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Nuno Correia




CRUZAMENTO DE PLANTAS
E CRIAÇÃO DE ANIMAIS
      Biologia 12º (Organismos Transgénicos)
Organismos Transgénicos
A tecnologia do DNA
   recombinante torna possível a
   manipulação do genoma de
   plantas e animais utilizados na
   alimentação humana, com
   determinados objectivos, como
   os seguintes :
      Melhoramento das
       propriedades nutritivas.
      Aumento da produção de leite,
       carne, etc.
      Aumento da resistência a
       pragas.
      Tolerância a condições
       ambientais adversas.
      Resistência a herbicidas.
      Alteração da maturação dos
       frutos.
                                       Nuno Correia
   as empresas multinacionais que hoje
    dominam a produção de transgénicos
    eram originalmente especializadas em
    produtos químicos e farmacêuticos, muitas
    delas, como a Monsanto, produtoras de
    insecticidas, herbicidas e fungicidas.
   Seu objectivo na pesquisa de transgénicos
    é, muitas vezes, favorecer a venda de
    seus próprios agrotóxicos. A soja Roundup
    Ready foi desenvolvida para ser
    resistente ao herbicida Roundup, sendo
    que ambos são produzidos pela
    Monsanto.
   Este tipo de empresa se preocupa mais
    com os lucros de seus accionistas do que
    com o interesse público e, para garantir o
    emprego de suas poderosas e perigosas
    armas tecnológicas, conta com a
    subserviência dos poderes públicos.


                                                 Nuno Correia
As plantas transgénicas são
  fáceis de obter porque
  possuem um ciclo de vida
  curto, produzem uma
  descendência numerosa e
  têm grande capacidade
  de regeneração.


                              Nuno Correia
Na transformação
 genética das plantas
 é frequente a
 utilização como
 vector do plasmídeo
 de Agrobacterium
 tumefaciens. Esta
 espécie de bactéria
 vive no solo e infecta
 as plantas causando
 tumores.

                          Nuno Correia
Bananas have potential to become the
world's first edible vaccine due to
Agrobacterium. An edible vaccine doesn't
need sterile syringes, costly refrigeration,
or multiple injections. According to the
World Health Organization (WHO), more
than 2 million children die worldwide each
year from diarrhea that can be prevented
easily with vaccines.



    Nuno Correia
Esta espécie de bactéria vive no
   solo e infecta as plantas,
   causando tumores. A
   capacidade infecciosa reside
   no gene do plasmídio Ti.
O plasmídio Ti pode ser
   manipulado de modo a
   substituir o oncogene por um
   gene com interesse que é
   transferido para a planta.

Em plantas que não são infectadas
   por Agrobacterium tumefaciens,
   a introdução de DNA exógeno
   em protoplastos ou o
   bombardeamento de partículas
   também tem bons resultados.
                                    Nuno Correia
Nuno Correia
Bombardeamento de partículas
O bombardeamento de
 partículas foi
 desenvolvido com o
 objectivo de
 transformar cereais,
 como o trigo, que não
 são infectados por
 Agrobacterium.


                         Nuno Correia
Esta técnica recorre a um
   aparelho, que permite
   disparar, sobre as células
   ou tecidos vegetais,
   minúsculas esferas de metal
   revestidas com DNA.

Desta forma, as
  micropartículas atravessam
  a parede celular,
  introduzindo o DNA no
  núcleo de algumas células.


                                 Nuno Correia
Nuno Correia
Nuno Correia
Nuno Correia
Alteração na maturação dos frutos
O primeiro organismo geneticamente
   modificado (OGM) aprovado para ser
   comercializado e utilizado na alimentação
   humana foi um tomate transgénico
   denominado Flavr Savr (j).

Esta variedade de tomate foi transformada de
    forma a não amolecer durante o processo
    de amadurecimento (evitando, desta forma,
    elevadas perdas durante o transporte e
    armazenamento). Para além disso, esta
    variedade de tomate foi modificada,
                                                http://www2.biologie.unihalle.de/genet/plant/staff/koebni
    também, de forma a produzir menos de
                                                k/teaching/biotech/FlavrSavr.html
    10% do nível normal da enzima
    poligalacturonase (uma das principais
    enzimas responsáveis pela degradação das
    paredes celulares e consequente
    amolecimento do fruto durante o processo
    de maturação).

                                                    Nuno Correia
Nuno Correia
Tolerância a condições ambientais adversas


   Plantas tenham maior
    resistência a condições
    ambientais, tais como:
     a luz intensa
     o frio extremo

     a seca

     a salinidade.




                              Nuno Correia
Arcadia Biosciences contributes technology license to the African Agricultural
Technology Foundation to develop nitrogen efficient and salt tolerant African
rice
  [Davis CA} -- Arcadia Biosciences, Inc., an agricultural technology company focused
on products that benefit the environment and human health, and the African
Agricultural Technology Foundation (AATF), a not-for-profit organization focused on the
access and delivery of new agricultural technologies for African smallholder farmers,
have entered into a licensing agreement for the use of Arcadia’s technologies to
develop rice varieties that will be available royalty-free to smallholder farmers in Africa.
Under the agreement, AATF receives a license to Arcadia’s Nitrogen Use Efficiency
(NUE) and Salt Tolerance technologies for use in African rice. As part of Arcadia’s
stated commitment to agricultural and environmental improvement in the developing
world, the company will not receive monetary compensation for the research and
commercial rights granted in the agreement. In addition, Arcadia will complete the
early-stage research and development work for the project and will provide improved
rice lines to African research collaborators for field-testing.

                                                                http://www.plantstress.com/



                                                 Nuno Correia
Transgenic tomato plants overexpressing a vacuolar Na+/H+ antiport
were able to grow, flower, and produce fruit in the presence of 200 mM
sodium chloride. Although the leaves accumulated high sodium
concentrations, the tomato fruit displayed very low sodium content.
Contrary to the notion that multiple traits introduced by breeding into
crop plants are needed to obtain salt-tolerant plants, the modification of
a single trait significantly improved the salinity tolerance of this crop
plant. These results demonstrate that with a combination of breeding
and transgenic plants it could be possible to produce salt-tolerant crops
with far fewer target traits than had been anticipated. The accumulation
of sodium in the leaves and not in the fruit demonstrates the utility of
such a modification in preserving the quality of the fruit.




Transgenic salt-tolerant tomato plants accumulate salt in foliage but not
in fruit
Hong-Xia Zhang1 & Eduardo Blumwald1, 2 1 Department of Botany, University
of Toronto, 25 Willcocks St., Toronto, ON


                                       Nuno Correia
A resistência à secura e à salinidade está
  dependente, em parte, da capacidade da planta
  acumular osmólitos, ou osmoprotectores (compostos
  que aumentam o potencial osmótico intracelular,
  facilitando a entrada de água e protegendo a
  célula de elevadas concentrações salinas).



                            Nuno Correia
Melhoramento de qualidades nutritivas
   São várias as transformações efectuadas nas plantas no sentido de melhorar as suas qualidades
    nutritivas. A obtenção de leguminosas com níveis elevados de metionina (aminoácido essencial, quer
    para o ser humano, quer para o gado) e o aumento dos níveis de vitamina A e ferro no arroz (quot;Arroz
    douradoquot;) são dois exemplos.
   Os genes que permitem ao arroz (Oryza sativa) produzir vitamina A são provenientes do narciso
    (Nardssus pseudonarcisus).




                                                        Nuno Correia
   A metionina, tal como outros aminoácidos,
    não é sintetizada pelos animais, pelo que a
    única fonte provém da alimentação.

   O arroz é a principal fonte de alimento de
    milhares de milhões de pessoas no
    Sudoeste Asiático que apresentam, por
    isso, uma elevada carência de vitamina A e
    de ferro, com consequências dramáticas.
    Estima-se que todos os anos 250 000
    crianças fiquem cegas em consequência             http://transbio07.blogspot.com/2008/02/o-
    da carência em vitamina A e que 2                 impacto-na-sade-pblica-atravs-dos.html
    milhões morram devido a complicações
    resultantes dessa avitaminose.
   Uma dieta à base de arroz é, também,
    muito deficiente em ferro, o que está na
    base de um retardamento do
    desenvolvimento intelectual e de uma
    elevada mortalidade infantil.

                                              Nuno Correia
Tough Lessons From Golden Rice
Martin Enserink

 It was supposed to prevent blindness and death from vitamin A
deficiency in millions of children. But almost a decade after its
invention, golden rice is still stuck in the lab.

                                         Science 25 April 2008:
                                Vol. 320. no. 5875, pp. 468 - 471
                              DOI: 10.1126/science.320.5875.468




                                          Nuno Correia
Impactos dos OGM vegetais

   O milho é a segunda planta com
    maior área de cultivo e algumas das
    suas variedades transgénicas
    originaram polémica.
   O milho Bt, é capaz de produzir
    naturalmente o insecticida. Este milho
    foi produzido obtendo o gene de uma
    bactéria do solo, a Bacillus
    thuringiensis (Bt) que produz uma
    toxina mortal para as larvas.
    Este milho foi a primeira planta
    transgénica autorizada a ser
    cultivada em França, e 1997, dado
    que, todos anos, milhões de hectares
    de culturas de milho são atacados por
    parasitas que devoram interior da
    espiga

                                             Nuno Correia
Um dos principais pontos de
  discórdia corresponde à
  disseminação do transgene
  pelo pólen e à possibilidade
  de a toxina se encontrar no
  néctar ou no pólen da
  plantas assim ser incluída na
  produção de mel pelas
  abelhas, sendo
  potencialmente alérgica
  para os humanos, obrigando
  a que esse milho apenas
  fosse usado nas rações
  alimentares dos animais.

                                  Nuno Correia
Nuno Correia
Nuno Correia
    Desenvolvimento do gene
    Terminator, que desactivava a
    capacidade de uma semente
    germinar quando plantada no
    ano seguinte.
   Os genes que conferem
    resistência aos antibióticos são
    usados como marcadores para
    seleccionar os transgénicos. Mas
    alguns podem escapar dos
    OGM e passar para as
    bactérias. Esta transferência foi
    comprovada laboratorialmente
    na Universidade de Harvard,
    mas ainda não foi detectada no
    ambiente.
                                        Nuno Correia
Nuno Correia
São muitos os exemplos de potenciais riscos que
  poderão associar-se à produção de OGM.
  Contudo, esses riscos só poderão ser avaliados
  devidamente, quando esses organismos estiverem
  inseridos na dinâmica de um ecossistema.



                           Nuno Correia

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Powerpoint 7 ExploraçãO Das Potencialidades Da Biosfera Ii (Organismos TransgéNicos)

  • 1. Nuno Correia CRUZAMENTO DE PLANTAS E CRIAÇÃO DE ANIMAIS Biologia 12º (Organismos Transgénicos)
  • 2. Organismos Transgénicos A tecnologia do DNA recombinante torna possível a manipulação do genoma de plantas e animais utilizados na alimentação humana, com determinados objectivos, como os seguintes :  Melhoramento das propriedades nutritivas.  Aumento da produção de leite, carne, etc.  Aumento da resistência a pragas.  Tolerância a condições ambientais adversas.  Resistência a herbicidas.  Alteração da maturação dos frutos. Nuno Correia
  • 3. as empresas multinacionais que hoje dominam a produção de transgénicos eram originalmente especializadas em produtos químicos e farmacêuticos, muitas delas, como a Monsanto, produtoras de insecticidas, herbicidas e fungicidas.  Seu objectivo na pesquisa de transgénicos é, muitas vezes, favorecer a venda de seus próprios agrotóxicos. A soja Roundup Ready foi desenvolvida para ser resistente ao herbicida Roundup, sendo que ambos são produzidos pela Monsanto.  Este tipo de empresa se preocupa mais com os lucros de seus accionistas do que com o interesse público e, para garantir o emprego de suas poderosas e perigosas armas tecnológicas, conta com a subserviência dos poderes públicos. Nuno Correia
  • 4. As plantas transgénicas são fáceis de obter porque possuem um ciclo de vida curto, produzem uma descendência numerosa e têm grande capacidade de regeneração. Nuno Correia
  • 5. Na transformação genética das plantas é frequente a utilização como vector do plasmídeo de Agrobacterium tumefaciens. Esta espécie de bactéria vive no solo e infecta as plantas causando tumores. Nuno Correia
  • 6. Bananas have potential to become the world's first edible vaccine due to Agrobacterium. An edible vaccine doesn't need sterile syringes, costly refrigeration, or multiple injections. According to the World Health Organization (WHO), more than 2 million children die worldwide each year from diarrhea that can be prevented easily with vaccines. Nuno Correia
  • 7. Esta espécie de bactéria vive no solo e infecta as plantas, causando tumores. A capacidade infecciosa reside no gene do plasmídio Ti. O plasmídio Ti pode ser manipulado de modo a substituir o oncogene por um gene com interesse que é transferido para a planta. Em plantas que não são infectadas por Agrobacterium tumefaciens, a introdução de DNA exógeno em protoplastos ou o bombardeamento de partículas também tem bons resultados. Nuno Correia
  • 9. Bombardeamento de partículas O bombardeamento de partículas foi desenvolvido com o objectivo de transformar cereais, como o trigo, que não são infectados por Agrobacterium. Nuno Correia
  • 10. Esta técnica recorre a um aparelho, que permite disparar, sobre as células ou tecidos vegetais, minúsculas esferas de metal revestidas com DNA. Desta forma, as micropartículas atravessam a parede celular, introduzindo o DNA no núcleo de algumas células. Nuno Correia
  • 14. Alteração na maturação dos frutos O primeiro organismo geneticamente modificado (OGM) aprovado para ser comercializado e utilizado na alimentação humana foi um tomate transgénico denominado Flavr Savr (j). Esta variedade de tomate foi transformada de forma a não amolecer durante o processo de amadurecimento (evitando, desta forma, elevadas perdas durante o transporte e armazenamento). Para além disso, esta variedade de tomate foi modificada, http://www2.biologie.unihalle.de/genet/plant/staff/koebni também, de forma a produzir menos de k/teaching/biotech/FlavrSavr.html 10% do nível normal da enzima poligalacturonase (uma das principais enzimas responsáveis pela degradação das paredes celulares e consequente amolecimento do fruto durante o processo de maturação). Nuno Correia
  • 16. Tolerância a condições ambientais adversas  Plantas tenham maior resistência a condições ambientais, tais como:  a luz intensa  o frio extremo  a seca  a salinidade. Nuno Correia
  • 17. Arcadia Biosciences contributes technology license to the African Agricultural Technology Foundation to develop nitrogen efficient and salt tolerant African rice [Davis CA} -- Arcadia Biosciences, Inc., an agricultural technology company focused on products that benefit the environment and human health, and the African Agricultural Technology Foundation (AATF), a not-for-profit organization focused on the access and delivery of new agricultural technologies for African smallholder farmers, have entered into a licensing agreement for the use of Arcadia’s technologies to develop rice varieties that will be available royalty-free to smallholder farmers in Africa. Under the agreement, AATF receives a license to Arcadia’s Nitrogen Use Efficiency (NUE) and Salt Tolerance technologies for use in African rice. As part of Arcadia’s stated commitment to agricultural and environmental improvement in the developing world, the company will not receive monetary compensation for the research and commercial rights granted in the agreement. In addition, Arcadia will complete the early-stage research and development work for the project and will provide improved rice lines to African research collaborators for field-testing. http://www.plantstress.com/ Nuno Correia
  • 18. Transgenic tomato plants overexpressing a vacuolar Na+/H+ antiport were able to grow, flower, and produce fruit in the presence of 200 mM sodium chloride. Although the leaves accumulated high sodium concentrations, the tomato fruit displayed very low sodium content. Contrary to the notion that multiple traits introduced by breeding into crop plants are needed to obtain salt-tolerant plants, the modification of a single trait significantly improved the salinity tolerance of this crop plant. These results demonstrate that with a combination of breeding and transgenic plants it could be possible to produce salt-tolerant crops with far fewer target traits than had been anticipated. The accumulation of sodium in the leaves and not in the fruit demonstrates the utility of such a modification in preserving the quality of the fruit. Transgenic salt-tolerant tomato plants accumulate salt in foliage but not in fruit Hong-Xia Zhang1 & Eduardo Blumwald1, 2 1 Department of Botany, University of Toronto, 25 Willcocks St., Toronto, ON Nuno Correia
  • 19. A resistência à secura e à salinidade está dependente, em parte, da capacidade da planta acumular osmólitos, ou osmoprotectores (compostos que aumentam o potencial osmótico intracelular, facilitando a entrada de água e protegendo a célula de elevadas concentrações salinas). Nuno Correia
  • 20. Melhoramento de qualidades nutritivas  São várias as transformações efectuadas nas plantas no sentido de melhorar as suas qualidades nutritivas. A obtenção de leguminosas com níveis elevados de metionina (aminoácido essencial, quer para o ser humano, quer para o gado) e o aumento dos níveis de vitamina A e ferro no arroz (quot;Arroz douradoquot;) são dois exemplos.  Os genes que permitem ao arroz (Oryza sativa) produzir vitamina A são provenientes do narciso (Nardssus pseudonarcisus). Nuno Correia
  • 21. A metionina, tal como outros aminoácidos, não é sintetizada pelos animais, pelo que a única fonte provém da alimentação.  O arroz é a principal fonte de alimento de milhares de milhões de pessoas no Sudoeste Asiático que apresentam, por isso, uma elevada carência de vitamina A e de ferro, com consequências dramáticas. Estima-se que todos os anos 250 000 crianças fiquem cegas em consequência http://transbio07.blogspot.com/2008/02/o- da carência em vitamina A e que 2 impacto-na-sade-pblica-atravs-dos.html milhões morram devido a complicações resultantes dessa avitaminose.  Uma dieta à base de arroz é, também, muito deficiente em ferro, o que está na base de um retardamento do desenvolvimento intelectual e de uma elevada mortalidade infantil. Nuno Correia
  • 22. Tough Lessons From Golden Rice Martin Enserink It was supposed to prevent blindness and death from vitamin A deficiency in millions of children. But almost a decade after its invention, golden rice is still stuck in the lab. Science 25 April 2008: Vol. 320. no. 5875, pp. 468 - 471 DOI: 10.1126/science.320.5875.468 Nuno Correia
  • 23. Impactos dos OGM vegetais  O milho é a segunda planta com maior área de cultivo e algumas das suas variedades transgénicas originaram polémica.  O milho Bt, é capaz de produzir naturalmente o insecticida. Este milho foi produzido obtendo o gene de uma bactéria do solo, a Bacillus thuringiensis (Bt) que produz uma toxina mortal para as larvas.  Este milho foi a primeira planta transgénica autorizada a ser cultivada em França, e 1997, dado que, todos anos, milhões de hectares de culturas de milho são atacados por parasitas que devoram interior da espiga Nuno Correia
  • 24. Um dos principais pontos de discórdia corresponde à disseminação do transgene pelo pólen e à possibilidade de a toxina se encontrar no néctar ou no pólen da plantas assim ser incluída na produção de mel pelas abelhas, sendo potencialmente alérgica para os humanos, obrigando a que esse milho apenas fosse usado nas rações alimentares dos animais. Nuno Correia
  • 27. Desenvolvimento do gene Terminator, que desactivava a capacidade de uma semente germinar quando plantada no ano seguinte.  Os genes que conferem resistência aos antibióticos são usados como marcadores para seleccionar os transgénicos. Mas alguns podem escapar dos OGM e passar para as bactérias. Esta transferência foi comprovada laboratorialmente na Universidade de Harvard, mas ainda não foi detectada no ambiente. Nuno Correia
  • 29. São muitos os exemplos de potenciais riscos que poderão associar-se à produção de OGM. Contudo, esses riscos só poderão ser avaliados devidamente, quando esses organismos estiverem inseridos na dinâmica de um ecossistema. Nuno Correia