Bio

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Biotecnologias
12º ano
Curso com Plano Próprio de
Tecnologias e Segurança Alimentar
MELHORAMENTO GENÉTICO
O melhoramento genético consiste em selecionar e aprimorar as características das espécies
visando a utilização pelo ser humano.
O melhoramento genético é um processo antigo, que no início era realizado por maneira
intuitiva. Por exemplo, se um agricultor desejava obter espigas de milho com maior número de
grãos, ele apenas selecionava as sementes de milho com tal característica.
Atualmente, o processo de melhoramento genético é feito baseado no conhecimento da
genética.
Um dos principais problemas relacionados ao processo é a obtenção de linhagens com baixa
variabilidade genética, ou seja, poucas diferenças entre os indivíduos da população.
Tal facto pode levar a uma diminuição da sobrevivência dos indivíduos a variações ambientais.
Biotecnologia e Engenharia Genética – Parte 2
Figura 1. Exemplo de melhoramento genético animal

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ORGANISMOS GENETICAMENTE MODIFICADOS (OGMS)| TRANSGÉNICOS
Segundo a Direção-Geral da Saúde (DGS), os organismos geneticamente modificados (OGMs)
podem ser definidos como organismos (plantas ou animais) nos quais o material genético (DNA) foi
alterado de um modo que não ocorre na natureza por reprodução ou
recombinação natural.
Os organismos transgénicos são OGMs que recebem genes de outras
espécies. Assim, todos os transgénicos são OGMs mas nem todos os OGMs são
transgénicos.
São obtidos visando a produção de substâncias de utilidade para o ser
humano.
As plantas são muito utilizadas na obtenção de transgénicos que produzam
toxinas contra pragas.
Exemplos de Organismos Transgénicos:
• Planta de algodão resistente às lagartas. Reduz a necessidade de utilização de pesticidas.
Os gastos de produção diminuem e a poluição ambiental também é reduzida.
• Golden rice. Arroz geneticamente modificado que contém um gene que codifica a
produção de β-caroteno. Foi produzido para evitar que as populações pobres da Ásia
adoecessem por avitaminoses.
Os vegetais transgénicos podem ser classificados em três gerações, segundo a ordem
cronológica de aparecimento das culturas e a característica apresentada por cada geração:
• 1ª Geração - reúne as plantas geneticamente modificadas com características
agronómicas resistentes a herbicida, a pragas e a vírus. Formam o primeiro grupo de
plantas modificadas. Foram disseminadas nos campos na década de 80 e até hoje
compõem o grupo de sementes geneticamente modificadas mais comercializadas no
mundo.
• 2ª Geração - Neste grupo estão incluídas as plantas cujas características nutricionais
foram melhoradas tanto quantitativamente como qualitativamente. Compreende um
grupo de plantas pouco difundido no mundo, porém, os campos experimentais já são
significativos.
• 3ª Geração - Representado por um grupo de plantas destinadas à síntese de produtos
especiais, como vacinas, hormonas, anticorpos e plásticos. Estes vegetais estão em fase
experimental e brevemente estarão no mercado.
Figura 2. Símbolo de
alimento transgénico

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Exemplos de alimentos geneticamente modificados:
• Aspartame. É produzido a partir de três ingredientes: aspartate, fenilanina e mentol. Os três
são conhecidos por serem transgénicos. É um adoçante muito utilizado na substituição do
açúcar. Pode ser encontrado em milhares de produtos que consumimos diariamente:
refrigerantes, iogurtes, chocolates, doces.
• Óleos refinados. Estão em quase todos os alimentos que contêm gorduras vegetais. Os de
soja, colza, milho, palma, girassol ou amendoim são normalmente misturados com óleos
alimentares e azeites (exceto virgem extra) ou comida processada.
• Amido de milho, xarope de milho. Extraídos do milho (grande parte deste grão produzido no
mundo é geneticamente modificado), estão presentes em produtos como massas, bolachas,
cereais, biscoitos, barras energéticas, comida pré-congelada, bebidas ou águas
aromatizadas.
• Margarina. Utiliza gorduras vegetais (de soja, colza, milho, palma, girassol, amendoim)
purificadas e hidrogenadas extraídas de plantas transgénicas.
• Leite de vaca. A somatropina bovina (BST) é uma forma geneticamente modificada de
hormona de crescimento bovino que provoca um aumento da produção de leite. O seu uso
é proibido na União Europeia, mas autorizado nos Estados Unidos e Brasil
• Salsicha. É uma mistura de produtos e subprodutos de origem animal, mas muitas marcas
usam soja e xaropes de milho geneticamente modificados.
• Soja e derivados. A soja é a principal solução de alimentação para vegetarianos e vegans,
mas 70% da sua produção mundial é geneticamente modificada.

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CLONAGEM
A Clonagem é um mecanismo de propagação de alguns organismos, como algumas espécies de
plantas e bactérias. Além disso, também se apresenta como uma técnica utilizada na engenharia
genética, e um exemplo é a clonagem reprodutiva. A clonagem produz clones, que são cópias
idênticas do progenitor.
A clonagem é um mecanismo de propagação realizado por organismos que apresentam
reprodução assexuada, como algumas espécies de bactérias, hidras, entre outras. Na reprodução
assexuada, um único indivíduo origina os seus descendentes, ou seja, não há troca de material
genético com outro organismo, assim, todos os descendentes são idênticos ao organismo que os
gerou, sendo chamados de clones.
Os clones podem ser definidos como um conjunto de moléculas, células ou organismos que se
originaram a partir de uma única célula, sendo idênticos a ela. Algumas espécies de plantas podem
produzir clones por meio de reprodução por estaca, por exemplo. Na espécie humana, os gêmeos
univitelinos, monozigóticos ou gêmeos idênticos podem ser considerados clones, pois originam-se
a partir de um mesmo óvulo fecundado e possuem um património genético idêntico.
Os clones têm origem a partir de uma única célula, apresentando, assim, as mesmas características
do seu progenitor.
A clonagem não ocorre apenas de forma natural, sendo também realizada por meio de processos
laboratoriais. Esses processos produzem desde cópias idênticas de algumas moléculas, como o DNA,
até organismos. Um dos casos mais emblemáticos de clonagem de organismos foi o realizado no
ano de 1996 e que deu origem à ovelha Dolly.
A Dolly foi originada a partir da introdução do núcleo retirado de células de glândulas mamárias de
ovelhas da raça Finn Dorset em ovócitos, cujos núcleos foram removidos, da raça Scotish Blackface.
A Dolly foi o único dos 247 embriões gerados que se desenvolveu. Ela era um clone da raça Finn
Dorset e desenvolveu-se a partir de uma célula adulta, o que foi uma grande novidade nos estudos
sobre clonagem.
Figura 3. Processo de clonagem para obtenção da Dolly

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Tipos de clonagem
1. Clonagem reprodutiva
Este tipo de clonagem tem como objetivo a produção de organismos idênticos ao progenitor. A
técnica, que é chamada de transferência nuclear, consiste basicamente na retirada do núcleo de
uma célula adulta e subsequente introdução num óvulo ao qual foi retirado o núcleo e, assim, não
apresenta mais material genético. Em seguida, essa célula é transferida para o útero do organismo,
que dará continuidade ao desenvolvimento do embrião. Este foi o procedimento realizado para a
criação da ovelha Dolly.
Este tipo de clonagem apresenta alguns problemas, como a morte precoce dos clones e a
presença de anormalidades provocadas possivelmente por falhas na reprogramação do genoma. A
clonagem reprodutiva mostra-se mais eficaz quando realizada por meio da transferência de núcleos
de células embrionárias em vez de núcleos de células adultas.
2. Clonagem terapêutica
A clonagem terapêutica é realizada por meio de um procedimento semelhante ao da clonagem
reprodutiva, no qual o DNA de uma célula adulta é retirado e introduzido num óvulo sem a presença
de material genético. No entanto, ao contrário da clonagem reprodutiva, a célula não é introduzida
num útero para se desenvolver. Após algumas divisões, as células-tronco (células com grande
capacidade de divisão e diferenciação, podendo, assim, tornar-se outros tipos celulares) são
direcionadas para a formação de tecidos idênticos aos do dador.
A clonagem terapêutica pode ser utilizada no tratamento de algumas doenças – como
problemas cardíacos, de forma a substituir um tecido cardíaco, após um enfarte, ou em
transplantes. Com esta técnica, seriam reduzidos os problemas de rejeição, já que o material
utilizado no tratamento teria sido produzido a partir do organismo doente.
Alguns pontos, todavia, merecem atenção. Se o doente apresenta, por exemplo, alguma doença
genética ele não poderia ser o seu dador, já que a mutação causadora da doença estaria presente
em todas as células. No caso da utilização de células provenientes de outro dador, o recetor poderia
apresentar rejeição, levando o organismo a produzir anticorpos contra essas células.
PROJETO GENOMA HUMANO
O projeto Genoma Humano iniciou-se em 1990 e teve como objetivo identificar a sequência de
bases de cada gene humano.
O genoma é o conjunto de material genético de um organismo que pode ser mitocondrial (vem
dos genes mitocondriais, sempre com origem materna) ou nuclear.
O primeiro bebé no mundo gerado com uma nova técnica de fertilização in vitro com "três pais"
nasceu no México. A técnica, denominada doação mitocondrial, é usada para prevenir doenças
provocadas por defeitos genéticos transmitidos pela mãe. O bebé possui DNA nuclear da mãe e do
pai e DNA mitocondrial de outra mãe.

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MAPEAMENTO GENÉTICO
O mapeamento genético é uma técnica que tem como objetivo encontrar e marcar genes. Os genes
são mapeados a partir de uma técnica chamada hibridização in situ, em que sondas
complementares (formadas por proteínas ou RNA mensageiro) ligam-se ao DNA alvo para marcá-
lo. Esta técnica pode ser utilizada para encontrar genes responsáveis por doenças hereditárias,
podendo auxiliar no diagnóstico precoce.
O Projeto Genoma Humano foi importante para mostrar a localização dos genes, facilitando a sua
busca no momento de realizar um mapeamento genético.
TERAPIA GÉNICA
A terapia génica consiste na substituição do gene anormal, que leva à manifestação de
determinada doença, pelo gene normal. A técnica funciona como um “transplante de genes”.
Atualmente, os estudos de terapia génica limitam-se às células somáticas. Porém, no futuro
pretende-se atuar sobre os gâmetas, evitando a transferência do gene anormal para os
descendentes.
Para que o gene seja colocado no interior da célula, é necessária a utilização de um vetor, que
normalmente é um vírus. Como os vírus conseguem entrar na célula humana e inserir os seus genes,
os cientistas utilizaram esta capacidade para desenvolver a técnica. O vírus é modificado para não
causar doenças e apenas transportar genes necessários para determinada célula. O gene normal é
inserido, as proteínas funcionais são produzidas e a doença, em tese, pode ser curada.
Limitações da terapia génica
Os métodos de transferência génica são ainda pouco eficientes e a dificuldade na criação de
mecanismos precisos de regulação do gene funcional.
A principal barreira para o desenvolvimento da técnica é a segurança, principalmente quando se
analisam os vetores. Além disso, há muitas discussões éticas e filosóficas, principalmente quando
se deseja realizar o procedimento no embrião ou em células germinativas.
Resultados satisfatórios da terapia génica
É o caso da doença genética conhecida como deficiência da lipoproteína lípase que afeta o
pâncreas. Os resultados foram tão positivos que deram origem, em 2013, ao primeiro
medicamento de terapia génica do mundo: o Glybera, que pode curar permanentemente a doença.
Outro exemplo é o estudo publicado na Science em 2013 que revelou a cura de algumas crianças
com a Síndrome de Wiskott-Aldrich por intermédio da terapia génica.

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VACINA GÉNICA
As vacinas são substâncias produzidas a partir de bactérias ou vírus causadores de doenças, e têm
como principal função estimular o nosso sistema imunológico a produzir anticorpos para combater
determinado antigénio e, dessa forma, manter o nosso corpo livre de doenças infeciosas. Dizemos
que as vacinas são uma forma de imunização ativa, já que é o nosso próprio organismo que produz
os anticorpos para a sua defesa.
Ao contrário das vacinas tradicionais, que desencadeiam resposta humoral (produção de
anticorpos), as vacinas de material genético, têm a capacidade de gerar resposta imunológica
celular e humoral, e baseiam-se no uso de sequências de material genético do agente que se quer
combater. Quando essa vacina é administrada numa pessoa, o DNARNA é reconhecido pelas suas
células, que começam a produzir substâncias que seriam normalmente produzidas por bactérias,
vírus, ou qualquer outro agente, fazendo com que o organismo hospedeiro reconheça e produza
imunidade contra essas substâncias, criando assim uma memória imunológica (imunidade
humoral).
Estas vacinas estimulam a produção de linfócitos T, responsáveis por identificar e matar as células
infetadas (imunidade celular).
O caso Pfizer e a BioNTech
A Pfizer e a BioNTech anunciaram que a vacina produzida por elas apresentou mais de 90% de
eficácia na prevenção à covid-19.
Esta vacina não injeta no organismo um vírus ou parte dele, como acontece no modelo
convencional. A proposta é fazer com que o próprio corpo produza a proteína do vírus. Para tal, é
necessário identificar qual a parte do código genético viral carrega as instruções e adicioná-lo à
imunização.
Depois da aplicação do RNA mensageiro no paciente, ele é absorvido pelas células, que começam
a produzir as proteínas virais a partir das informações recebidas. Em seguida, essas proteínas
passam a ser vistas como uma ameaça pelo organismo, estimulando o sistema imunológico, que
inicia a produção de anticorpos para neutralizar um possível ataque real.