Engenharia genética

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Trabalho realizado no âmbito da disciplina de Biologia de 12ºano acerca dos Fundamentos de Engenharia Genética

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  • São enzimas, que só se encontram em seres procariontes, e que são capazes de reconhecer pequenas sequencia especificas de nucleótidos, denominados locais de restrição.
  • Estas enzimas ao reconhecerem as sequencias de nucleótidos vão cortar a molécula de DNA apenas nesses locais, atuando como uma espécie de “tesoura molecular”.
  • Utiliza-se uma enzima de restrição, a qual vai cortar a molécula de DNA nas zonas de restrição, separando o DNA em fragmentos manipuláveis
  • De seguida utilizamos um vetor.
    Vetor: molécula capaz de transportar fragmentos de dna para um célula
    Plasmideos: pequenos fragmentos livres de DNA com forma circular presentes nas bactérias
    Bacteriofagos: vitus que atacam as bactérias
    Para que o fragmento de DNA estranho seja incorporado no vetor é necessário que a mesma enzima de restrição que atuou sobre o DNA atue no vetor, de forma a expor uma sewuencia nucleotidica complementar
  • O fragmento de DNA é incorporado no vetor por ação da enzima DNA Ligase, produzindo uma nova molécula estável (DNA recombinate)
  • Esta vetor recombinante vai ser então introduzido numa célula hospedeira a qual passa a produzir a proteína pretendida
  • Para compreender a necessidade da criação do cDNA é nesseraio compreender as diferenças e semelhanças na síntese proteica das células euc e proc
    Em ambos ocorrem a transcriação e a tradução contudo existe uma pequena diferença na trasncriação.
  • Como podemos ver os seres procariontes não possuem intrões, contrariamente aos eucariontes.
  • Assim, na transcrição dos seres eucariontes a molécula de mRNA pré-mensageira sofre maturação, isto é os intrões são removidos.
  • Os procariontes não possuem mecanismos de maturação de mRNA , assim, se fosse introduzido um gene num procarionte que contem intrões, a transcriação da célula será feita sem ocorrer maturação do mRNA , produzindo-se na tradução uma proteína diferente da pertendida
  • Assim, O cDNA é formado com o objetivo de facilitar a produção de protainas de seres eucariontes em bactérias
  • Esta tecnica é utilizada essencialmente em ciências criminais ou na formação de bibliotecas genómicas (os genes são copiados e armazenados para posteriores utilizações)
  • A hemoglobina produzida por engenharia genética não exigiria tipo sanguíneo compatível, é livre de vírus, e estará disponível em quantidades potencialmente ilimitadas.
    Quando colocado na corrente sanguínea, hemoglobina nu transporta oxigênio, exatamente como faz quando nos glóbulos vermelhos. Mas, enquanto a hemoglobina nos glóbulos vermelhos pode durar por seis meses, a hemoglobina nu dura apenas algumas horas ou dias
  • Engenharia genética

    1. 1. ngenharia Genética Um trabalho de bactérias
    2. 2. Conjunto de técnicas capazes de permitir a identificação, manipulação e multiplicação de genes em organismos vivos.
    3. 3. 1930 1944 1953 1961 1972 1978
    4. 4. 1930 1944 1953 1961 1972 1978 George W. Beadle e Edward L. Tatum Regulação da produção de proteínas e enzimas pelos genes
    5. 5. 1930 1944 1953 1961 1972 1978 Oswald Avery O ácido desorribonucleico (ADN) enquanto componente cromossómico que transmite as informações genéticas
    6. 6. 1930 1944 1953 1961 1972 1978 Francis H. C. Crick e James D. Watson Modelo de dupla hélice para a molécula de DNA
    7. 7. 1930 1944 1953 1961 1972 1978 François Jacob e Jacques Monod DNA enquanto responsável pela síntese de proteínas
    8. 8. 1930 1944 1953 1961 1972 1978 Paul Berg Ligou duas cadeias de DNA de diferentes origens
    9. 9. 1930 1944 1953 1961 1972 1978 Werner Arber , Daniel Nathans e Hamilton O. Smith Enzimas de restrição foram isoladas
    10. 10. Enzimas de Restrição DNA Recombinante DNA Complementar PCR
    11. 11. Locais de Restrição
    12. 12. 1 2 3
    13. 13. Forma de DNA artificial criada por combinação de duas ou mais sequências que na natureza não ocorreriam juntas.
    14. 14. Isolar o gene desejado Separação do DNA em fragmentos manipuláveis Exposição de uma sequencia complementar no Vetor de DNA Incorporação do fragmento de DNA no vetor hospedeiro Introdução do vetor recombinante numa célula hospedeira
    15. 15. Isolar o gene desejado Gene Desejado 1 2
    16. 16. Separação do DNA em fragmentos manipuláveis Enzima de Restrição 1 2 3 4 5
    17. 17. Exposição de uma sequencia complementar no Vetor de DNA Plasmídeo Bacteriófago Exemplos de Vetores: Enzima de Restrição 1 2 3
    18. 18. Incorporação do fragmento de DNA no vetor hospedeiro 1 2
    19. 19. Introdução do vetor recombinante numa célula hospedeira 1 2
    20. 20. DNA sintetizado a partir de um molde de RNA mensageiro maduro (mRNA) numa reação catalisada por duas enzimas: DNA polimeraseTranscriptase Reversa
    21. 21. ProteínaRNADNA A A T GC TT CC AG Transcrição Tradução U UGA C MET Glu Val Transcrição
    22. 22. DNA de um Procarionte DNA de um Eucarionte Intrões
    23. 23. 6 43 2 1 5  Revisão: Transcriação nas células eucarióticas
    24. 24. ProteínaRNADNA A A T GC TT CC AG Transcrição Tradução U UGA C MET Glu Val Transcrição (sem maturação do RNA pré-mensageiro) Tradução (produção duma proteína diferente da pretendida) Val Gli Lis  Introdução de um gene com intrões num ser procarionte Nota: Seres procariontes não possuem mecanismos de maturação de mRNA
    25. 25. Cadeia complementar de cDNA DNA Polimerase Cadeia de cDNA
    26. 26. Técnica que permite replicação in vitro do ADN de forma extremamente rápida.
    27. 27. Gene de interesse Cadeia dupla de DNA Nucleótidos DNA Polimerase Primers
    28. 28. Aplicações Medicina Pesquisa Agropecuária e Pesca Bioarte e Comércio
    29. 29. Aplicações Medicina Pesquisa Agropecuária e Pesca Bioarte e Comércio Cravo Lilás Rosa Azul Peixes Florescentes Bioarte com Bactérias
    30. 30. Aplicações Medicina Pesquisa Agropecuária e Pesca Bioarte e Comércio Plantas transgénicas com maior resistência a herbicidas, a doenças, ao calor e à seca Animais de maior porte
    31. 31. Aplicações Medicina Pesquisa Agropecuária e Pesca Bioarte e Comércio Simulação de doenças humanas utilizando animais transgénicos Estudo da Epilepsia Estudo da Obesidade
    32. 32. Isulina Hormona de Crescimento Eritropoetina Vacinas Superóxido Dismutase Interferão (…) Produção de… Terapia Genética Suíno produtor de hemoglobina humana Caprino produtor de uma droga contra o cancro Bovino produtor de lactoferrina humana (…) Animais Transgénicos Substâncias Leucemia linfoide crônica  Doença de Parkinson Leucodistrofia Metacromática Síndrome de Wiskott-Aldrich Isulina Hormona de Crescimento Eritropoetina Vacinas Superóxido Dismutase Interferão (…) Suíno produtor se hemoglobina humana Caprino produtor de uma droga contra o cancro Bovino produtor de lactoferrina humana (…) Leucemia linfoide crônica  Doença de Parkinson Leucodistrofia Metacromática Síndrome de Wiskott-Aldrich
    33. 33. A insulina é uma homana produzida no pâncreas responsável pela redução da taxa de glicose no sangue
    34. 34. Bactéria Célula Humana Plasmídeo DNA Humano Gene da insulina
    35. 35. A hemoglobina é uma proteína presente nas hemácias responsável por transportar o oxigênio e nutrientes.
    36. 36. Organismos Geneticamente Modificados (OGM) Organismos cujo genoma foi manipulado, apresentando diferenças relativamente à sua constituição original. Organismos Transgénicos Organismos cujo genoma foi manipulado, passando a possuir material genético de outros organismos inserido no seu genoma.
    37. 37. Vetor Recombinante Oócito do suíno Gene Promotor da β – hemoglobina humana Gene Promotor da α – hemoglobina humana
    38. 38. Oócito do suíno O Oócito é fertilizado… Ovulo implantado num suíno adulto Cria Transgénica
    39. 39. Cria Transgénica Hemoglobina Humana
    40. 40. Leucemia linfoide crónica (LLC) é uma imunodeficiência que consiste num cancro dos linfócitos B. O DNA desta célula é danificado, o que prejudica a sua função e leva a um aumento desordenado na sua produção
    41. 41. Remoção dos linfócitos B e T de um doente com leucemia Linfoide Crónica 1 Individuo com Leucemia Linfoide Crónica Linfócitos B Gene Mutante Apresenta à superfície a molécula CD19 Linfócitos T
    42. 42. Multiplicação dos linfócitos T em laboratório 2
    43. 43. Linfócitos injetados com retrovírus aos quais foram adicionados um gene que redireciona a molécula para atacar células que apresentam CD19 3 Retrovírus
    44. 44. Transferência dos linfócitos para o individuo 4 Individuo com Leucemia Linfoide Crónica DNA Retroviral inserido

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