
TPA para dissolver coágulos sanguíneos, obtido por DNA recombinante, 
bem como o desenvolvimento de variedade de milho com elevado teor do 
aminoácido triptofano.
Em 1874, William Roberts 
observou que bactérias 
não cresciam na presença 
do fungo Penicillium, um 
fungo do bolor do pão. 
Em 1875, o médico inglês 
John Tyndall verificou que 
a presença do Penicillium 
inibia o crescimento 
bacteriano em caldo de 
carne. Em 1882, Robert 
Koch demonstrou que as 
bactérias eram causadoras 
de doenças. E por fim, em 
1928, Alexander Fleming ao 
cultivar bactérias, algumas 
regiões da placa onde as 
bactérias cresciam não 
se multiplicavam, devido 
à presença do Penicillium 
que produzia o antibiótico 
penicilina, que matava as 
bactérias nessas regiões. 
Esta descoberta salvou 
e continua salvando 
milhares de pessoas de 
várias doenças, tais como 
a meningite, pneumonia 
e doenças sexualmente 
transmissíveis como 
gonorreia e sífilis (Figura 
1.3).
PEREIRA, A. J.12
2.2 De Mendel ao primeiro transgênico
Usando plantas de 
ervilhas, de fácil ger-
minação e cresci-
mento foi em 1865, 
que o monge Gregor 
Mendel estabeleceu 
a base para a moder-
na biotecnologia, ao 
demonstrar a que a 
transmissão, de ge-
ração a geração, de 
certas características 
de uma planta seguia 
um padrão estatístico, 
indicando a presença 
de unidades de hereditariedade, hoje conhecidos como genes (Figura 1.4a). 
Mas a relação entre o ácido desoxirribonucleico (DNA) e os genes só 
foi estabelecida em 1953, quando Francis Crick e James Watson descobriram 
como o DNA direciona o desenvolvimento e o crescimento de todos os organis-
mos vivos (Figura 1.4b). A união das observações de Watson e Crick junto com 
a difração de raios-X obtidas por Rosalind Franklin e Maurice Wilkins promoveu 
o modelo da estrutura do DNA. A partir daí, iniciaram-se trabalhos para transferir 
genes, ou pedaços de DNA de um organismo para outro, o que se tornou pos-
sível nos anos 80, com o aprimoramento da tecnologia do DNA recombinante 
que permite obter fragmentos de DNA específicos e inseri-los em locais deter-
minados do genoma. Essa tecnologia levou à obtenção das primeiras plantas, 
animais e micro-organismos geneticamente modificados. Conseguiu-se alterar 
o genoma de um organismo com a inserção de pedaços de DNA exógenos, ou 
seja, de outro organismo, surgindo um novo ser denominado transgênico. 
3. O homem manipulando a natureza
3.1 Domesticação de plantas 
Nós seres humanos dependemos dos produtos da natureza para obtermos os 
nutrientes e nos mantermos vivos. Por esta razão, os nossos antepassados 
nômades, comiam frutas silvestres, nozes, raízes e a carne dos animais que 
obtinham quando saiam para caçar. Estes coletores e caçadores consumiam 
apenas aquilo que era possível extrair da natureza, sem destruir ou modifi-
car de forma significativa o meio ambiente quando as incertezas das secas 
 
 (a) (b)
Figura 1.4 – (a) Gregor Mendel fazendo cruzamentos com ervi-
lhas estabeleceu as bases da hereditariedade; b) James Wat-
son e Francis Crick descreveram o modelo da molécula do DNA
fonte: GOOGLE, 2011
e cheias significavam a diferença entre a fome e a sobrevivência. Mas, com 
o início da agricultura há mais ou menos 12 mil anos, até mesmo nas mais 
rudimentares sociedades, as possibilidades de sobrevivência começaram a 
mudar de maneira fenomenal.
Nossos ancestrais começaram a domesticar os animais e a cultivarem 
plantas, começaram a se fixar em suas terras e deram início à produção de 
alimentos, em pequenas quantidades, para suprir suas necessidades básicas. 
Esses pioneiros identificaram e selecionaram plantas, semeando e colhendo 
sementes de espécies selvagens para produzir colheitas mais abundantes e 
de melhor qualidade para a produção de alimentos.
3.2 Domesticação de animais
Com o desenvolvimento de terras aráveis do Oriente Médio ou “Crescente 
Fértil”, uma área que vai da Palestina ao Irã ocidental, há mais ou menos oito 
mil anos atrás, surgiu uma dependência do homem pelos cereais silvestres 
disponíveis nas redondezas, além de um suprimento de animais adequado a 
domesticação.
O animal ideal para a domesticação teria que ser dócil, com movimen-
tos lentos, fácil de capturar, tolerante ao confinamento e que se reproduzisse 
em cativeiro sem problemas. Também ajudava se ele não fosse muito enjoado 
para comida e que tivesse o instinto de seguir um líder. Assim os criadores 
do Crescente Fértil, encontraram três animais com essas características: a 
ovelha, a cabra e a vaca. 
4. O homem manipulando o DNA
4.1 A engenharia genética
Entre nossos amigos e familiares podemos encontrar pessoas com diabetes 
que precisam obter insulina e aplicá-la em seus corpos para reduzir os níveis de 
glicose em sua circulação sanguínea. Antigamente, a insulina era extraída dos 
órgãos internos de animais, mas com o advento da tecnologia do DNA recombi-
nante, esse hormônio pode ser produzido em grandes quantidades e usado de 
forma segura e eficaz através da tecnologia do DNA recombinante. 
Ao falarmos de engenharia genética ou tecnologia do DNA recombinante, é 
importante saber que o seu desenvolvimento só foi possível após o esclarecimen-
to da estrutura do DNA, e com a compreensão do código genético em que cada 
códon corresponde a um só aminoácido, mesmo que diferentes códons possam 
especificar o mesmo aminoácido; e que os dois primeiros nucleotídeos sejam em 
geral, suficientes para especificar um aminoácido determinado; ou seja, códons 
com sequências semelhantes e que especificam os mesmos aminoácidos.
Durante mais de 10 
mil anos, após a última 
era glacial, o processo 
denominado domesticação, 
que compreende várias 
práticas receberam o nome 
de melhoramento genético 
clássico. O processo 
desenvolveu-se de uma 
forma independente nas 
regiões da Mesoamérica, 
do sul dos Andes, do 
Oriente Médio, da África, 
do Sudeste Asiático e da 
China. Essas práticas 
envolveram a seleção 
nos diversos estágios de 
crescimento, de mutações 
genéticas espontâneas 
que ocorriam no estado 
selvagem. Além disto, 
em todas as gerações 
dos organismos que 
estavam a sua disposição, 
deveria ser permitida a 
reprodução daqueles 
que apresentavam as 
características mais 
adequadas ao interesse 
humano, tais como: 
aumento na produtividade 
dos grãos e mudanças 
de cor, tamanho, gosto e 
textura dos frutos.
Para melhorar as 
espécies selvagens 
animais e vegetais, 
utilizamos a variância 
genética já existente 
nesses organismos para 
aumentar seu número 
com características úteis 
para nós e descartar 
os organismos menos 
interessantes para 
nossos objetivos. Por fim, 
selecionam-se variedades 
homogêneas entre si e 
as diferentes uma das 
outras, já que cada uma 
é adaptada para uma 
função diferente. Duranteo 
processo de domesticação 
do cão, por exemplo, 
foram obtidas raças muito 
diferentes utilizadas para 
várias finalidades, tais 
como a caça, a guarda e o 
pastoreio de outros animais. 
Isto também ocorreu com 
os bovinos, com a cabra e 
com o cavalo.
Biotecnologia em Debate 13
e cheias significavam a diferença entre a fome e a sobrevivência. Mas, com 
o início da agricultura há mais ou menos 12 mil anos, até mesmo nas mais 
rudimentares sociedades, as possibilidades de sobrevivência começaram a 
mudar de maneira fenomenal.
Nossos ancestrais começaram a domesticar os animais e a cultivarem 
plantas, começaram a se fixar em suas terras e deram início à produção de 
alimentos, em pequenas quantidades, para suprir suas necessidades básicas. 
Esses pioneiros identificaram e selecionaram plantas, semeando e colhendo 
sementes de espécies selvagens para produzir colheitas mais abundantes e 
de melhor qualidade para a produção de alimentos.
3.2 Domesticação de animais
Com o desenvolvimento de terras aráveis do Oriente Médio ou “Crescente 
Fértil”, uma área que vai da Palestina ao Irã ocidental, há mais ou menos oito 
mil anos atrás, surgiu uma dependência do homem pelos cereais silvestres 
disponíveis nas redondezas, além de um suprimento de animais adequado a 
domesticação.
O animal ideal para a domesticação teria que ser dócil, com movimen-
tos lentos, fácil de capturar, tolerante ao confinamento e que se reproduzisse 
em cativeiro sem problemas. Também ajudava se ele não fosse muito enjoado 
para comida e que tivesse o instinto de seguir um líder. Assim os criadores 
do Crescente Fértil, encontraram três animais com essas características: a 
ovelha, a cabra e a vaca. 
4. O homem manipulando o DNA
4.1 A engenharia genética
Entre nossos amigos e familiares podemos encontrar pessoas com diabetes 
que precisam obter insulina e aplicá-la em seus corpos para reduzir os níveis de 
glicose em sua circulação sanguínea. Antigamente, a insulina era extraída dos 
órgãos internos de animais, mas com o advento da tecnologia do DNA recombi-
nante, esse hormônio pode ser produzido em grandes quantidades e usado de 
forma segura e eficaz através da tecnologia do DNA recombinante. 
Ao falarmos de engenharia genética ou tecnologia do DNA recombinante, é 
importante saber que o seu desenvolvimento só foi possível após o esclarecimen-
to da estrutura do DNA, e com a compreensão do código genético em que cada 
códon corresponde a um só aminoácido, mesmo que diferentes códons possam 
especificar o mesmo aminoácido; e que os dois primeiros nucleotídeos sejam em 
geral, suficientes para especificar um aminoácido determinado; ou seja, códons 
com sequências semelhantes e que especificam os mesmos aminoácidos.
Durante mais de 10 
mil anos, após a última 
era glacial, o processo 
denominado domesticação, 
que compreende várias 
práticas receberam o nome 
de melhoramento genético 
clássico. O processo 
desenvolveu-se de uma 
forma independente nas 
regiões da Mesoamérica, 
do sul dos Andes, do 
Oriente Médio, da África, 
do Sudeste Asiático e da 
China. Essas práticas 
envolveram a seleção 
nos diversos estágios de 
crescimento, de mutações 
genéticas espontâneas 
que ocorriam no estado 
selvagem. Além disto, 
em todas as gerações 
dos organismos que 
estavam a sua disposição, 
deveria ser permitida a 
reprodução daqueles 
que apresentavam as 
características mais 
adequadas ao interesse 
humano, tais como: 
aumento na produtividade 
dos grãos e mudanças 
de cor, tamanho, gosto e 
textura dos frutos.
Para melhorar as 
espécies selvagens 
animais e vegetais, 
utilizamos a variância 
genética já existente 
nesses organismos para 
aumentar seu número 
com características úteis 
para nós e descartar 
os organismos menos 
interessantes para 
nossos objetivos. Por fim, 
selecionam-se variedades 
homogêneas entre si e 
as diferentes uma das 
outras, já que cada uma 
é adaptada para uma 
função diferente. Durante o 
processo de domesticação 
do cão, por exemplo, 
foram obtidas raças muito 
diferentes utilizadas para 
várias finalidades, tais 
como a caça, a guarda e o 
pastoreio de outros animais. 
Isto também ocorreu com 
os bovinos, com a cabra e 
com o cavalo.
PEREIRA, A. J.14
O código genético é praticamente universal, sendo o mesmo em quase 
todos os seres vivos e a alta capacidade de adaptação do código genético a alte-
rações ambientais, permitem que um ser vivo realize a leitura do códon conforme 
lhe seja conveniente. Importante também é saber que as mutações podem ocor-
rer em um gene codificador de uma proteína essencial ao ser vivo e que se este 
gene mutado estiver presente numa única cópia no genoma, ele poderá ser letal.
As técnicas envolvidas na tecnologia de DNA recombinante começa-
ram a serem definidas no início do ano de 1970, com a utilização de vetores 
de clonagem, em geral, os plasmídeos e genomas virais, e uso das chamadas 
enzimas de restrição que permitem cortar o DNA em pontos específicos, iso-
lando-se pedaços de ácido nucleico que podem ser introduzidos no genoma 
de outro organismo com moléculas idênticas de DNA.
É a chamada clonagem molecular, em que, se corta a molécula do ácido 
nucleico de uma célula de interesse e, numa fase posterior, se insere o fragmen-
to do DNA no ácido nucleico em uma célula hospedeira compatível. Quando 
esta se divide, ela duplica a molécula do fragmento de DNA inserido. A primeira 
experiência de clonagem de DNA ocorreu em 1972 por um grupo de pesquisa-
dores chefiados por Paul Berg, que recebeu o prêmio Nobel em 1980.
A partir de então, o desenvolvimento da tecnologia do DNA recombinan-
te cresceu de forma exponencial. Com o aparecimento da reação em cadeia 
da polimerase (PCR) em 1987, tornou-se possível amplificar determinado 
gene a partir de pequenas quantidades de DNA.
4.2 Técnicas da Engenharia Genética
a) PCR: Reação em Cadeia da Polimerase
O princípio da PCR baseia-se nas propriedades de desnaturação e renatura-
ção da molécula de DNA quando submetida a elevadas temperaturas. Assim, 
em temperaturas próximas dos 95ºC, as duas cadeias de DNA separam-se, 
voltando depois a ligar-se após o abaixamento da temperatura. A ideia chave 
na amplificação do DNA em tubo de ensaio é a adição de pequenas sequên-
cias chamadas iniciadores ou primers, que margeiam a região que se pre-
tende estudar e, de uma DNA polimerase termoestável, capaz de resistir às 
elevadas temperaturas alcançadas a Taq, foi encontrada num organismo que 
vive em fontes termais (Thermus aquaticus).
Uma reação de PCR é constituída por três passos, que se repetem cicli-
camente durante algumas horas (Figura 1.5). O primeiro passo corresponde à 
desnaturação do DNA conseguida a uma elevada temperatura, o segundo passo 
à ligação dos primers às cadeias de DNA simples, e o terceiro passo à extensão, 
ou seja, à incorporação dos diferentes nucleotídeos (A, T, G e C) presentes no 
Biotecnologia em Debate 15
tubo de ensaio pela ação da Taq, reproduzindo-se, assim, a porção da sequência 
de DNA que se situa entre os dois primers. Estes três passos são depois repeti-
dos um determinado número de vezes (tipicamente 30 a 35 vezes), resultando 
em cada ciclo na duplicação da quantidade de DNA da sequência pretendida. 
Desta forma, o número de cópias dessa sequência é tão elevado no final da 
reação de PCR que pode considerar-se o conteúdo do tubo como uma solução 
purificada da porção pretendida do DNA do organismo em estudo.
Figura 1.5 – PCR (Reação em cadeia da polimerase): (a) molécula de DNA. (b) duas 
cadeias de DNA com os respectivos primers; (c) desnaturação e renaturação da mo-
lécula de DNA em função de temperatura e tempo; (d) moléculas de DNA amplifica-
das depois de vários ciclos.
Fonte: www.google.com.
b) As enzimas de restrição e ligases
A participação das enzimas ou endonucleases de restrição é essencial para 
a técnica do DNA recombinante. Cada enzima possui um padrão específico 
de corte da molécula de DNA, resultando vários fragmentos genômicos que 
podem ser isolados,clonados e sequenciados. Tão importantes quanto às en-
zimas de restrição são as ligases, enzimas que possuem a capacidade de ligar, 
covalentemente, as extremidades livres dos fragmentos de DNA, o que pode 
ocorrer tanto in vivo como in vitro.
Realmente estas enzimas não fazem mais do que catalisar a formação 
de uma ligação fosfodiester entre o terminal hidroxila 3’ e o terminal fosfato 5’ 
de dois nucleotídeos adjacentes, restabelecendo a continuidade estrutural do 
DNA. A reação de ligação do DNA in vitro reduz a susceptibilidade do ácido 
nucléico à degradação nucleolítica intracelular, preserva os terminais coesivos 
gerados pelas enzimas de restrição e permite obterem-se moléculas de DNA 
recombinates circulares ou lineares.
Existem vários vetores de 
clonagem. Os plasmídeos 
são moléculas de DNA 
extra-cromossômico, 
encontrados em bactérias 
e algumas leveduras com 
capacidade de duplicar de 
forma autônoma. Possuem 
geralmente genes que 
lhes conferem resistência 
a antibióticos, como a 
ampicilina e a tetraciclina. 
São estes genes que 
permitem fazer distinção 
entre células hospedeiras 
com DNA recombinante das 
células que não o possuem. 
Outros vetores de clonagem 
são os bacteriófagos, 
que enxertados com DNA 
recombinante, podem ser 
introduzidos por infecção na 
célula hospedeira. Existem 
também cosmídeos que 
são vetores mistos, com um 
gene que confere resistência 
a antibióticos.
PEREIRA, A. J.16
4.3 Construindo uma molécula de DNA recombinante
Como já referimos, a manipulação genética compreende quatro fases: escolha 
do fragmento de DNA a ser utilizado, corte deste fragmento, sua transferência e 
inserção no genoma de determinada célula e, finalmente, seleção das células 
que possuem as moléculas do clone desejado. Esta última fase é a que oferece 
maior dificuldade, por ser muito demorada, dependendo da utilização dos cha-
mados bancos de DNA. Um banco de DNA possui todas as moléculas de DNA 
geradas pela inserção do ácido nucleico da fonte de interesse num determinado 
vetor, o que significa poderem existir vários tipos de bancos, conforme a nature-
za da inserção e o tipo de vetor utilizado.
Assim, o tipo de banco a ser preparado vai depender do tipo de pesqui-
sa em curso. Os elementos que formam os bancos genômicos são clones 
de DNA do genoma de determinado ser vivo, clones estes, obtidos com ve-
tores, como por exemplo, bacteriófagos, que aceitam inserções de grandes 
tamanhos. Estas inserções têm a vantagem de permitir a obtenção de todo 
o genoma em um número reduzido de clones, ou, por vezes, do gene intacto 
em um único clone (Figura 1.6).
Figura 1.6 – Construção do DNA recombinante. 
fonte: www.google.com
4.4 A clonagem molecular
Após o advento da engenharia genética, a palavra clone passou a ser usada 
também para fragmentos de DNA inseridos no interior de uma bactéria e pro-
pagados de forma assexuada. Na biologia molecular de micro-organismos, 
uma colônia de bactérias é conhecida como um clone. A clonagem mole-
cular consiste na propagação de moléculas de DNA idênticas e baseia-se 
na propagação natural de células ou indivíduos geneticamente idênticos ao 
Além dos bancos de 
DNA, recorre-se, muitas 
vezes, a bancos de 
DNA complementar 
DNAc de muito menor 
complexidade, uma vez 
que contêm somente as 
sequências codificadoras 
de determinada proteína 
expressa no tipo célula que 
está sendo usado. Neste 
caso a identificação do clone 
é de muito mais simples 
execução. O primeiro passo 
para construir um banco de 
DNAc consiste em isolar 
o RNA mensageiro; em 
seguida este é transformado 
em um híbrido DNA:RNA, o 
que se consegue usando a 
transcriptase reserva; com o 
auxílio de uma outra enzima, 
a polimerase I, o RNA 
daquele híbrido é substituído 
por DNA, e só então esta fita 
dupla DNA:DNA é inserida 
num vetor e introduzida na 
célula hospedeira.
Continua...
▸ Continuação
A identificação do 
clone pode ser feita por 
hibridização de sondas de 
DNA ou RNA marcadas 
radioativamente, com as 
bases complementares do 
clone, sendo a localização 
feita por autoradiografia. 
Quando um fragmento 
de ADN clonado é 
transcrito e traduzido in 
vivo, a proteína resultante 
pode ser identificada 
imunologicamente, desde 
que se possua o anticorpo 
específico, em geral, 
marcado com I125. Trata-
se de outro processo 
de identificação. Com a 
possibilidade hoje existente 
de utilizar sintetizadores 
automáticos, a síntese 
de oligonucleotídeos e 
oligopeptideos tornou-se 
uma tarefa laboratorial 
altamente simplificada. O 
DNA pode ser sintetizado 
sob a forma de fita simples, 
tanto de pequeno tamanho, 
quanto de tamanho maior. 
Usando as fitas de pequeno 
tamanho pode introduzir- 
se mutações em genes. 
As fitas de DNA de grande 
tamanho (200pb) usam-
se tanto como sondas, 
como para construir 
genes sintéticos que têm 
a enorme vantagem de 
possuir sítios de clivagem 
para as endonucleases 
de restrição, que não se 
encontram nos genes 
naturais, o que torna a 
manipulação daqueles 
muito mais facilitada.
Biotecnologia em Debate 17
4.3 Construindo uma molécula de DNA recombinante
Como já referimos, a manipulação genética compreende quatro fases: escolha 
do fragmento de DNA a ser utilizado, corte deste fragmento, sua transferência e 
inserção no genoma de determinada célula e, finalmente, seleção das células 
que possuem as moléculas do clone desejado. Esta última fase é a que oferece 
maior dificuldade, por ser muito demorada, dependendo da utilização dos cha-
mados bancos de DNA. Um banco de DNA possui todas as moléculas de DNA 
geradas pela inserção do ácido nucleico da fonte de interesse num determinado 
vetor, o que significa poderem existir vários tipos de bancos, conforme a nature-
za da inserção e o tipo de vetor utilizado.
Assim, o tipo de banco a ser preparado vai depender do tipo de pesqui-
sa em curso. Os elementos que formam os bancos genômicos são clones 
de DNA do genoma de determinado ser vivo, clones estes, obtidos com ve-
tores, como por exemplo, bacteriófagos, que aceitam inserções de grandes 
tamanhos. Estas inserções têm a vantagem de permitir a obtenção de todo 
o genoma em um número reduzido de clones, ou, por vezes, do gene intacto 
em um único clone (Figura 1.6).
Figura 1.6 – Construção do DNA recombinante. 
fonte: www.google.com
4.4 A clonagem molecular
Após o advento da engenharia genética, a palavra clone passou a ser usada 
também para fragmentos de DNA inseridos no interior de uma bactéria e pro-
pagados de forma assexuada. Na biologia molecular de micro-organismos, 
uma colônia de bactérias é conhecida como um clone. A clonagem mole-
cular consiste na propagação de moléculas de DNA idênticas e baseia-se 
na propagação natural de células ou indivíduos geneticamente idênticos ao 
Além dos bancos de 
DNA, recorre-se, muitas 
vezes, a bancos de 
DNA complementar 
DNAc de muito menor 
complexidade, uma vez 
que contêm somente as 
sequências codificadoras 
de determinada proteína 
expressa no tipo célula que 
está sendo usado. Neste 
caso a identificação do clone 
é de muito mais simples 
execução. O primeiro passo 
para construir um banco de 
DNAc consiste em isolar 
o RNA mensageiro; em 
seguida este é transformado 
em um híbrido DNA:RNA, o 
que se consegue usando a 
transcriptase reserva; com o 
auxílio de uma outra enzima, 
a polimerase I, o RNA 
daquele híbrido é substituído 
por DNA, e só então esta fita 
dupla DNA:DNA é inserida 
num vetor e introduzida na 
célula hospedeira.
Continua...
▸ Continuação
A identificação do 
clone pode ser feita por 
hibridização de sondas de 
DNA ou RNA marcadas 
radioativamente, com as 
bases complementares do 
clone, sendo a localização 
feita por autoradiografia. 
Quando um fragmento 
de ADN clonado é 
transcrito e traduzido in 
vivo, a proteína resultante 
pode ser identificada 
imunologicamente, desde 
que se possua o anticorpo 
específico, em geral, 
marcado com I125. Trata-
se de outro processo 
de identificação. Com a 
possibilidade hoje existente 
de utilizar sintetizadoresautomáticos, a síntese 
de oligonucleotídeos e 
oligopeptideos tornou-se 
uma tarefa laboratorial 
altamente simplificada. O 
DNA pode ser sintetizado 
sob a forma de fita simples, 
tanto de pequeno tamanho, 
quanto de tamanho maior. 
Usando as fitas de pequeno 
tamanho pode introduzir- 
se mutações em genes. 
As fitas de DNA de grande 
tamanho (200pb) usam-
se tanto como sondas, 
como para construir 
genes sintéticos que têm 
a enorme vantagem de 
possuir sítios de clivagem 
para as endonucleases 
de restrição, que não se 
encontram nos genes 
naturais, o que torna a 
manipulação daqueles 
muito mais facilitada.
inicial. O experimento de clonagem gênica consiste em introduzir o gene de 
interesse dentro de células bacterianas e posteriormente fazer o isolamento 
delas em colônias.
As células de cada colônia são idênticas entre si. A clonagem molecu-
lar consiste em fazer a ligação entre um fragmento de DNA, chamado inser-
to, contendo o gene de interesse com outra molécula de DNA, o vetor, para 
formar uma quimera ou molécula de DNA recombinante. Após, a molécula 
de DNA recombinante é transportada para dentro de uma célula hospedeira, 
em geral uma bactéria, ocorrendo o processo de transformação. A célula que 
recebeu o DNA recombinante é chamada célula transformada, a qual sofre 
muitos ciclos de divisão, produzindo várias cópias do DNA recombinante.
4.5 Debatendo: vantagens e desvantagens da tecnologia do DNA 
recombinante
Vez por outra, alguns críticos manifestam-se, alegando que os riscos não 
compensam alguns benefícios obtidos pela tecnologia do DNA recombinante. 
Seus argumentos são: o que aconteceria com bactérias Streptococcus que 
recebessem um plasmídeo possuidor de um gene codificador da resistência 
à penicilina não encontrada nas diversas cepas daquela bactéria. Doenças 
como escarlatina, reumatismos e doenças renais, controlados por este an-
tibiótico, passariam a ampliar o contingente das doenças resistente ao anti-
biótico. A este respeito vale lembrar que a Natureza, talvez até com a ajuda 
do próprio homem, parece ter tomado a iniciativa, criando a oportunidade de 
aparecimento de uma mutação, que teria tornado um subgrupo dos estrepto-
cocos resistentes à penicilina.
Membros deste subgrupo poderiam ser os responsáveis pela síndrome 
do choque tóxico, que preocupa os centros de controle das doenças infeccio-
sas. Outro exemplo refere-se à possibilidade de cepas de E.coli, que fazem 
parte da flora intestinal humana adquirir a capacidade de sintetizar toxina bo-
tulínica, ou determinado hormônio, situações que resultariam em óbvios resul-
tados desastrosos.
Mais um exemplo, é o caso da implantação, em cepas de E. coli, de um 
gene de um vírus que ocasiona tumores malignos em animais de laboratório, 
de que poderia resultar o desenvolvimento de tumores no homem, cujo intes-
tino é habitat natural daquela bactéria.
Todos estes exemplos, ou pelo menos alguns deles, parecem não le-
var em consideração que é necessário o atendimento a um certo número de 
situações como multiplicação e sobrevivência no hospedeiro, transmissão de 
animal a animal, e resistência aos mecanismos de defesas do hospedeiro. 
Mesmo com a aceitação das desvantagens de alto risco, não é muito difí-
PEREIRA, A. J.18
cil vislumbrar as possibilidades benéficas da técnica do DNA recombinante 
como insulina a baixo custo, estudos de regulação da síntese de um RNA 
mensageiro, ou, ainda, as pesquisas in vitro da mutagenese dirigida. 
Confrontando-se os benefícios com os riscos das técnicas do DNA re-
combinante são sempre sujeitos a discussão: uns preferirão argumentos a favor, 
a outros argumentos contrários. Os próprios cientistas do DNA recombinante 
alertaram sobre os possíveis riscos inerentes. Mas até agora, ao contrário do 
que muitas vezes acontece na sociedade em geral, sabem comportar-se com a 
necessária responsabilidade. Naturalmente o processo não irá desenvolver-se 
sem contrariedades. E a ciência moderna sabe muito bem o que lhe é permitido 
e o que lhe é vedado. A dialética que usa é de método crítico de suas experiên-
cias, o que lhe confere autoridade para saber que o seu domínio da Natureza é 
suficientemente utilizável na melhoria da condição humana.
As primeiras cidades foram surgindo e por consequência houve o aumento 
do consumo de alimentos. Neste tempo, começou a haver os desmatamentos 
para que houvesse campo para o desenvolvimento da monocultura, com 
péssimas consequências para o meio ambiente.
4.6 Debatendo: desvantagens da monocultura agrícola
A monocultura baseia-se no plantio extensivo de um único vegetal. Ela traz 
desvantagens tanto ambientais porque esgota o solo com o tempo e reduz a 
biodiversidade, quanto sociais, porque reduz o uso da mão de obra no cam-
po e faz com que populações rurais migrem para as cidades. A monocultura 
agrícola esteve ligada no início com a produção de cana de açúcar escravista 
no período colonial. Na atualidade, ela está ligada à modernização e industria-
lização da agricultura.
As principais vantagens da produção de um só produto são os altos 
ganhos de escala e uniformização da produção que permite a mecanização e 
a vinculação com mercados internacionais. Os problemas associados à mo-
nocultura são o uso da terra em extensão e esquece-se a fertilidade natural 
e a estrutura do solo, e não se leva em consideração a paisagem, a biodiver-
sidade e a vida social dos territórios, onde o fator ambiental é tratado como 
recurso, reduzido ao uso extensivo da terra.
A monocultura carece do uso de agrotóxicos, que quando utilizados em 
grande quantidade e em grandes extensões de terra gera grande risco am-
biental. Além disso, a disseminação de uma única espécie vegetal, seja uma 
variedade melhorada convencionalmente ou um organismo geneticamente 
modificado, baseia-se na uniformização e igualdade de espécie, raça e linha-
gem. Os riscos da monocultura estão ligados à ocorrência de pragas e doen-
ças ou problemas climáticos que podem afetar toda a produção. 
O DNA por ser uma 
molécula muito 
pequena, com apenas 
2 nm (namômetros) de 
comprimento (1 nm = 
1 milionésimo do mm), 
impossível de ser visto a 
olho nu e muito mais difícil 
de ser manipulado, pois 
não podemos enxergar 
moléculas individuais 
de DNA, mas podemos 
multiplicar várias moléculas 
dele até se tornar visível. 
Uma das tecnologias usadas 
com este objetivo é a PCR, 
que permite a multiplicação 
de um gene específico em 
uma pequena amostra de 
DNA. Com esta técnica 
podemos obter milhares 
de cópias de um gene e 
depois purificar o DNA do 
gene isolado ou detectar a 
presença de um gene em 
uma amostra.
As enzimas são utilizadas 
em muitos segmentos 
industriais, como o de 
alimentos e bebidas, de 
detergentes, têxtil, couro, 
celulose e papel, química 
fina, medicamentos e 
cosméticos e, ainda, em 
metodologia analítica e 
em biologia molecular. 
Amilases, glicose oxidase, 
pectinases, invertase, 
renina, naraginase, lipases, 
proteases, celulases 
e peroxidases são os 
biocatalisadores mais 
utilizados. Enzimas são 
também empregadas como 
medicamento, como por 
exemplo, a asparaginase 
utilizada no tratamento de 
leucemia (PEREIRA JR.; 
SILVA BOM; FERRARO, 
2008).
Biotecnologia em Debate 19
Texto complementar
O vinho e a obesidade
Duas taças pequenas de vinho tinto por dia. Essa é a receita para prevenir a hiper-
tensão, uma doença que ataca de forma silenciosa 30 milhões de brasileiros e pode 
causar derrames cerebrais, infartos e insuficiência renal. Recomenda-se aos adultos 
beberem as duas taças de vinho acompanhadas nas refeições, para ajudar a reduzir a 
absorção dos alimentos. Além disso, a comida impede o efeito inebriante do álcool. O 
suco de uva pode substituir o vinho, porém o consumo de dois copos diários poderia 
gerar outro problema: a obesidade.
fonte: Adaptado da Revista Ciência Hoje, Seção Medicina, Instituto Ciência Hoje, SBPC, v. 37, p. 59, ago. 2005.
Iluminada criação
O vinho sempre esteve associado ao lado mais espiritual do homem e, muitasvezes, à 
loucura. Inspirador, quando tomado na medida certa, pode ser também o responsável 
por momentos menos construtivos. É capaz de potencializar a criação quando inunda 
uma alma apaixonada ou tornar insuportável a vida de outras. A embriaguez conduz 
cada indivíduo a diferentes caminhos. Uma mente confusa pode não se beneficiar dos 
lados mais iluminadores do vinho, ao mesmo tempo, que outras personalidades usam 
essa mesma luz para grandes processos criativos. De uma maneira ou de outra, ele 
nos modifica e permite novas percepções. O que nasce a partir de seus efeitos pode 
parecer loucura, mas é sempre o resultado exacerbado de mentes férteis e criativas 
que nos entregam o mais íntimo e profundo de si. Resta-nos tomar uma taça e tentar 
decifrá-las. “Beba vinho.” 
Fonte: CORVO (2011).
Síntese do Capítulo
Neste capítulo foi relatada a evolução histórica dos principais eventos ocorri-
dos no desenvolvimento da biotecnologia. Primeiramente destacou-se a bio-
tecnologia das fermentações usada há milênios pelos povos da antiguidade 
na produção de pães, vinhos, queijos, passando pelos experimentos de Men-
del sobre as leis dos caracteres adquiridos e a descoberta da estrutura da 
molécula do DNA, por Watson e Crick, descobertas estas que, em conjunto, 
possibilitaram avanços para o surgimento da biotecnologia moderna, a Tecno-
logia do DNA Recombinante.
Em seguida foram relatadas as técnicas de domesticação de plantas e 
animais usados pelo homem para diversas finalidades e apresentadas as van-
tagens e desvantagens da tecnologia do DNA recombinante e desvantagens 
da monocultura agrícola.
PEREIRA, A. J.20
Leituras, filmes e sites
@
CIB-CONSELHO DE INFORMAÇÕES SOBRE BIOTECNOLOGIA. O que 
você precisa saber sobre transgênicos. 2010. Disponível em < www.cib.
org.br/pdf/guia_transgenicos_maio09.pdf
OLIVEIRA, T. H. G.; SANTOS, N.F.; BELTRAMINI, L. M. O DNA: uma sinop-
se histórica. Revista Brasileira de Ensino de Bioquímica e Biologia Mole-
cular, v.1, 2004. Disponível em: <http://www.sbbq.org.br/revista/viewpdf.php? 
artigoid=110>
BORÉM, A. A história da biotecnologia. A ciência que está surpreendendo até 
os mais otimistas. Biotecnologia Ciência e Desenvolvimento, n 34, p. 10-
12, jan.-jun. 2005.
FREIRE-MAIA, N. Gregor Mendel: vida e obra. São Paulo: Queiroz Editor, 
1995.
FREITAS, L. B.; BERED, F. Genética e evolução vegetal. Porto Alegre: Edi-
tora da UFRGS, 2003.
SALZANO, F. M. DNA e eu com isso? São Paulo: Oficina de Textos, 2005.
WATSON, J. D.; BERRY, A. DNA: o segredo da vida. São Paulo: Editora 
Companhia das Letras, 2005.
Filmes
http://tvescola.mec.gov.br/index.php?option=com_zoo&view=item&item_
id=4619 (história dos alimentos)
http://www.youtube.com/watch?v=zFm-G7geqPQ (fermentação)
(Série de Olho na Ciência (A Revolução da Biotecnologia-episódios 1-6)
http://www.youtube.com/watch?v=vUex0mGuv-s&feature=related
http://www.youtube.com/watch?v=INoAPaIOyiI&feature=related
http://www.youtube.com/watch?v=a2v2hiGhFGg&feature=related
http://www.youtube.com/watch?v=99U0NESBJEQ&feature=related
http://www.youtube.com/watch?v=-xdUMxRccEU&feature=related
http://www.youtube.com/watch?v=m3QoqPY1sMU&feature=related
http://www.youtube.com/watch?v=0wa7Ujk8ygU
Biotecnologia em Debate 21
Sites
http://www.cib.org.br/
http://www.mct.gov.br/index.php/content/view/6515.html
Textos, atividades online e para sala de aula
http://www.odnavaiaescola.com.br/
Pão, vinho e fungos.
http://chc.cienciahoje.uol.com.br/revsta/revista-chc-2003/138/pao-vinho-e-
-fungos-em-acao/o-pao-o-vinho-e-fungos-em-acao-0
Debate sobre monocultura agrícola
http://www.cienciamao.usp.br/dados/rec/_monoculturavoceecontraouafavor-
rosiclermartinsrodr.arquivo.pdf
Atividades de avaliação
1. O que se entende por biotecnologia das fermentações?
2. Por que a domesticação de plantas e animais foi importante para o desen-
volvimento da biotecnologia?
3. Pesquise sobre a vida e contribuição de Rosalind Franklin para a descober-
ta da estrutura da molécula de DNA. 
4. Pesquise sobre as principais contribuições de Robert Koch para a bio-
tecnologia.
5. Faça uma pesquisa na internet sobre os problemas éticos relacionados 
com a manipulação do DNA pelo homem.
Referências 
ARAGÃO, F. J. L. Organismos transgênicos: explicando e discutindo a tec-
nologia. Barueri-SP: Manole, 2003.
AYDON, C. A história do homem: uma introdução a 150 mil anos de história 
humana. Rio de Janeiro: Editora Record, 2011.
BUIATTI, M. Biotecnologias: a engenharia genética entre biologia, ética e 
mercado. 1 ed. São Paulo: Edições Loyola, Edições Paulinas, 2004.
CORVO, A. Iluminada criação. Revista da Cultura. 49 ed., Publicação da 
Livraria Cultura, ago. 2011.
PEREIRA, A. J.22
GANDER, E. S.; MARCELLINO, L. H.; ZUMSTEIN, P. Biotecnologia para 
pedestres. Brasília: EMBRAPA- SPI, 1996.
GASSEN, H. G. Biotecnologia para países em desenvolvimento. Cadernos 
Adenauer: biotecnologia em discussão. São Paulo: Fundação Konrad Ade-
nauer, v. 8, 2000.
KREUZER, H.; MASSEY, A. Engenharia genética e biotecnologia. 2 ed. 
Porto Alegre: Artmed, 2002.
PEREIRA J. R., N.; SILVA BOM, E.; FERRARO, M. A. Tecnologia de biopro-
cessos. Rio de Janeiro: Escola de Química/UFRJ, 2008. 62 p. il. - (Séries em 
Biotecnologia, v. 1).
SALLES FILHO, S. L. M. Fundamentos para um programa de biotecnologia 
na área alimentar. Caderno Difusão Tecnológica, Brasília, v. 3, n.3, p. 379-
405, 1986.
Capítulo 2
Organismos Geneticamente 
Modificados (OGM): 
plantas e animais transgênicos
Biotecnologia em Debate 25
Objetivos
• Introduzir conceitos básicos e conhecimentos sobre os Organismos Ge-
neticamente Modificados, técnicas e processos de obtenção de plantas e 
animais transgênicos.
• Caracterizar a biossegurança, bioética e legislação vigente relacionada às 
plantas e animais transgênicos.
• Discutir sobre as vantagens e desvantagens dos produtos geneticamente 
modificados.
1. Os alimentos e os organismos geneticamente 
 modificados (OGM)
Várias crianças, adultos, homens e mulheres, perambulam pelas ruas das nos-
sas cidades em busca de um simples prato de comida. Muitos destes famintos 
reviram o lixo contido em recipientes nas calçadas, na esperança de encontrar 
restos de comida que algum morador porventura tenha jogado fora (Figura 2.1).
Uma triste realidade que cresce a cada dia diante de nossos olhos, de-
vido ao aumento da população humana e principalmente da má distribuição 
de renda e outros fatores sociais e econômicos. Devemos ter em mente que 
é um fato a fome ter se agravado no planeta, mas a produção de alimentos 
tem sido realizada desde a chamada Revolução Verde no século passado, 
e mais recentemente com a chamada Revolução Biotecnológica com a 
grande produção de plantas transgênicas. Entretanto, muitas promessas 
feitas pelos defensores dos alimentos transgênicos de acabar com a fome 
na Terra tem sido intangíveis.
Poucas empresas controlam o essencial da comercialização de or-
ganismos geneticamente modificados (OGMs).Poucos países, dentre eles, 
os Estados Unidos, Argentina, Canadá e China cultivam os OGMs e ape-
nas as plantas OGMs de soja, algodão, canola e milho se destacam entre 
as que apresentam características herbicidas e inseticidas. Ao contrário do 
que é propagado pela mídia, os OGMs ainda não “dominaram” a agricultura 
mundial, pois a tecnologia é recente com aplicação em poucas plantas, 
que são cultivadas em poucos países e produzidas por poucas empresas.
Figura 2.1 – Uma criança se ali-
mentando de sobras de alimentos.
Fonte: www.google.com.
PEREIRA, A. J.26
1.1 Transformação gênica
Muitas vezes nos lugares mais inesperados encontramos pessoas que nos 
ajudam a darmos uma guinada em nossas vidas e firmando ótimas parcerias. 
Pois, foi exatamente isto que aconteceu em 1972 no Havaí, quando dois bio-
químicos americanos Stanley Cohen e Herbert Boyer estavam participando 
de um encontro sobre plasmídeos e, resolveram unir seus conhecimentos 
sobre plasmídeos e enzimas de restrição para desenvolverem a tecnologiado DNA recombinante, ou engenharia genética (Figura 2.2). Eles isolaram o 
gene que codifica o RNA ribossômico (rRNA) de uma molécula do DNA de 
uma rã africana e depois inseriram esse gene no DNA da bactéria Esche-
richia coli. A bactéria durante o processo de transcrição, produziu o rRNA 
da rã, que foi o primeiro ser vivo alterado geneticamente. Este momento foi 
muito importante, pois permitiu que houvesse a quebra da barreira biológica 
que separavam os seres 
vivos, com a transferên-
cia de características de 
uma espécie para outra.
Figura 2.2 – Stanley Cohen 
e Herbert Boyer, os primei-
ros engenheiros genéticos 
do mundo.
Fonte: www.google.com.
Figura 2.3 – Célula de 
Escherichia. coli com seu 
cromossomo e plasmí-
deo, e as estruturas que 
formam um plasmídeo.
Fonte: www.google.com.
Plasmídeos são 
pequenos cromossomos 
circulares encontrados 
em bactérias que 
costumam conter genes de 
resistência a antibióticos. 
Eles se replicam 
independentemente do 
cromossomo principal 
da célula e podem ser 
transmitidos de uma 
bactéria para outra (Figura 
2.3).
Biotecnologia em Debate 27
Até o momento, a engenharia genética gerou vários Organismos Gene-
ticamente Modificados (OGMs) que permitiram avanços e vários impactos na 
sociedade humana, tanto na produção de novos medicamentos, quanto na 
produção de alimentos com melhor qualidade nutricional.
Da lista de OGMs fazem parte bactérias que são usadas como fábri-
cas sintetizadoras de insulina humana, o hormônio de crescimento (hGH) e 
substâncias anticancerígenas. Além da área médica e farmacêutica, a bio-
engenharia também possibilitou a produção de produtos agrícolas contendo 
resistência a pragas ou com maior quantidade de nutrientes. São exemplos 
destes produtos, a variedade de tomate ‘Flavr Savr’, a soja transgênica Roun-
dup Ready e o milho Bt, dentre outros.
1.2 Como se faz um transgênico
Para se construir um transgênico é necessário: o DNA de um organismo euca-
riótico contendo o gene de interesse isolá-lo pelo corte com enzimas de res-
trição; o DNA de um vetor de clonagem, um plasmídeo, por exemplo, cortado 
pela enzima de restrição. Após é necessário produzir um plasmídeo híbrido 
com os fragmentos do DNA do organismo e do vetor com uso da enzima liga-
se, que mantêm as extremidades dos fragmentos do DNA unidas.
As células hospedeiras, geralmente E. coli, captam o plasmídeo híbrido; 
e por meio da clonagem gênica a célula hospedeira é transformada, gerando 
várias clones do gene de interesse cada vez que a bactéria se reproduz, desta 
maneira o plasmídeo se reproduz junto com a multiplicação celular. Uma tria-
gem é realizada para separar as células que receberam o gene de interesse 
das células que não contem o vetor com o gene de interesse.
Por fim, essas células se tornam capazes de transcrever e traduzir o gene de 
interesse na síntese da proteína codificada por este gene. Em uma modificação ge-
nética, o transgene é incorporado no genoma de um organismo através de um vetor 
que contém muitos outros genes promotores, “terminators” e marcadores da 
resistência antibiótica cuja ação poderá contribuir no efeito global (Figura 2.4). 
a)
 
b) 
Figura 2.4 – Primeiros passos para obtenção de um transgênico. a) seleção do gene 
de interesse, b) isolamento do gene in vitro.
Fonte: www.google.com
Os Organismos 
Geneticamente Modificados 
(OGMs) ou transgênicos 
abrangem todo animal, 
planta ou microrganismo 
em que seu material 
genético, DNA ou RNA, 
tenha sido modificado pela 
inserção de um ou mais 
genes em seu genoma 
por qualquer técnica de 
engenharia genética. Estes 
genes inseridos visam 
melhorar uma determinada 
característica ou produzir 
uma proteína que não seria 
naturalmente expressa 
pelo organismo nativo. Por 
exemplo, a produção no 
leite de cabra do hormônio 
insulina usada pelos 
diabéticos ou a resistência 
do milho a um determinado 
vírus, herbicida ou insetos.
Sementes de um 
determinado tipo de planta 
transgênica geradas pela 
tecnologia conhecida como 
“Terminator”, exterminador 
em inglês, são controladas 
por grandes empresas. 
Essas sementes são 
resultantes de modificações 
genéticas feitas nas plantas 
para produzir sementes 
estéreis, ou seja, que não 
se reproduzem. Existe 
um controle do uso desta 
técnica, pois a semente 
guardada da colheita, 
de uma variedade com 
tecnologia ‘Terminator’, 
não poderá ser usada para 
plantio na safra seguinte, 
pois esta não germinará, 
ela está morta (Figura 2.5).
PEREIRA, A. J.28
Figura 2.5 – A sequência do DNA a ser transferida deve conter um gene selecionado, 
por exemplo, o gene Bt de resistência a inseto, dois promotores eucarióticos ativos na 
planta, um para o gene selecionado e um para o gene marcador e, dois terminadores, 
um para gene selecionado e outro para o gene marcador. Fonte: www.google.com.
Considerando que o DNA nem sempre se decompõe no trânsito alimen-
tar dos animais e homem, fragmentos funcionais do gene marcador de resis-
tência a um antibiótico poderão sobreviver e ser absorvidos por uma bactéria 
intestinal que contribuirá, assim, a difundir a resistência a esse antibiótico. É 
deste modo que uma parte de um plasmídeo geneticamente modificado so-
breviveu aos efeitos da exposição à saliva humana durante uma hora e con-
seguiu transformar bactérias da boca. A saliva contém determinados fatores 
que aceleram a transformação de bactérias pelo DNA nu. 
Figura 2.6 – Construção gênica com a inserção do novo gene no plasmídeo vetor
Fonte: www.google.com.
2. As plantas transgênicas
Chamam-se plantas geneticamente modificadas ou transgênicas, aquelas 
em que novos genes, responsáveis por características desejáveis são, após 
prévia identificação e isolamento a partir de diversos organismos, nelas in-
corporados e expressos de modo estável. Entre vários genes com interesse 
agronômico destacam-se os que conferem resistência a diversos patógenos, 
vírus, bactérias, fungos e nematoides ou a insetos nocivos, bem como tolerân-
O primeiro transgênico 
criado foi a bactéria 
Escherichia coli, que sofreu 
adição de genes humanos 
para a produção de insulina 
na década de 1980. Em 
1983 foi obtida a primeira 
planta transgênica: uma 
planta de tabaco resistente 
a um tipo de antibiótico. 
As plantas geneticamente 
modificadas resistentes a 
insetos, vírus e bactérias 
foram testadas em campo 
pela primeira vez em 
1985. Depois vieram 
outras plantas e animais 
transgênicos, inclusive 
ratos, macacos, gado e 
cabras.
Enzimas de restrição: 
são enzimas bacterianas 
que são capazes de 
reconhecer, ligar-se e cortar 
pequenas sequencias de 
DNA entre nucleotídeos 
específicos. 
Vetor: é um agente usado 
para carregar o gene de 
interesse para outra célula. 
Os vetores mais usados 
são os vírus, leveduras e 
plasmídeos.
Biotecnologia em Debate 29
cia a herbicidas. Os OGMs cultivados são, em 99% dos casos, de dois tipos: 
“OGMs herbicidas” e “OGMs inseticidas”.
Os primeiros são plantas geneticamente modificadas para metabolizar 
um herbicida. Os segundos são geneticamente modificados para produzir, ao 
longo de todo o seu ciclo e em todas as suas células, um inseticida. Há uma 
terceira categoria de OGMs, minoritária, que é resistente a um ataque de vírus.
Há uma preocupação de que o “promotor” usado em alimentos transgê-
nicos possa se transferir para bactérias ou órgãos internos humanos. Promo-
tores permanentemente ativam os genes que, de outra forma, poderiam estar 
desativados. Cientistas acreditam que isso possa criar efeitos imprevisíveis à 
saúde, incluindo crescimento celular pré-cancerígeno, encontrado nos estu-
dos de alimentação animal.
2.1 Plantas transgênicas com resistência aos herbicidas
As primeiras plantas transgênicas produzidas têm genes para resistência a 
herbicidas, devido à facilidade de manipulação. O fumo tolerante a um herbici-
da foi a primeira cultura transgênica a obter aprovação para comercialização, 
antes mesmo do tomate “Flavr Savr”. A resistência aos herbicidas pode ser 
obtida portrês mecanismos diferentes: 
• Através da produção excessiva do alvo bioquímico sensível ao herbicida;
• De uma alteração estrutural, resultando em uma afinidade reduzida ou in-
sensibilidade ao herbicida;
• Da degradação do herbicida antes de atingir o alvo dentro da célula. 
Teoricamente é possível a introdução de tolerância a qualquer herbi-
cida em qualquer planta, desde que os herbicidas apresentem dentre outros 
aspectos, largo espectro de atuação, elevada atividade unitária, rápida inati-
vação, mínima volatibilidade e mobilidade no solo, toxicidade seletiva para as 
plantas, e mínima ou não toxicidade para espécies animais aquáticos, aves e 
para o Homem. Também deve ser considerado um baixo potencial de resis-
tência a herbicida pelas plantas daninhas.
A tolerância aos herbicidas obtida por meio da transgênese não resulta 
em tolerância a todos os herbicidas, mas somente ao herbicida ou classe de 
herbicidas contra o(s) qual (is) o mecanismo foi desenvolvido. Existe um risco 
de um possível fluxo do gene de resistência ao herbicida da planta transgê-
nica cultivada para as plantas daninhas. Para minimizar o fluxo do transgene 
para outras plantas, podem ser usadas práticas culturais em que o plane-
jamento de ensaios de campo inclua bordaduras de campo com linhas de 
plantas com macho-esterilidade ou androestéreis, não polinizadoras; divisão 
de parcelas e rotação de culturas em conjunto com as culturas existentes nas 
plantações vizinhas.
Pesquisadores de Harvard 
nos Estados Unidos 
conseguiram desenvolver 
um rato transgênico 
para ser utilizado em 
pesquisas sobre câncer. 
Para tal fim, eles juntaram 
um pedaço pequeno do 
plasmídeo bacteriano 
com um oncogene obtido 
anteriormente de um rato 
em que foi injetado um 
gene estranho que produziu 
este oncogene. Após o 
oncogene junto com o 
plasmídeo bacteriano 
foram injetados em 
óvulos fertilizados do rato 
e implantados em uma 
fêmea. Por fim, alguns 
filhotes apresentaram 
em seus cromossomos 
o oncogene introduzido 
artificialmente e foram 
estimulados a se cruzarem 
entre si para produção 
de ratos portadores dos 
oncogenes. 
Oncogene é um proto-
oncogene de ocorrência 
normal que induz a 
atividade da telomerase, 
estimula a proliferação 
celular e aumenta o 
suprimento de sangue. 
Neste proto-oncogene 
pode ocorrer uma mutação 
de ganho de função, por 
exemplo, uma função 
reguladora em um gene 
de fator de crescimento, 
resultando na expressão 
aumentada ou na secreção 
de um produto (Fonte: 
WESTMAN, 2006).
PEREIRA, A. J.30
Muitos consideram que a comercialização destas plantas promove um 
aumento no uso de herbicidas, enquanto outros dizem que é possível que elas 
provoquem uma redução ou substituição por herbicidas ambientalmente inócuos. 
Assim, nas plantas transgênicas com resistência a herbicidas devem ser avalia-
das com cautela caso a caso, seus riscos, custos e benefícios (Figura 2.7).
Figura 2.7 – Transformação do DNA para obtenção de uma planta transgênica resis-
tente à herbicida através de cultura de tecidos.
Fonte: Adaptado de http://www.clinicaq.com.br.
2.2 A soja resistente ao glifosato
Várias plantas transgênicas de fumo, tomate, algodão, linho e batata, resis-
tentes ao herbicida glifosato foram obtidas, ou pela introdução de uma enzima 
insensível ao herbicida, ou pela superprodução da enzima 5- enolpiruvatoshi-
quimato 3-fosfato sintase (EPSPS). A enzima EPSPS está presente na rota 
de síntese dos aminoácidos aromáticos fenilalanina, tirosina e triptofano e é o 
sitio de ação do glifosato. 
Se o herbicida glifosato for aplicado na plantação de soja, tanto as plan-
tas daninhas, quanto as plantas de soja morreriam. Procurando evitar a mor-
te das plantas de soja devido ao uso de herbicidas foi desenvolvida a soja 
transgênica resistente ao herbicida glifosato. A soja resistente ao herbicida 
glifosato foi obtida pela introdução no genoma da planta do gene que codifica 
Quando se faz um plantio 
de uma cultura de soja, por 
exemplo, várias plantas 
conhecidas como ervas 
daninhas começam a 
crescer junto com a soja, 
disputando água, adubo e 
luz etc. Os herbicidas são 
agrotóxicos aplicados na 
área de cultivo para eliminar 
essas ervas daninhas a 
fim de se obter uma ótima 
produtividade de soja. Em 
geral, esses agrotóxicos 
matam as plantas porque 
inativam alguma enzima 
essencial no interior das 
células. Essas enzimas 
participam de reações 
químicas que resultam na 
produção de moléculas 
vitais para a planta, 
como os aminoácidos 
formadores das proteínas. 
Assim, quando se aplica o 
herbicida sobre as ervas 
daninhas, elas morrem por 
falta de compostos vitais. 
Biotecnologia em Debate 31
a EPSPS, isolado da bactéria Agrobacterium tumefaciens estirpe CP4. A soja 
geneticamente modificada é capaz de metabolizar o glifosato, tornando-se 
imune aos efeitos destrutivos e letais do herbicida glifosato.
2.3 Plantas transgênicas resistentes a insetos
Com estudos nas plantas sobre a biossíntese e a regulação de compostos quí-
micos, associados a um certo grau de resistência destas plantas a insetos, re-
velou-se que esses elementos químicos encontrados nos tecidos vegetais são 
antibióticos, alcaloides, terpenos e proteínas. Entre as proteínas, estão incluídas 
enzimas quitinases, lectinas e os inibidores de enzimas digestivas. Atualmente, 
genes que conferem resistência a insetos podem ser introduzidos em plantas de 
interesse para reduzir sua suscetibilidade. Esses genes podem ser obtidos de 
plantas, bactérias ou de outra origem. Com base nisso, as plantas transgênicas 
expressando genes com atividade inseticida, representam uma nova alternativa 
de controle visando minimizar os danos causados por insetos-praga. 
A grande maioria das plantas transgênicas resistentes a insetos expres-
sa genes derivados da bactéria Bacillus. thuringiensis. Atualmente diversas 
culturas, tais como milho, algodão, soja, arroz e canola, dentre outras, têm 
sido modificadas geneticamente para expressar proteínas derivadas de Bt. 
As pró-toxinas Cry, quando ingeridas pelas borboletas, por exemplo, 
são solubilizadas pelo pH alcalino do trato intestinal da borboleta-alvo e cli-
vadas pelas proteases intestinais, tornam-se peptídeos de menor tamanho. 
Estes são colhidos por receptores específicos encontrados no epitélio, e ini-
ciam um processo de destruição tecidual, que colabora para a paralisação 
muscular, levando o inseto à morte. Esta também pode ocorrer em função de 
uma segunda causa associada à primeira, que é a multiplicação bacteriana 
na hemolinfa, determinando um processo septicêmico.
Segundo alguns pesquisadores existem vantagens do uso de plantas 
transgênicas com Bt, como:
• Independência do controle das pragas em relação ao clima, seja chuvoso 
para aplicações terrestres ou ventos e chuvas para aéreas;
• Proteção de parte das plantas que são difíceis de serem atingidas com as 
aplicações;
• Controle permanente livrando o agricultor de vistorias e aplicações eventu-
ais, além de eliminar os insetos tão logo comece a se alimentar;
• Em função dos elevados preços dos inseticidas químicos e dos custos das 
aplicações sucessivas, como nas culturas de algodão e tomate, as plantas 
transgênicas podem ser uma alternativa mais viável e econômica para o 
produtor. Além disso, pode-se ter ainda redução na aplicação de insetici-
das, principalmente os de largo espectro.
Bacillus. thuringiensis é 
uma bactéria que habita 
naturalmente o solo e tem 
sido empregada há muitos 
anos como um inseticida 
microbiano por diversos 
agricultores, e mais 
recentemente vem sendo 
utilizado como uma nova 
ferramenta para o controle 
de pragas através da sua 
expressão nas plantas 
transgênicas. A atividade 
entomopatogênica desse 
microrganismo deve-se à 
presença de uma inclusão 
cristalina produzida durante 
a esporulação, as pró-
toxinas. O cristal, composto 
por proteínas denominadas 
δ-endotoxina ou proteínas 
cristal (Cry), apresenta 
ação extremamente tóxica 
a altamente específica para 
larvas deinsetos de três 
ordens: Lepidoptera, Diptera 
e Coleoptera, dependendo 
da proteína. Existem mais 
de 120 diferentes genes cry 
e as proteínas Cry estão 
agrupadas em 22 classes.
PEREIRA, A. J.32
2.4 Plantas transgênicas resistentes a vírus
Em diversas plantas de interesse agrícola, o controle genético de doenças é feito 
com o uso de variedades de plantas resistentes. Este método de controle é o 
preferido pelos produtores por ser mais barato e de fácil utilização. Mas, como a 
maioria das plantas atacadas por doenças virais não contêm resistência natural, a 
produção de plantas transgênicas resistentes a vírus tem sido buscada.
Essa resistência tem sido obtida principalmente através da introdução 
de sequências do genoma do próprio vírus, um tipo de resistência derivada 
do patógeno. Uma das primeiras plantas transgênicas resistente a viroses li-
beradas para plantio comercial é o mamoeiro resistente ao vírus da mancha 
anelar (PRSV) no Havaí. Esse mamoeiro transgênico obteve resistência com 
a introdução de partes do gene que codifica a capa proteica do vírus PRSV. 
Várias outras plantas já foram aprovadas para comercialização, como abóbo-
ras resistentes a três vírus e batatas resistentes a três vírus.
3. Técnicas de transformação gênica
3.1 Transformação mediada por agrobactérias do gênero 
 Agrobacterium
As bactérias Agrobacterium tumefaciens causam tumores e crescimento ce-
lular descontrolado em diferentes tipos de plantas. Os tumores do colo cau-
sados por estas bactérias são formados acima do nível do solo, na região do 
colo da planta. Isto é feito pelos plasmídios indutores do tumor, plasmídios Ti, 
responsáveis pela formação do tumor após a infecção da planta por A. tume-
faciens. Os plasmídios-Ti, funcionam como vetores capazes de transferir seu 
DNA para o genoma do hospedeiro (Figura 2.8).
Esta técnica tem sido usada em transformação de soja, tomate, ervilha, 
algodão de gramíneas. Em determinados experimentos em tomates e alface 
transgênicos se realiza a inclusão de genes capazes de expressar certas pro-
teínas, que ao serem ingeridas, ativam o sistema imunológico do consumidor 
e funciona como vacinas contra um determinado agente infeccioso, para to-
lerância a herbicidas, resistência a pragas e doenças, qualidade nutricional 
como na retenção de ferro e produção de pró-vitamina A no arroz.
Lectinas são proteínas 
multivalentes com 
capacidade de ligar-se 
a carboidratos de forma 
a aglutiná-los, inclusive 
àqueles provenientes de 
superfícies celulares. São 
encontradas em tecidos de 
plantas, em leguminosas, 
como raízes, folhas, frutos 
e sementes. Elas têm 
sido identificadas como 
compostos inseticidas, 
exercendo função protetora 
no interior de sementes 
exemplificadas pelas 
lectinas de soja e do 
feijão alado. A toxicidade 
deste tipo de proteína em 
mamíferos e pássaros tem 
sido bem documentada, 
sendo registrada sua 
toxicidade a insetos. O 
mecanismo de ação seria 
de que a lectina ingerida 
causaria ruptura das células 
epiteliais do mesêntero, o 
que levaria à paralisação 
no transporte de nutrientes 
e, também facilitaria a 
absorção de substâncias 
nocivas. No entanto, o 
exato mecanismo de ação 
das lectinas ainda não está 
claro.
Biotecnologia em Debate 33
Figura 2.8 – Planta transgênica originada pela transformação pó Agrobacterium tumefaciens.
Fonte: Adaptado de http://transgeniaemvegetais.blogspot.com.
3.2 Transformação por bombardeamento de micropartículas
Esta técnica conhecida também, como bombardeio de microprojéteis ou bio-
balística (biológico + balística), o DNA inicialmente ocorre a aceleração de uma 
macropartícula carregada de milhões de microesferas de tungstênio ou ouro, a 
micropartícula. A macropartícula é propelida em direção das células-alvo em alta 
velocidade, porém é retida, após pequena distância, por uma malha de aço, de 
forma que apenas as micropartículas continuam em direção ao alvo. Uma vez 
dentro das células, o DNA que reveste as micropartículas se solubiliza e pode 
ser integrado aos cromossomos das células atingidas. A maioria das varieda-
des transgênicas 
comerciais hoje 
disponíveis foi de-
senvolvida com o 
uso da biobalísti-
ca (Figuras 2.9 e 
2.10).
Figura 2.9 – Pro-
dução de plantas 
transgênicas com 
uso de Agrobacte-
rium e bombardea-
mento com micro-
projéteis.
Fonte: www.google.com
Na produção de plantas 
transgênicas pela 
transferência mediada por 
Agrobacterium, também 
são utilizados discos 
foliares com pequeno 
diâmetro infectados 
com A. tumefaciens, 
portadora de plasmídios 
contendo o transgene. 
Após aproximadamente 
um mês de incubação 
em meio de cultura, 
plantas são regeneradas 
dos discos foliares. Por 
meio de seleção, os 
indivíduos transgênicos 
são identificados em fumo, 
tomate, soja, beterraba e 
algodão etc.
PEREIRA, A. J.34
Figura 2.10. – Técnica de bombardeamento mostrando o tecido a ser bombardeado, 
bombeador, cultivo de tecidos e regeneração da planta.
Fonte: http://biotecnologiaegenetica.blogspot.com/ 2011/09/plantas-transgenicas.html
3.3 Transformação por microinjeção
Esta técnica foi desenvolvida para transformação gênica em animais e, depois 
foi aplicada às plantas. Nesta técnica, agulhas microcapilares são utilizadas 
na introdução de DNA. Cada célula a ser transformada precisa ser manipu-
lada individualmente. Uma das vantagens deste método é que a quantidade 
de DNA injetado pode ser otimizada. Resultados positivos já foram obtidos em 
diversas espécies vegetais: milho, trigo, soja, fumo, arroz etc., bem como em 
animais: salmão, bovinos e suínos.
3.4 Transformação direta
A transformação por métodos diretos utilizam protoplastos, células sem pare-
de celular, que servem como alvo para introdução do transgene. Ele consis-
te em adicionar grandes quantidades de plasmídios quiméricos à cultura de 
células sem parede celular, Uma pequena proporção das células assimila os 
plasmídios, cuja frequência de assimilação pode ser elevada com a adição de 
polietileno glicol (PEG) ou com o uso de uma descarga elétrica (eletroporação).
Nenhuma barreira à transformação direta tem sido detectada, indican-
do que este método pode ser utilizado praticamente em qualquer espécie. A 
maior dificuldade encontrada neste método é a dificuldade de regeneração de 
planta completa a partir de células sem parede celular. 
4. Aspectos de biossegurança e bioética
Com o surgimento das técnicas de transgenia surgiram algumas preocupações 
com a biossegurança e a bioética. A biossegurança tem por finalidade prevenir 
os riscos potenciais à saúde humana, animal e ao meio ambiente, quanto a 
utilização de OGMss. É unânime entre melhoristas de plantas, ambientalistas, 
pesquisadores e a sociedade em geral a necessidade da regulamentação em 
Biotecnologia em Debate 35
nível das atividades desenvolvidas, os testes e a própria liberação comercial de 
um organismo transgênico. A regulamentação do uso da engenharia genética e 
a liberação para cultivo de OGMss, já foi estabelecida em vários países, inclusi-
ve o Brasil. Os ensaios de biossegurança acontecem em 4 fases: 
•	 Caracterização molecular quando se determinam onde os genes foram 
integrados e como são transmitidos para a próxima geração;
•	 Caracterização agronômica: onde é feita a comparação das variedades 
geneticamente modificadas com as variedades convencionais. É feita tam-
bém uma busca por diferenças entre as duas, além da característica dese-
jada. É importante ressaltar que só teremos um produto se nessa fase não 
for identificada nenhuma característica indesejada; 
•	 Análise de segurança alimentar, quando são analisadas as diferenças 
na composição das duas variedades e seus fatores nutricionais. Também 
acontecem experimentos com animais para verificar possíveis efeitos 
negativos, checando seus genes e as gerações descendentes;
•	 Análise de segurança ambiental quando são analisados o fluxo gênico 
e os efeitos sobre organismos não alvos, por exemplo, micro-organismos 
e insetos benéficos.
4.1 A CNTBio
Caso