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Fundamentos da Engenharia Genética

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Joana Costa

on 12 March 2014

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Terra, Universo de Vida
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Técnica do DNA Complementar
Técnica do DNA Comp
Os organismos geneticamente modificados são aqueles cujo genoma foi manipulado, apresentando diferenças em relação à sua constituição original e, por isso, características vantajosas.
Os transgénicos são organismos geneticamente modificados que apresentam um ou mais genes de outro organismo na sua constituição genética.
O que são OGM?
O que são Trangénicos?
Fundamentos da Engenharia Genética
Possibilita o isolamento de genes de organismos complexos e o estudo das suas funções a nível molecular.
Possibilita a obtenção de Organismos Geneticamente Modificados (OGM) utilizados para:
- Produzir alimentos em maior quantidade e qualidade;
- Produzir grandes quantidades de substâncias com aplicação médica ou farmacêutica - insulina;
- Produzir substâncias com aplicação industrial;
- Biorremediação (degradação de poluentes).

Técnica do DNA Recombinante
Reação Polimerização em Cadeia
Enzimas de Restrição;
Ligases do DNA;
Vectores - plasmídeos.

Em 1968, os cientistas Werner Arber, Daniel Nathans e Hamilton O. Smith conseguiram isolar enzimas de restrição, o que permitiu o surgimento da técnica do DNA Recombinante.
Curiosidades:
Werner Arber
Daniel Nathans
Hamilton O. Smith
Em 1972, Paul Berg obteve as primeiras moléculas de DNA Recombinante, unindo DNA de diferentes espécies e inserindo este DNA numa célula hospedeira.
Paul Berg
Curiosidade:
Existem vários tipos de Endonucleases de Restrição que reconhecem diferentes sequências de DNA.
Vantagens:
Desvantagens:
Disseminação por parte dos OGM genes que perturbam o equilíbrio das populações naturais;
Redução da biodiversidade.

Célula Humana
DNA Humano
Bactéria
Plasmídeo
DNA Recombinante
Produto desejado
Ferramentas moleculares:
Transcriptase Reversa;
DNA Polimerase.

Curiosidade:
Em 1970, Howard Temin e David Baltimore descobrem a Transcriptase Reversa, utilizada na técnica do DNA Complementar.
Howard Temin
David Baltimore
Vantagem:
Permite a obtenção de produtos com interesse - Exemplo: insulina.
Síntese Proteíca
Transcrição
Tradução
DNA
mRNA
Proteínas
Ferramentas moleculares:
O que é o DNA?
Ácido nucleico formado por duas cadeias de nucleótidos.
Pentose: desoxirribose.
Bases azotadas: adenina, timina, a citosina e guanina.
É responsável pelo armazenamento da informação genética.

O que é o RNA?
Ácido nucleico formado por uma cadeia de nucleótidos.
Pentose: ribose.
Bases azotadas: adenina, uracilo, citosina e guanina.
É o intermediário entre o DNA e as proteínas.

Introdução:
Engenharia Genética:
Conjunto de técnicas que envolvem a manipulação dos genes de um determinado organismo, em geral, de forma artificial. A manipulação em causa compreende a duplicação, transferência e isolamento de genes. O objetivo desta manipulação é o de produzir organismos geneticamente melhorados para desempenharem melhor as suas funções e produzir substâncias úteis ao homem, bem como conhecer melhor algumas doenças humanas.
DNA de uma célula eucariótica
Transcrição
Processamento
Pré-mRNA
mRNA
cDNA
Transcriptase reversa
Degradação do mRNA
cDNA
Curiosidade:
A engenharia genética surgiu em 1973 quando os cientistas norte-americanos Stanley e Wayne Boyer conseguiram transferir um gene de uma rã para o DNA de uma bactéria, que multiplicou o gene do anfíbio.
Stanley
Wayne Boyer
Curiosidade:
Em 1985, Kary Mullis descreveu o método conhecido como Reações de polimerização em cadeia, que possibilita a obtenção rápida de bilhões de cópias de um segmento específico de DNA.
Kary Mullis
Ferramentas moleculares:
DNA Polimerase;
Primers.

Conclusão:
O desenvolvimento da engenharia genética contribuiu para o desenvolvimento e melhoramento de diversas áreas tais como a saúde, a justiça, a agricultura e o ambiente.

Contudo, a engenharia genética pode levantar questões éticas:
A manipulação do genoma de seres vivos;
A extração de células estaminais de embriões humanos.

Vantagens:
Técnica de baixo custo.
Permite obtenção de grande quantidade de DNA em pouco tempo.
Não é necessária uma grande quantidade de DNA.
É utilizada em estudos de Medicina Forense, no diagnóstico de doenças hereditárias e em estudos de evolução biológica.

Desvantagens:
A amostra de DNA pode ser contaminada com material genético estranho, levando à formação de cópias de DNA diferentes do DNA em estudo.

Terapia genética permitiu aumentar resistência contra o VIH de pessoas infectadas
Em que consiste?
Ferramentas moleculares:
Enzimas de Restrição.
Vantagens:
Tem aplicação a nível da investigação criminal, forense e histórica.
Permite a determinação de paternidade.

Desvantagens:
A amostra de DNA tem de estar muito bem conservada e com excelente qualidade, de modo a não comprometer o teste em causa.
É uma técnica de elevado custo.

24h
Curiosidade:
Em 1985, Alec Jeffreys descreveu uma técnica de identificação que ficou conhecida como “DNA fingerprint”, o que permitiu uma evolução ao nível da investigação criminal.

Alec Jeffreys
Mutação genética aumenta riscos de ter tuberculose
Estudo testa terapia genética para combater a AIDS
As cervejas transgênicas e as incertezas da ciência
Técnica do DNA Recombinante - Plasmídeo
Técnica do DNA Fingerprint
Para produzir insulina, os cientistas recorrem à técnica do DNA Recombinante aliada à técnica do DNA Complementar, que permite a clonagem de genes sem os seus intrões.
Clonagem:
Permite-nos produzir várias cópias idênticas de um mesmo fragmento de DNA.
São utilizadas as técnicas do DNA Recombinante, DNA Complementar e Reação Polimerização em Cadeia.

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