1001 Biotecnologia

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Técnicas de melhoramento genético vegetal e animal

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1001 Biotecnologia

  1. 1. BIOTECNOLOGIA Prof.ª Viviane Santos Moreira
  2. 2. Reimplementar a vida baseada na escolha humana biotecnologianavida.blogspot.com
  3. 3. Variabilidade genética e-porteflio.blogspot.com virtual.epm.br bulevoador.com.br
  4. 4. Primeiros indíciosInfluência do homem sobre as espécies cultivadas inovabrasil.blogspot.com Identificar características de bom interesse econômico Seleção inconsciente lce.esalq.usp.br
  5. 5. Melhoramento GenéticoCiência voltada para obtenção de genótipos superiores aos atualmente utilizados sob determinadas condições ecológicas. MELHORIA AMBIENTAL
  6. 6. Melhoramento genético Aumentar as frequências gênicas Aumento do percentual dos alelos favoráveis Redução dos desfavoráveis
  7. 7. Plantas CriaçãoMelhora- autógamas de novos Posterior mento (auto- genótipo seleçãoGenético s fecundação) kokopelli-seed-foundation.com
  8. 8. a.C.Domesticação do trigo, cevada, ervilhas, lentilhas, bana na, maça, batata, milho. creiaemjesus.com.br lituraterre.com
  9. 9. Era CristãRedescobertas da regras de MendelMétodos de melhoramentoGeneticista de plantas e animais domésticosMicroorganismos – produçãode antibióticos, vitaminas e enzimas. blog.mcientifica.com.br
  10. 10. Milho: Zea mays Resistência a Sensíveis a Gene de doença+baixa doença + alta interesse produtividade produtividade RESISTENTE E ALTA PRODUTIVIDADEdeeproot.co.uk
  11. 11. Gene favorável não está disponível na espécie em questão. ESPÉCIES SILVESTRES APARENTADAS Cruzamento entre silvestres e cultivados HÍBRIDOS Retrocruzamento com a espécie cultivada, acompanhada de seleção Descendentes semelhante ao parental cultivado com genes derivados da espécie silvestre
  12. 12. Cruzamentos interespecíficos• Trigo e centeio• Triticale (cultivado, atualmente, em larga escala)• Mistura de milhares de genes das duas espécies. biologie.uni-hamburg.de
  13. 13. Incompatibilidade entre espéciesEspécies A, B,e CEspécie A e C são incompatíveisUsa espécie ponte: B (compatível com as duas)A cruza com B, que posteriormente cruza com CTransferência de genes
  14. 14. Plantas autógamas e alógamas TÉCNICAS CONVENCIONAIS: seleção de culturas autógamas e alógamas hibridização no melhoramento retrocruzamento endogamia heterose em variedades híbridas seleção recorrente variedades sintéticas métodos de melhoramento de plantas propagadas assexualmente
  15. 15. Melhoramento Convencional Transferência de Limitações genes intrínsecas Incompatibilidade sexual Cruzamento Redução do pool gênico Processo árduo e demorado
  16. 16. Introdução degenes exógenos Técnicas biotecnológicas Ganhos expressivos de produção.
  17. 17. Melhoramento convencional + entretenimento.r7.com engenharia genética Aperfeiçoamento da exploração agrícola Aumento do rendimento de grãos, raízes e folhablogreen.ligadonessa.com Aumento da tolerância a acidez e elementos tóxicos semadinjapan.blogspot.com Aumento da toletância a problemas híbridos, temperatura, ataque de microorganismos, insetos e pássaros.
  18. 18. Melhoramento convencional X Engenharia Genética
  19. 19. Leis de Mendel (1900) Desenvolvimento da genética Incorporar bases genéticas as técnicas rudimentares de melhoramento Surgimento da Biotecnologia portaldoagronegocio.com.br
  20. 20. Biotecnologia Técnica que utiliza organismos vivos ou partes destes, para fazer ou modificar produtos, melhorar plantas ou animais, ou desenvolver microrganismos para uso específico.Obtenção de genótipos com maior produtividade e qualidadeTransformação genética - introdução controlada de um gene ou fragmento de DNA no genoma de uma célula receptora e sua posterior expressão.
  21. 21. Tecnologia do DNA recombinante Endonuclease de restrição Produzir novos arranjos cienciadiaria.com.br CÓDIGO GENÉTICO UNIVERSAL
  22. 22. Clonagens em plantas
  23. 23. Primer uel.br As endonucleases reconhecemseqüência especificas de dupla-fita de DNA, conhecidas como seqüência de reconhecimento
  24. 24. Plasmídeo  Incorporar fragmentos extras contendo genes que não continha.  Facilitada pela existência de plasmídios bacterianos  Pequenos DNA circulares com capacidade de replicarem de forma autônoma na célula.libertaria.pro.br
  25. 25. Melhoramento não se restringe mais ao organismoflaviovisa.com
  26. 26. Transformação de PlantasEstudo de função gênicaEstudo de regulação gênicaMelhoramento genético de plantas  Nutrição  Resistência à fatores bióticos e abióticos Biofábricas  Fármacos  Vacinas  Anticorpos dfrural.wordpress.com  Biomateriais
  27. 27. Técnicas de transformaçãoMétodos diretos: – Eletroporação de protoplastos – BiobalísticaMétodos indiretos: – Agrobacterium tumefaciens
  28. 28. Eletroporação de Protoplastos Introdução de moléculas de DNA (em plasmídeos , por exemplo) em células vegetais desprovidas de paredes celulares (protoplastos)Obtenção de protoplasto: Incubação do tecido vegetalem meio de digestão composto de enzimaspectocelulolíticas; www.unimedia.fr/.../soc98/socproto6.htm
  29. 29. O material é incubado numa solução contendo DNAPulsos elétricos de alta voltagemAbrem os poros da membrana plasmática DNA entra na célula onde se integra no genoma.
  30. 30. Os protoplastos reconstituem suas paredes, dividem- se, formamcolônias, calos, regenera m plantas por embriogênese ou organogênese Nicotiana tabacum
  31. 31. Limitações: • Baixa eficiência de transformação • Baixa eficiência de obtenção de transformantes estáveis • Obrigatoriedade do uso de protoplastos
  32. 32. Técnicas de transformaçãoMétodos diretos: – Eletroporação de protoplastos – BiobalísticaMétodos indiretos: – Agrobacterium tumefaciens
  33. 33. BiobalísticaBombardeamento de partículasAceleração de micropartículas que atravessam a parede celular e a membrana plasmática, de forma não letal, carreando DNA para o interior da célulaMeristemas apicais e as células embriogênicas mais eficientes cgm.icb.ufmg.br
  34. 34. pioneersementes.com.br
  35. 35. Milho Bt produzido por Biobalística Cultura de  Genes específicos tecidos de Bacillus thuringiensis que levam à produção de proteínas tóxicas a determinadas ordens de insetos considerados pragas (insetos que causam danos econômicos) para a cultura. http://neetescuela.com/modificacion-genetica-de-las-plantas/
  36. 36.  Vantagens • Permite a transformação de diferentes tipos de células e tecidos independentemente do genótipo • Envolve menos manipulação das células Limitações • Baixa freqüência de transformação estável • Materiais e reagentes são caros • A inserção de múltiplas cópias pode levar ao silenciamento gênico
  37. 37. Técnicas de transformaçãoMétodos diretos: – Eletroporação de protoplastos – BiobalísticaMétodos indiretos: – Agrobacterium tumefaciens
  38. 38. Agrobacterium tumefaciens• Proliferação de tumor (galha de coroa) promovido pela bactéria Agrobacterium tumefeciens Desviar o metabolismo da planta hospedeira Fragmento de DNAplasmidial, denominado T- DNA é transferido para acélula vegetal e integrado ao seu genoma. genmol.blogspot.com
  39. 39. bib2011genetik.wikispaces.com
  40. 40. Engenheiro genético naturalObtenção de linhagens desarmadas: o T-DNAoriginal, contendo os oncogenes, é deletado peloprocesso de dupla recombinação.Preparação do vetor: o T-DNA contendo o(s) gene(s) deinteresse é preparado em vetores .
  41. 41. ufpel.edu.br
  42. 42. Confirmação da transformação roche-applied-science.com
  43. 43. BENEFÍCIOS
  44. 44. Insulina Humana 10emtudo.com.br
  45. 45. Indústria farmacêutica Produção de vacinas, anticorpos, proteínas e produtos farmacêuticos derivados de plantas, em que seu custo fosse baixo e de fácil acesso. saude.abril.com.br
  46. 46. Aproveitamento de áreas devastadas GANHO ECOLÓGICO Produzir plantas capazes de sobreviverem em solo já descartados pela agricultura Produzir alimentos nas mesmas áreas de uso Diminuição da degradação do solo
  47. 47. engenhariaagronomicamc.blogspot.compt.dreamstime.com
  48. 48. foxpragas.wordpress.comportalatento.com
  49. 49. entrejovensmundomissao.blogspot.com
  50. 50. Soja transgênica Primeiro vegetaltransgênico produzido no Brasil Sul do país Linhagensadaptadas ao cerrado professormarcianodantas.blogspot.com
  51. 51. TomateGenes que alteram a biossíntese do etilenoRetardamento do amadurecimento blog.multivegetal.com
  52. 52. Arroz DouradoArroz transgênicoEnriquecido com B- carotenoPrecursor da vitamina A souagro.com.br
  53. 53. BatataAlteração das vias metabólicas de biossíntese dos ácidos graxos.Maior teor de amidoMenor absorção de óleo durante a fritura. bibianaswiechdeborba.blogspot.com
  54. 54. Feijão transgênico CTNBio - Comissão Técnica Nacional de Biossegurança aprovou a liberação para cultivo comercial do feijão geneticamente modificado (GM) desenvolvido pela Embrapa (instituição pública de pesquisa brasileira) Resistente ao vírus do mosaico dourado, pior inimigo dessa cultura agrícola no Brasil e na América do Sul.mercadoetico.terra.com.br
  55. 55. Riscos Superalimentos Superpragas Perda da biodiversidadepaixaoporalimentos.blogspot.com
  56. 56. sstrabalho.wordpress.com Biosegurança Práticas seguras, nível ambiental e da saúde humana. Impactos e riscos potenciais Alergias provocadas por OMG Aumento da resistência a antibióticos Novos vírus por recombinação genética FDA (Administração de Alimentos e Medicamentos) regulamenta os transgênicos
  57. 57. Conjunto de processos seletivosDirecionamentode acasalamento SELEÇÃO NATURAL X SELEÇÃO ARTIFICIAL Frequência alélica formandosestadual2010.zip.net Interesse econômico
  58. 58. Identifica variações na sequência de DNA quepermitem diferenciar os indivíduos de umaespécie e identificar os animais compredisposição genética cibpt.wordpress.com
  59. 59. Principais métodos Sinalização de genes  Desenvolvimento de de resistência a mapas gênicos doenças, pragas e  Heterose insetos.  Reconstituição de Caracterização de pedigrees germoplasma  Testes de pureza Melhoramento dos genética pais híbridos  Seleção de Introgressão gênica resistência a Seleção auxiliada por patógenos exóticos marcadores
  60. 60. Inseminação artificial e transferência de embriões paixaocapixaba.com.br cptcursospresenciais.com.br PROGRAMAS DE MELHORAMENTO GENÉTICO
  61. 61. Eficiência de produção Padronização de animais Velocidade decavet-uss.blogspot.com crescimento Ganho de peso Conformidade para corte blog.faa.edu.br Facilidade de parto Produtividade de leite Animais resistentes cachoeiracoffees.com.br
  62. 62. Interesse médico-farmacêutico  Vacas e ovelhas para produção de proteínas no leite.  Redução do custo quando comparado aos microorganismos. agrorural-ms.blogspot.com
  63. 63. Oferta de lã Programas de melhoramento que geram melhor lã, sem necessidade de suplementar a dieta comaminoácidos, enxofre . interural.com
  64. 64. Prejuízos Reações alérgicas Perca da biodiversidade Não ocorrência da seleção natural Características não selecionadas pela natureza. SOBREVIVÊNCIA
  65. 65. mst.org.br EMPRESA BRASILEIRA DE PESQUISA AGROPECUÁRIA cnpt.embrapa.br
  66. 66. Referências• CARPENTIERI-PIPOLO, V. et al Culturas transgênicas: uma abordagem de benefícios e riscos. Londrina: EDUEL, 2009, 414p.• GRIFFITHIS, A. J. F. et al Introdução a genética.7ª ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2002,794p.

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