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BIOLOGIA RESUMIDA – TÉCNICA DO DNA RECOMBINANTE PROFESSOR RAFAEL MARQUES BIOLOGIA RESUMIDA TÉCNICA DO DNA RECO MBINANTE PROF. RAFAEL MARQUES Biotecnologia: uso de seres vivos para obtenção de produtos úteis à humanidade Engenharia genética: conjunto de técnicas a fim de alterar o DNA de algum organismo Técnica do dna recombinante Permite a manipulação genética de organismos Resulta na produção de OGM’s e transgênicos OGM’s: organismo que sofreu algum tipo de modificação no seu material genético por meio de técnicas de engenharia genética Transgênicos: transferência de genes entre org. de espécies diferentes Questão 01 (UNCISAL) Pesquisadores brasileiros estão desenvolvendo uma arma inusitada contra o mexilhão-dourado (Limnoperna fortunei), molusco que está entre as mais temidas espécies exóticas invasoras a afetar os rios do país. O plano é criar um mexilhão cujo material genético seja alterado e que seja capaz de cruzar com seus parentes selvagens e produzir apenas descendentes estéreis, levando a população da praga ao colapso. Adaptado de: <folha.uol.com.br>. Acesso em: 20 out. 2017. A manipulação genética proposta pelos pesquisadores fará alterações nos genes da espécie, sendo que serão produzidos organismos: a) transgênicos, que conterão um ou mais segmentos de DNA ou genes que foram manipulados entre organismos da mesma espécie. b) clonados, provenientes de reprodução assexuada realizada em laboratório que favorecerá a transmissão das características aos descendentes. c) melhorados geneticamente pela seleção de seres com características morfológicas de interesse dentre os organismos da população. d) recombinantes, originados da alteração no sequenciamento das bases nitrogenadas do DNA e da posterior transmissão das características. e) geneticamente modificados, que terão seu material genético modificado por engenharia genética. Aplicações da técnica do DNA recombinante 1. Produção de seres transgênicos Biofábricas de produtos úteis ao homem (insulina, fator VII, somatotrofinas..) Plantas de qualidade diferenciada (resistentes à herbicidas) Ex 1.: Soja RR (roundup ready): contem genes que conferem resistência ao glifosato Confeccionada pela Monsanto (comercializa somente sementes estéreis) BIOLOGIA RESUMIDA – TÉCNICA DO DNA RECOMBINANTE PROFESSOR RAFAEL MARQUES Ex 2.: Milho BT (Bacillus thuringiensis): contem genes que codificam inseticidas Ex 3.: Arroz dourado: contem genes pra produção de b-caroteno 2. Terapia gênia ou geneterapia Adição de genes em células a fim de corrigir erros metabólicos provocados por mutações genéticas Utilização de vírus recombinantes como vetor In vivo: aplicação diretamente no indivíduo (risco de choque anafilático) Ex vivo: aplicação nas células fora do corpo; devolução das células já modificadas 3. Doping genético Utiliza as mesmas técnicas da terapia gênica Melhoramento genético para o aumento do desempenho de atletas Prot. miostatina: inibe o crescimento muscular; se inibida, o músculo cresce mais Prot. distrofina: protege a musculatura contra lesões; se multiplicado o gene, ocorrerão menos lesões IGF – 1: estimula o aumento da massa muscular; se multiplicado o gene, haverá um aumento mais rápido da massa muscular 4. Vacinas gênicas BIOLOGIA RESUMIDA – TÉCNICA DO DNA RECOMBINANTE PROFESSOR RAFAEL MARQUES Aplicação do material genético recombinante contendo o gene do antígeno associado a um vírus inofensivo que funciona como vetor A transcrição e a tradução do gene, ocorre a produção da proteína O antígeno na circulação induz à resposta imune A resposta imune induz a produção de anticorpos e células de memória Questão 02 (CESMAC) A tecnologia do DNA recombinante permitiu a criação do milho Bt, resistente ao ataque de determinados tipos de insetos. Considerando que foi introduzido um gene da bactéria Bacillus thuringiensis, que promove na planta a produção de uma proteína tóxica aos insetos, mas inofensiva aos mamíferos, é correto afirmar que o milho Bt é resultado de técnica de: a) clonagem gênica. b) transgênese. c) terapia gênica. d) eletroforese. e) cruzamento interespecífico. Ferramentas utilizadas na técnica do DNA recombinante 1. Endonucleases de restrição: são enzimas que clivam o DNA em trechos específicos Obtidas de bactérias: nelas, estas enzimas são utilizadas como mecanismo de defesa contra bacteriófagos EcoRI: clivagem em GAATTC (entre G e A); formação de extremidades pegajosas Corte em regiões específicas, permite a recombinação de DNA de diferentes espécies 2. DNA Ligase: utilizada para unir os fragmentos de DNA por ligações fosfodiéster Formação do DNA recombinante estável Gene de interesse + vetor BIOLOGIA RESUMIDA – TÉCNICA DO DNA RECOMBINANTE PROFESSOR RAFAEL MARQUES 3. Vetores: Plasmídeo bacteriano: fragmento circular e desnudo de DNA bacteriano; sua utilização evita danos à genes essenciais à bactéria; utilizado para formação de bactérias transgênicas DNA viral: a introdução de genes de interesse em vírus pode ser utilizado como ferramenta pra modificar células animais Agrobacterium tumefaciens: bactéria com habilidade de introduzir trechos de DNA nos cromossomos das plantas Questão 03 (UFT) No início da década de 1970, descobriu- se que certas enzimas bacterianas podiam cortar moléculas de DNA. Essas enzimas, denominadas endonucleases de restrição, passaram a ser bastante utilizadas em estudos envolvendo a tecnologia do DNA recombinante, pois permitem: a) o reconhecimento de sequências específicas de bases do DNA, cortando-as nesses pontos. b) o reconhecimento e o corte de qualquer sequência de bases em moléculas do DNA. c) a defesa contra bactérias invasoras, pois picotam o DNA bacteriano em pontos específicos. d) a defesa contra vírus invasores, pois picotam o DNA viral infectante em pontos aleatórios. Resumindo em etapas a técnica do DNA recombinante 1. Corte do gene de interesse com a enzima de restrição 2. Corte do DNA plasmidial com a mesma enzima de restrição 3. União dos dois fragmentos por complementaridade de bases 4. Utilização da DNA ligase unindo fortemente os dois fragmentos 5. Formação do DNA recombinante (gene + vetor) 6. Clonagem do DNA recombinante In vivo: inserção numa bactéria (reprodução = cópia do DNA) In vitro: técnica do PCR; cópia do DNA sem a participação de seres vivos 7. Transfecção: inserção do DNA recombinante no organismo a ser modificado Biobalística: disparo de esferas de ouro revestidas com o DNA REC Vírus: geneticamente modificado sem habilidade reprodutiva Agrobacterium tumefaciens: adição de DNA às células vegetais 8. Verificação: junto ao gene de interesse, adiciona-se um gene marcador Gene de resistência à determinada droga: ao aplicar a droga, as células que sobrevivem, incorporaram os genes Questão 04 (IFMT) Muitas doenças humanas resultam da deficiência de certas proteínas. Como fonte terapêutica para curar determinada doença, BIOLOGIA RESUMIDA – TÉCNICA DO DNA RECOMBINANTE PROFESSOR RAFAEL MARQUES um pesquisador necessita clonar uma proteína de origem humana, utilizando a tecnologia do DNA recombinante. Para isso, um segmento de DNA que determina a produção dessa proteína pode ser incorporado ao material genético de bactérias, que passa a produzi-la de forma mais eficiente e segura que a obtida de outras fontes animais, por exemplo, o porco. De acordo com essa técnica, analise atentamente as seguintes afirmações: I. Enzimas de restrição funcionam como tesouras químicas. II. Plasmídios são porções circulares de DNA dispersas no citoplasma de bactérias. III. Animais como cabras, camundongos e vacas não são usados na biotecnologia para produção de substâncias de interessena área médica. Assinale a alternativa correta: a) Apenas III está correta. b) Apenas I e III estão corretas. c) Apenas I e II estão corretas. d) I, II e III estão corretas. e) Apenas II e III estão corretas. Questão 05 (ACAFE) A terapia genética que pode reverter uma dolorosa doença e transformar a medicina Médicos usaram um novo tipo de tratamento chamado “silenciamento de genes” para reverter uma doença que provoca crises de dor capazes de deixar uma pessoa incapacitada. A condição, chamada porfiria aguda intermitente, também causa paralisia e é fatal em alguns casos. A nova abordagem faz ajustes nas instruções genéticas presentes em nosso DNA. Fonte: BBC News Brasil, 16/04/2019. Disponível em: https://www.bbc.com Acerca das informações contidas no texto e nos conhecimentos relacionados ao tema, assinale a alternativa correta. a) Genoma é o conjunto de éxons de um organismo, ou seja, da informação genética codificante. b) O plasmídeo bacteriano é um vetor que possui a capacidade de inserir um fragmento de DNA externo ao seu próprio genoma. Essa técnica consiste na clonagem gênica. c) As enzimas de restrição são fundamentais para a manipulação do DNA, devido à sua baixa especificidade, com capacidade de cortar o DNA em qualquer região ou sítio de corte. d) Terapia gênica é o tratamento baseado na introdução de genes sadios com uso de técnicas de DNA recombinante. Riscos relacionados aos organismos transgênicos Riscos médicos 1. Risco de ocasionar alergias Japão (90’): mais de 5.000 pessoas desenvolveram a Síndrome eosinofilia mialgia; 37 mortes e vários inválidos 2. Seleção de bactérias resistentes à antibióticos Incorporação de genes de resistência por bactérias 3. Risco de utilização à longo prazo (são consumidos à 20 anos, apenas) OBS: 2005 – Lei da Biossegurança Permite a plantação de variações transgênicas Mais de 1% de transgênicos na composição deve vir rotulada Riscos ecológicos https://www.bbc.com/ BIOLOGIA RESUMIDA – TÉCNICA DO DNA RECOMBINANTE PROFESSOR RAFAEL MARQUES 1. Perda de biodiversidade Morte das plantas selvagens pelo uso intenso de herbicidas 2. Transferência dos transgenes para plantas selvagens Através de cruzamento ou por vírus através de insetos (ervas daninhas RR e BT nos EUA) Gabarito 01 02 03 04 05 E B A C D
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