O documento discute a engenharia genética, que envolve técnicas para identificar, isolar e manipular genes de organismos vivos. Isso permite aplicações como produzir plantas e alimentos resistentes, diagnosticar e tratar doenças, e identificar suspeitos criminosos. No entanto, também levanta questões éticas sobre a segurança e consequências destas manipulações.
1. Engenharia Genética
Suporte de
Técnicas modernas e ferramentas
que permitem identificar, isolar,
manipular e multiplicar os genes de
organismos vivos
• Produção de plantas resistentes
(agricultura…)
• Produção de carne (pecuária)
• Diagnóstico e terapêutica de
doenças (medicina, farmácia…)
• Identificação de suspeitos(
justiça…)
• Fitorremediação
• Produção e conservação de
alimentos (indústria)
- …
Não é “engenharia” no sentido
convencional pois não há total
conhecimento dos resultados de uma
dada intervenção.
Ex:
- Cultura de células
- Uso de isótopos radiativos
- Clonagem molecular e celular
- DNAr, DNAc
- Obtenção, putificação e manipulação
de enzimas
• Manipula os seres vivos ou os
seus componentes, no sentido
de obter produtos úteis
Biotecnologia
2. Engenharia Genética Biotecnologia
Melhorar a qualidade de vida das sociedades
Reflexões sucitadas:
• Serão as manipulações seguras?Quais as consequências dos resultados?
• Qual a posição da sociedade face à manipulação do genoma dos seres
vivos e particularmente dos humanos?
• Qual o potencial destas áreas na produção de armas biológicas e
terrorismo?
• Poderão ser postas ao serviço de políticas discriminatórias e eugénicas?
Objetivo
3. Fundamentos da Engenharia Genética
• 1953 – Descoberta do modelo de dupla hélice do DNA –
Watson e Crick
Dogma Central da Bioquímica
DNA mRNA proteína
4. Fundamentos da Engenharia Genética
Década de 60:
Intenção: manipular genes
Dificuldade: como isolar os genes
pretendidos?
5. Fundamentos da Engenharia Genética
1970 – são conhecidas as enzimas restrição
Reconhecem pequenas sequências específicas do
DNA e cortam-no
7. Fundamentos da Engenharia Genética
1972 – é produzida a 1ª molécula de DNA
recombinante – Paul Berg e Peter Lobban
1973 – é transferido o 1º gene de um sapo
africano para o DNA de uma bactérias
8. Engenharia Genética -Técnicas
A – Técnica do DNA Recombinante – rDNA
B – Técnica do DNA Complementar – cDNA
C- Técnica das Reações de Polimerização em cadeia -
PCR
D- A técnica do DNA fingerprint
E- Eletroforese
9. Engenharia Genética -Técnicas
A – Técnica do DNA Recombinante – rDNA
Produzem-se moléculas de DNA a partir da combinação de
genes com proveniências diferentes
10. A – Técnica do DNA Recombinante – rDNA
Ex: produção de insulina para diabéticos exigia
27 toneladas de
pâncreas
4,5 kg de
insulina
250 000 porcos frequentemente
causadoras de alergias
11. A – Técnica do DNA Recombinante – rDNA
1. Isolamento do gene pelas enzimas de restrição
2. Introdução do gene num vetor (molécula capaz de transportar
o gene) – pode ser:
a) bacteriófago (vírus que ataca bactérias)
Como?? b) plasmídeo (DNA circular bacteriano)
A enzima de restrição “corta” o vetor
A DNA ligase liga as porções dador/vetor e produz molécula
estável – o rDNA
12. A – Técnica do DNA Recombinante – rDNA
3. Ocorre expressão dos genes – síntese
proteica em larga escala
4. Realiza-se a purificação com a extração
da substância produzida
5. Fazem-se as “bibliotecas genómicas”
13. A – Técnica do DNA Recombinante – rDNA
http://highered.mheducation.com/sites/007255678
1/student_view0/chapter14/animation_quiz_1.html
https://www.youtube.com/watch?v=x2jUMG2E-ic
14. Engenharia Genética -Técnicas
B – Técnica do DNA Complementar – cDNA
Contrariando o dogma central, obtem-se DNA a partir do
mRNA por complementaridade
15. B – Técnica do DNA Complementar – cDNA
DNA
Pré mRNA
mRNA
c DNA
Transcrição
Maturação / Processamento
Transcrição reversa
E1= Helicase, RNA polimerase
E3= DNA polimerase
Transcriptase reversa
16. B – Técnica do DNA Complementar – cDNA
• cDNA permite:
• a) localizar regiões codificantes (exões) e as não codificantes
(intrões) comparando o DNA original com o cDNA
• b) produzir proteínas eucariontes em procariontes
Nota: As bactérias não têm mecanismos de maturação do pré mRNA, pelo que, o
processo de tradução acontece em contínuo.
Se houver tradução a partir do cDNA, a proteína resulta igual à humana.
17. Engenharia Genética -Técnicas
C – Técnica das reações de polimerização
em cadeia – PCR
(Kary Mullis – 1985) Produzem-se muitas cópias de um
fragmento de DNA pretendido – “clonar DNA”
18. C – Técnica das reações de polimerização em
cadeia – PCR
DNA
fragmento
2. Separação das
cadeias
3. Formação de
cópias
1. Aquecimento
da amostra (94º)
incubação
DNA polimerase
de ser termófilo
(72º)
(60º) Nucleótidos e “primers”
(sequência de nucleótidos que
assinalam os locais onde se deve
iniciar a replicação do DNA
19. C – Técnica das reações de polimerização em
cadeia – PCR
http://www.dnalc.org/view/15475-The-cycles-of-the-polymerase-chain-
reaction-PCR-3D-animation.html
Termociclador
20. Engenharia Genética -Técnicas
D – Técnica do “DNA fingerprint”
Os fragmentos selecionados dos indivíduos são comparados
após serem sujeitos a um campo elétrico – eletroforese –
separando-se de acordo com a suas dimensões.
Nota: a probabilidade de 2 indivíduos terem sequências
analisadas iguais é de 1 em 100 milhões.
22. Engenharia Genética -Técnicas
E – Eletroforese ou separação eletroforética
Baseia-se na migração de macromoléculas (DNA ou
proteínas) polares por aplicação de um campo elétrico,
diferenciando-as pelos diferentes tamanhos e pesos
moleculares.
24. Reflexão
• Leitura do excerto do livro “Genoma” de Matt
Ridley sobre os “notáveis e perturbadores”
avanços da EngenhariaGenética
• Exposição da Feira de Biotecnologia – Lisboa
12 de abril
