Aula 2 - Biotecnologia Animal

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Biotecnologia e propriedade industrial
Aula 2: Biotecnologia animal
Apresentação
Nesta aula, abordaremos os aspectos relativos à Biotecnologia na produção e reprodução animal.
Enfatizaremos os métodos de cultivo de células animais in vitro, a transferência de genes e clonagem animal e, ainda,
conheceremos as aplicações e aspectos relativos à transgênese animal.
Objetivos
Identi�car as técnicas biotecnológicas utilizadas na produção, reprodução e clonagem animal;
Descrever o cultivo de células in vitro e transferência de genes;
Explicar a transgênese animal, suas aplicações e aspectos éticos.
Como é a produção animal atualmente?
 Genética dos frangos | Fonte: Comprerural.
 
 
 
 
O uso da Biotecnologia mudou a forma de produção animal,
que, ao invés de ser apenas de subsistência e extrativista,
passou também a ser conduzida como atividade comercial.
Essa mudança ocorreu porque os produtores começaram a
empregar técnicas de seleção arti�cial em várias raças e
linhagens de animais domésticos, para intensi�car a
frequência de genes economicamente viáveis, aumentando
a qualidade dos produtos de origem animal e tornando-os
mais e�cientes.
Os cientistas por meio de estudos básicos e experimentais sobre tecnologias clássicas, como transferência de embriões, e
tecnologias avançadas de produção de embriões in vitro ou clonagem por transferência nuclear de células somáticas,
conseguiram transferir genes humanos, que fabricam proteínas úteis em ovelhas e vacas, para produzir, por exemplo:
Agentes de coagulação do sangue para tratar a hemo�lia.
Alfa-1-antitripsina para tratar a �brose cística e outras condições pulmonares.
Os estudos contribuíram também com informações sobre a fertilidade, a qualidade e desenvolvimento dos ovócitos, no gado,
possibilitando uma produção leiteira mais e�ciente com o aumento da qualidade e quantidade de leite produzido.
Atenção
 Fonte: Pinimg.
Promotores de crescimento, incluindo substâncias
hormonais, são utilizados na produção animal para
estimular o crescimento dos bezerros, impactando na
produção do leite em vacas em aleitamento.
Embora o uso de substâncias hormonais ativas na
produção animal tenha aumentado, a oposição ao seu uso
também cresceu devido à possibilidade teórica de que
resíduos em tecidos comestíveis possam colocar em risco
os consumidores.
Saiba mais
Assista ao vídeo Seleon Biotecnologia - Moderna por Natureza.
Progenitores no aprimoramento genético
A escolha dos progenitores no aprimoramento genético
deve baseada em características produtivas e estéticas que
bene�ciem de forma positiva os proprietários dos animais
em questão.
Para a avaliação das melhores características é vital que o
planejamento leve em consideração o contexto econômico
e ambiental em que se inserem.
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Os programas de melhoramento genético utilizam a
inseminação arti�cial por ser uma técnica simples e de
baixo custo. Outra vantagem é que, com essa técnica, é
possível evitar doenças transmitidas nas relações sexuais.
Saiba mais
Assista ao vídeo Melhoramento genético de bovinos de leite.
Mapas genéticos
O mapeamento baseado em frequências de recombinação pode ser construído com base na genotipagem de marcadores
genéticos do DNA obtido de populações de referência.
  
Assim, para o desenvolvimento de mapas genéticos, é necessária a detecção de QTL usando marcadores genéticos,
favorecendo a compreensão de como a variação genética in�uencia a característica de interesse e o uso de técnicas baseadas
em PCR e como marcadores microssatélites aumentam a e�ciência dos processos de mapeamento.
Atenção! Aqui existe uma videoaula, acesso pelo conteúdo online
Saiba mais
Veja os seguintes vídeos:
Fecundação In Vitro na Consultec (ES) - Ouro�no em Campo.
Sterile Cell Culture Technique.
Globo Rural - Produção in vitro de embriões Bovinos - Brio Embryo
Técnicas de manipulação genética
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 Por PopTika. | Fonte: Shutterstock.
O cultivo de células foi um método desenvolvido para estudar o comportamento de células animais em um ambiente
controlado.
Dependendo da sua origem, as células animais crescem como uma monocamada aderente ou em suspensão. As células em
cultura possuem, inicialmente, características semelhantes aos seus tecidos de origem.
As técnicas de manipulação genética permitem que genes de eucariotos sejam inseridos em células procarióticas e que estas,
ao se multiplicarem, sejam capazes de propagarem esses genes.
Para produção de animais através de manipulações genéticas, o DNA exógeno deve ser introduzido em células totipotentes
com capacidade para se diferenciarem e produzirem outras células.
 (Fonte: Wikipedia).
Transfecção
Nem todas as proteínas eucarióticas, contudo, são
sintetizadas e�cientemente em bactérias. Em função dessa
limitação, foi desenvolvido um sistema para a expressão de
proteínas biologicamente ativas por meio da transfecção
destes genes para células eucarióticas.
 
A transfecção constitui na introdução de um vetor genético
em uma célula hospedeira. O sistema de expressão de
baculovírus em células de insetos é apropriado para a
síntese de proteínas eucarióticas.
 
Atenção! Aqui existe uma videoaula, acesso pelo conteúdo online
A tecnologia para construção de vetores de baculovírus é feita com base em plasmídeos de transferência. Após a construção
do plasmídeo, é feita a transfecção da célula do inseto, utilizando-se o DNA do vírus parental e o DNA do plasmídeo.
 
Durante a infecção viral, por recombinação homóloga, o gene original no vírus é substituído pelo gene de interesse contido no
plasmídeo. O vírus recombinante formado é, então, selecionado por plaqueamento em células infectadas, permitido a produção
de inseticidas virais geneticamente modi�cados usados para o controle biológico de insetos.
http://estacio.webaula.com.br/cursos/go0266/aula2.html
Clonagem animal
A clonagem animal gera cópias idênticas de indivíduos. O
processo é por transferência nuclear, no qual o núcleo de
uma célula doadora é removido e transferido para outra
célula onde o núcleo foi previamente retirado,
desenvolvendo-se embrionariamente e originando um
indivíduo igual ao doador celular.
 
A clonagem molecular engloba a clonagem de um ou mais
genes ou um pedaço longo de DNA, produzindo muitas
cópias de diferentes combinações genéticas. A clonagem
celular constitui linhagens de células como os anticorpos
monoclonais e a clonagem de organismo multicelular.
 Fonte: Genética Animal
<//www.geneticaanimal.com.br/sites/default/files/clonagem.jpg >
 Fonte: Eu amo meus animais <//euamomeusanimais.com.br/wp-
content/uploads/2014/02/clonegirinos.jpg > .
A clonagem utiliza vetores que geram clones por meio da
multiplicação de moléculas de DNA recombinante. A
escolha do vetor vai depender do tamanho do fragmento do
DNA.
 
Os plasmídeos, os bacteriófagos e os Cosmídeos são
exemplos de vetores.
http://www.geneticaanimal.com.br/sites/default/files/clonagem.jpg
http://euamomeusanimais.com.br/wp-content/uploads/2014/02/clonegirinos.jpg
Como a clonagem acontece?
Na clonagem, o núcleo de uma célula do animal que se
pretende clonar é transferido para um óvulo de outro animal
da mesma espécie, ao qual se retirou o núcleo.
 
Esse tipo de clonagem apresenta inúmeras aplicações
cientí�cas e comerciais, incluindo a preservação de animais
de genética desejável.
Esse procedimento foi utilizado para a obtenção da Dolly,
por meio da transferência do núcleo de uma célula somática
da glândula mamária de uma ovelha para um óvulo
enucleado, fazendo com que este começasse a comportar-
se como um óvulo recém-fecundado por um
espermatozoide.
 Fonte: Eu amo meus animais <//euamomeusanimais.com.br/wp-
content/uploads/2014/02/clonegirinos.jpg > .
 Fonte: Ghente <//www.ghente.org/imagens/temas/clonagem/clonagem_dolly.gif >
A clonagem é a replicação de certos tipos de células a partir
de uma célula "mãe" ou a replicação de uma determinada
parte da célula ou DNA para propagaruma característica
genética desejável especí�ca. 
http://euamomeusanimais.com.br/wp-content/uploads/2014/02/clonegirinos.jpg
http://www.ghente.org/imagens/temas/clonagem/clonagem_dolly.gif
Tipos de clonagem
Existem três tipos de clonagem:
Clique nos botões para ver as informações.
Utilizada para obter várias cópias de um gene ou outro pedaço de DNA, depois isolar ou "cortar" o DNA de sua fonte e, em
seguida, “colá-lo” em um vetor de DNA que possa ser replicado. Pode ser gerado por PCR ou nas células.
Clonagem de DNA 
Projetada como terapia para uma doença. O núcleo de uma célula é inserido em um óvulo fertilizado cujo núcleo foi
removido. O ovo nucleado começa a se dividir repetidamente para formar um blastocisto.
Os cientistas, então, extraem células-tronco do blastocisto e as usam para cultivar células que são uma combinação
genética perfeita para o paciente. As células criadas por clonagem terapêutica podem então ser transplantadas para o
paciente para tratar uma doença da qual ele sofre.
Clonagem terapêutica 
Usada quando a intenção é gerar um animal que possua o mesmo DNA nuclear que outro animal existente atualmente ou
anteriormente. 
Clonagem reprodutiva  
O processo usado para gerar esse tipo de animal clonado é
chamado transferência nuclear de células somáticas.
 Fonte: Nanocell <//nanocell.org.br/wp-
content/uploads/2013/10/peixe_transgenico.png >
Saiba mais
Assista aos vídeos:
In Vitro Clonagem - Globo Rural
Reportagens Transgênicos
Os Organismos Geneticamente Modi�cados
http://nanocell.org.br/wp-content/uploads/2013/10/peixe_transgenico.png
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O que é um animal transgênico?
Na maioria dos animais, as células somáticas, e as células germinativas, separam-se cedo nas primeiras etapas de
desenvolvimento dos embriões. A introdução de DNA estranho nas células de um animal produz um animal transgênico, com
capacidade para transmitir a sua linha germinativa nesse DNA exógeno, sendo a molécula de DNA exógeno o transgene que
pode conter um ou mais genes diversos.
Um animal transgênico é aquele que apresenta introduzido em seu genoma, por intervenção humana, moléculas de DNA
recombinante exógenas, ou seja, DNA estranho aquele organismo.
A técnica foi desenvolvida no �nal da década de 1970 em camundongos, o mamífero cujo genoma é, até hoje, o mais
facilmente manipulável.
Saiba mais
Assista ao vídeo: Como são feitos os animais transgênicos?
A transgenia permite a alteração de DNA já existente no animal, por meio da recombinação homóloga em células-tronco
embrionárias.
Exemplo
É possível, com isso, a criação de animais de grande porte com características comercialmente interessantes como:
Vacas que produzem mais leite.
Leite com menos lactose ou colesterol.
Porcos e gado com mais carne.
Ovelhas que produzem mais lã.
Animais resistentes a doenças, como a gripe suína ou a febre aftosa em bovinos.
Você sabe o que é um animal nocaute?
A transgenia vem sendo utilizada para a criação de porcos compatíveis imunologicamente com o ser humano. Por meio da
técnica de nocaute, foi produzida uma linhagem de porcos que não expressa uma proteína imunogênica em seres humanos.
 
Um animal nocaute é um animal que é nulo para um determinado gene, ou seja, esse gene teve seus alelos modi�cados
geneticamente de modo a não mais produzirem uma proteína ativa.
 
Ainda não sabemos os riscos que os xenotransplantes podem causar à saúde humana devido ao risco de transmissão de
patógenos suínos.
Atenção! Aqui existe uma videoaula, acesso pelo conteúdo online
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Saiba mais
Assista ao vídeo: É correto criar órgãos humanos em porcos?
Transgenia na produção de fármacos
A transgenia em animais de grande porte vem sendo
utilizada para a produção de fármacos. Podem ser obtidos
do leite de vacas, cabras ou ovelhas transgênicas produtos
como:
Insulina.
Hormônio de crescimento.
Fator de coagulação.
 
Transgenia na indústria
A aplicação da transgenia na indústria, de forma equivalente
à na medicina, visa à criação de biorreatores, animais
transgênicos de grande porte produzindo uma proteína de
interesse comercial em algum tecido de fácil puri�cação.
Um exemplo é a cabra transgênica que produz em seu leite
uma proteína da teia de aranha.
A puri�cação em grande escala desses polímeros a partir do
leite permite a criação de um material leve e �exível com
enorme resistência, que poderá ser usado em aplicações
militares (coletes e uniformes a prova de bala) e médicas
(�o de sutura), entre outras.
Comentário
A transgênese pode desa�ar alguns ensinamentos e, às vezes, é vista como colocando os humanos na posição de “brincar de
Deus”, criando novas formas de vida. No entanto, a pesquisa e o uso desses animais permanecem controversos.
 
Questões éticas e morais, de bem-estar animal, interesses e equidade dos pacientes, além de questões econômicas, comerciais e
regulatórias, precisam ser discutidas para que essas novas tecnologias emergentes sejam usadas de maneiras socialmente
aceitáveis e seguras.
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Atividade
1. A produção animal passou ser conduzida como uma atividade comercial. Em que se baseia os programas de melhoramento
genético empregado para aumentar a produção de alimentos e a qualidade dos produtos de origem animal. Como são escolhidos
os progenitores das gerações seguintes?
2. Para reprodução animal por meio de manipulações genéticas, é necessário modi�car o DNA inclusive das células das linhas
germinativas para tornar os efeitos dessas manipulações hereditárias. Qual a técnica utilizada?
3. A Biotecnologia Animal tem fornecido novas ferramentas para os programas de melhoramento e, dessa forma, contribuído para
identi�cação dos genes responsáveis pelas características fenotípicas de interesse zootécnico. Quais as estratégias utilizadas
para a identi�cação desses genes?
4. Uma célula somática de mamífero, já diferenciada, pode ser reprogramada ao estágio inicial e voltar a ser totipotente. Dessa
forma, a transferência do núcleo de uma célula somática da glândula mamária de uma ovelha para um óvulo enucleado faz com
que este comece a comportar-se como um óvulo recém-fecundado por um espermatozoide. O texto se refere a qual técnica da
Biotecnologia Animal?
5. A introdução de DNA exógeno em um oócito fertilizado ou em uma célula de um embrião em início de formação pode originar
um animal transgênico com capacidade para transmitir à sua linha germinativa esse DNA exógeno. O que é um DNA
recombinante exógeno?
Notas
transfecção
Transfecção é o processo de introdução intencional de ácido nucleicos nas células. O termo é usado sobretudo para métodos
não virais nas células eucarióticas. Pode também referir-se a outros métodos e outros tipos de células, embora sejam
preferidos outros termos. Transformação é usado para descrever a transferência não viral de ADN nas bactérias, células
eucarióticas não animais e nas células de plantas – uma forma particular de transformação refere-se a modi�cações genéticas
espontâneas, como a carcinogênese. O termo transdução é normalmente usado para descrever a transferência de ADN
mediada por vírus.
Referências
GONÇALVES, P.B.D.; FIGUEIREDO, J.R.; FREITAS, V.J.F. Biotécnicas Aplicadas à Reprodução Animal. 2. ed. Editora: Roca, 2008.
GRIFFITHS, J.F.; WESSLER, S.R.; CARROLL, S.B.; DOEBLEY, J. Introdução à Genética. 11. ed. Rio de Janeiro: Ed. Guanabara
Koogan S.A., 2015.
RAMALHO, M.A; SANTOS, J.B.; PINTO, C.A.B.P., SOUZA, E.A.; GONÇALVES, F.M.A.; SOUZA, J.C. Genética na agropecuária. 5. ed.
Lavras, Minas Gerais: Ed. UFLA, 2012.
WATSON, J.D.; BAKER, T.A. Biologia Molecular do Gene. 5. ed. Porto alegre: Artmed, 2006.
Próxima aula
Diferentes técnicas de Transformação genética de plantas;
Principais métodos em Biotecnologia vegetal: cultivo in vitro, micropropagação, produção de sementes arti�ciais e
melhoramento genético;
Transgênese em plantas e suas principais aplicações.
Explore mais
Assista ao vídeo: Biotecnologia animal e melhoramento.
Leiaos textos:
Aplicações da Biotecnologia na produção animal
Cultivo celular
Genética e Biotecnologia
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