O documento fornece um resumo sobre biotecnologia, engenharia genética e suas aplicações. Aborda técnicas como clonagem, terapia gênica e uso de células-tronco para tratamentos médicos, além de discutir o sequenciamento do genoma humano e possíveis aplicações futuras baseadas nesse conhecimento.

1. PROF. SELESTE M. PEREIRA

2. BIOTECNOLOGIA
O que é Biotecnologia?
Biotecnologias antigas e
recentes
 =É o conjunto de técnicas
 Antigas
em que são utilizados
organismos vivos ou partes
deles para a obtenção de
produtos_ ou processos _
que interessem à espécie
humana.
 =Ex.: Fabricação de vinhos,
de álcool, queijos e
coalhadas.
 Recentes
 =Ex.:
Fabricação
de
antibióticos ( penicilina) ,
produção de insulina.

3. Engenharia Genética
=Termo utilizado para referir as técnicas de biotecnologia.
* Tecnologia do DNA recombinante:
= Organismo transgênico, ou seja, um organismo geneticamente modificado ( OGM)
 1º organismo transgênico: a bactéria Escherichia coli que recebeu um segmento
de DNA da rã africana (Xenopus laevis).
Como aconteceu:
•
Inseriu uma pequena porção do material genético da rã num plasmídeo da
bactéria.
Plasmídeo- são pequenas porções de DNA circular ( em forma de anéis) encontrados
no citoplasma das bactérias. São usados como vetores, ou seja, como veículos para
transferir ao interior da bactérias pequenos segmentos de DNA estranhos a elas.
•
Quando esses microrganismos duplicarem seu DNA, multiplicam junto
esse novo segmento. As bactéria adquirem, assim genes que não são encontrados
naturalmente em seu material genético e que a partir daí, passam a se expressar e
funcionar normalmente.

4. Enxertando um gene na
bactéria
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
1.
Os plasmídeos, pequenos anéis de DNA, são isolados da bacteria.
2.
O gene que se deseja transferisr é isolado de uma célula de outro
organismo.
3.
O gene e enxertado no plasmídeo bacteriano. Estamos agora diante de um
DNA recombinante, constituído pelo plasmídeo bacteriano e pelo gene
transplantado.
4.
O plasmídeo é recolocado na célula bacteriana, a gora uma bacteria
recombinante.
5.
As bactérias recombinantes reproduzem-se rapidamente em meio de
cultura e o gene estranho sofre duplicação. Cada bateria resultante tem assim,
sua copia de gene transplantado. Desse modo em diante a dos caminhos
possíveis ( 6 e 7 ).
6.
As bactérias recombinantes são utilizadas diretamente na fabricação de
produto gênico que interessa, como a insulina, por exemplo, ou o hormônio de
crescimento humano,utilizado no tratamento de casos de nanismo.
7.
Copias do gene são isoladas e transferidas para o organimos que se quer
modificar. Exemplo: plantas recebem genes que as tornam resistentes aos
insetos

6. As ferramentas de engenharia
genética
 Os vetores
 As enzimas
= caso de certos vírus e
bactérias como a E.coli.
Plasmídeo de bactérias
são vetores muito usados
para a duplicação ou
clonagem – de genes que
interessam ao ser
humano.
As principais enzimas
são: _de restrição ( ou
endonucleases ) _
verdadeiras tesouras
químicas de precisão.
_Ligases: funcionam
como cola
_Dna polimerase: produz
fita de DNA

7. PCR: a reação da polimerase em
cadeia
PCR = a técnica da polimerase em cadeia
permite, a partir de uma pequena amostra de
determinado DNA, produzir, completamente in
vitro, um grande número de copias desse DNA.

8. Os resultados da engenharia
genética
As plantas transgênicas
Os animais transgênicos
 Empresas multinacionais
investiram muito na produção
de plantas com novas
 O primeiro animal
características que lhes
conferem vantagens,
especialmente maior resistência
a pragas e maior valor
nutricional.
 A tecnologia conhecida como
terminator consiste em produzir
plantas transgênicas estéreis, ou
seja, incapaz de produzir
sementes para uso em novos
plantios.
transgênico foi o chamado
supermouse.
 Muitos animais
transgênicos são utilizados
hoje como biofabricas.

9. A terapia gênica
 = Consiste em introduzir em um individuo
portador de uma doença genética células
com gene normal, correspondente ao gene
difuso, causador da doença.

11. As células-tronco
 O que são células-tronco ?
 =São aqueles capazes de
originar os
diferentes tipos de células do organismo, por
ainda não terem sofrido diferenciação.
 Zigoto: é a célula-tronco mais típica do
organismo, ele é considerado totipotente.
 Diferenciação celular = nos primeiros estágios
do desenvolvimento à medida que sofrem
divisão, as células vão se modificando aos
poucos até adquirir forma e função definidas.

12. Células-tronco
 Totipotente = tem capacidade de formar os
diferentes tipos celulares e os anexos
embrionários.
 Pluripotente = tem capacidade de formar os
diferentes tipos celulares mas não os anexos
embrionários.
 Multipotente = têm menor capacidade de
diferenciação do que as células-tronco
embrionárias..

13. Células-tronco:
adultas
embrionárias e
Células-tronco embrionárias
Células-tronco adultas
 _ Tanto as células da

mórula como as da massa
celular interna são células
–tronco, com alto potencial
para originar diversos tipos
celulares.
= São multipotente, pois têm
menor
capacidade
de
diferenciação do que as célulastronco embrionárias .
 Encontram se:
 _ Na medula óssea vermelha
contém células hematopoiéticas
da linhagem linfoide _ que se
diferencia em linfócitos _ e células
da linhagem mieloide _ que dão
origem aos demais leucócitos e as
hemácias.
 Na epiderme, as mitoses ocorrem
nas células da camada mais basal,
chamada germinativa .

14. Outros locais onde foram
identificadas células-tronco
nos adultos:
No cérebro, na córnea, nos músculos, na parede de
vasos sanguíneos, no tecido adiposo e na polpa
dentaria.
 Exemplos de terapia com células-tronco.
 Células-tronco adultas têm sido usadas, na
regeneração de órgãos lesados. Basicamente a
terapia consiste em injetar essas células no órgão
que se quiser recuperar. A expectativa é que eles
proliferem e se diferencie em células saudáveis do
órgão.
_O uso de células- tronco embrionárias tem gerado
polêmica.

15. Clones e clonagem
 O que são clones?
= são cópias geneticamente idênticas , obtidas
de um indivíduo inicial.
 Clones naturais: gêmeos univitelinos

16. A ovelha Dolly
 Novidade: o fato de conseguir um clone pelo
enxerto de núcleos de células adultas –
portanto já diferenciadas _ em ovócitos de
ovelha.

18. Clonagem reprodutora e clonagem
terapêutica
 Reprodutora
 São formados indivíduos geneticamente idênticos
ao doador
 Terapêutica
 Pode levar a obtenção de células-tronco
geneticamente idênticas às do paciente.
 Em um óvulo enucleado, deve se enxertar um núcleo
da célula ( já diferenciada) do paciente. Assim é
formado o zigoto que pode ser cultivado até a fase
de blastócitos. Pode se então retirar células-tronco
da massa celular interna que, em meio de cultura
diferenciariam-se até o resultado desejado, sendo
em seguida, utilizadas no paciente.

20. Os Genomas
 Genoma é o conjunto de material genético de um
organismo. Com exceção dos vírus de RNA, o
genoma dos seres vivos é representado pelo DNA.
 Sequenciamento do DNA nuclear da espécie
humana _
 3 versões diferentes;
 3,2 bilhões de bases nele existentes estão sendo
sequenciadas ;
 Estima se ao redor de 30 mil genes.
 A espécie humana é capaz de produzir 100 mil
proteínas.

21. Alguns aspectos interessantes
do genoma humano:
 •





Cálculos mais recentes dão uma estimativa de cerca de
30 mil genes.
• O genoma tem a instrução para produzir cerca de 100
mil proteínas.
• A maior parte do genoma não tem transcrição, é sem
função conhecida, sendo chamada DNA lixo .
• * o genoma difere apenas em 1% entre os indivíduos.
• Os genomas do ser humano e o do chimpanzé diferem
de 1% a 2%.
• O DNA total contido no conjunto dos 46 cromossomos
de cada uma de nossas células somáticas tem o
comprimento de aproximadamente 2 metros.

22. Em um futuro próximo, a
decifração do genoma humano
poderá permitir:
 A identificação de cada gene e a determinação de
sua função
 • O diagnóstico precoce de muitas doenças de
predisposição genética, como vários tipos de câncer;
 • O aperfeiçoamento das técnicas de terapia
genica;
 • A produção de drogas especificas para o
tratamento de algumas doenças genéticas;
 • A determinação da identidade genética das
pessoas, que seria registradas como uma espécie de
código de barras genético.

23. Os genomas e os proteomas
 Sabemos que o dogma básico da genética é:
Transcrição
Tradução
 DNA
RNA Proteína
Expressão
gênica
 Proteoma é o conjunto das proteínas
produzidas pela expressão dos genes de um
genoma.

24. A identificação individual por
meio do DNA
 É possível utilizar a analise de DNA para
determinar a identidade de uma pessoa ou de
um animal em particular. Impressão digital de
DNA ( DNA fingerprint, em inglês ).
 Através da técnica de fingerprint é possível
determinar a paternidade pela comparação
dos padrões de DNA da mãe da criança e de
seus prováveis pais. Para isso, colhem-se
amostras de sangue dos envolvidos e delas se
obtém o DNA a ser testado.

26. A técnica da eletroforese em
gel
Análise de :
•
Ácido nucleico ( DNA e RNA )
•
Proteínas
•
Enzimas
Inúmeros casos policiais já foram esclarecidos com a
identificação de criminosos que deixaram algum
material ( pelos, sangues, pedaço de pele, esperma) nas
vitimas ou no local do crime. Essas pequenas amostras
são submetidas a técnicas da PCR ( reação da
polimerase em cadeia), que aumenta em milhares de
vezes o número de filamentos de DNA, para que seja
possível a eletroforese em gel.