disciplina de bioengenharia e biotecnologia

1. Fundamentos de
Bioengenharia e
Biotecnologia
Professor Carlos Sales

2. A ciência desempenha um papel crucial na busca por soluções para
os principais problemas da humanidade. Investir em pesquisas
científicas pode contribuir significativamente para enfrentar desafios
globais.
26/02/2024
Bioengenharia e Biotecnologia
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3. História
26/02/2024

4. Dogma Central da Biologia
Molecular
• proposto por Francis Crick em 1958

5. Informação Genética:
1.O DNA é o ácido nucleico que contém
as informações genéticas de cada
indivíduo.
1.O RNA também desempenha um
papel crucial na transmissão dessas
informações.

6. Fluxo da Informação Genética:
• O dogma estabelece que o fluxo da informação
genética ocorre da seguinte maneira: DNA → RNA
→ Proteínas.
• Uma sequência de ácido nucleico (DNA ou RNA)
pode formar uma proteína, mas o contrário não é
possível.
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Com a Bioengenharia
isso é possível!

7. Organismo
Geneticamente
Modificado

8. OGM
 Para estudar um determinado gene que codifica uma proteína ou RNA é
preciso isolá-lo.
 Clonagem
 Basicamente se define como fazer cópias idênticas.
 Clonagem de DNA: Isola um fragmento de DNA do cromossomo e faz se a
replicação do mesmo.
 Vetores
 São moléculas de DNA que irão propagar o DNA clonado.
 Habilidade de se duplicar na célula hospedeira;
 Marca genética para selecionar a célula contendo o vetor (resistência a
drogas ou marcas auxotróficas).
Conceitos
gerais

9. Células hospedeiras
 Permitir a duplicação do vetor;
 Permitir a seleção do vetor (sensibilidade a drogas ou auxotrofia);
 Não pode representar perigo ao meio ambiente;
 Não deve modificar o DNA exógeno; (DNA Est.)
 Podem ser procariotos (E. coli) ou eucariotos (leveduras, células vegetais,
cultura de células de insetos e mamíferos).
Conceitos
gerais

10. Clonagem Molecular
 Isolamento de Novos organismos que produzem
proteínas de interesse Biotecnológico.
Conceitos
gerais

11. Aplicações da
Engenharia Genética
Análise da estrutura/função de genes
Produção de proteínas de interesse industrial e terapêutico -
insulina
Engenharia proteica
Criação de organismos transgênicos
Terapia gênica
Diagnóstico molecular (doenças parasitárias e genéticas)
Teste de paternidade / medicina forense
Arqueologia molecular / evolução

12. Plantas Transgênicas: O que são?
 São plantas que contêm um ou mais genes introduzidos por meio da técnica
de transformação genética.
Transgênicos Híbridos
Híbridos: Orquídeas
Transgênicos: Melhoramento de OGM

13.  Como funciona?
 Através desta técnica, um ou mais genes são isolados bioquimicamente e inseridos numa célula.
Em seguida, esta célula se multiplica e origina uma nova planta, carregando cópias idênticas do
gene.
Para que Plantas Transgênicas?
 Desenvolvimento de vegetais mais ricos em vitaminas e nutrientes
 Desenvolvimento de vegetais mais resistentes a pragas e melhor adaptados ao e clima de
uma região específica.

14. Vantagens
 Soja (ácido oléico – ácido graxo mais saudável)
 Arroz e feijão (vitaminas)
 Tomate (licopeno-antioxidante previne câncer e
doenças do coração)
 Arroz (betacaroneteno – estimula a produção de
vitamina A)
 Grãos (vitamina E – fortalece o sistema
imunológico)
 Arroz, trigo e feijão (ferro)
 Frutas (teor de vitaminas C)
Desvantagens
 Não há regulamentação técnica
para a segurança no uso dos
transgênicos
 Podem tornar a agricultura mais
arriscada
 Podem afetar a vida microbiana
 Podem causar doenças ou reações
alérgicas

15. Aplicações da biotecnologia:
Meio Ambiente
1. Tratamento de Efluentes: A biotecnologia cria mecanismos para o tratamento
de efluentes, contribuindo para a redução da poluição e a preservação dos
recursos hídricos1.
2. Plantas Resistentes a Doenças: Por meio da biotecnologia, é possível
desenvolver culturas agrícolas mais resistentes a doenças, reduzindo a
necessidade de pesticidas e promovendo a sustentabilidade na agricultura1.
3. Biorremediação: Essa técnica utiliza microorganismos para descontaminar
solos e águas poluídas, tornando-os menos tóxicos e mais seguros1.
4. Biocombustíveis: A biotecnologia contribui para a produção de biocombustíveis,
como o etanol, que é uma fonte renovável de energia. Esses biocombustíveis
ajudam a reduzir a dependência de combustíveis fósseis e mitigar os impactos
ambientais1.
5. Plásticos Biodegradáveis: A pesquisa em biotecnologia também resultou em
plásticos biodegradáveis, que são menos prejudiciais ao meio ambiente1.
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16. Aplicações da biotecnologia
1. Alimentos mais resistentes: Através de modificações genéticas, os alimentos
podem ser tornados mais resistentes a pragas e mudanças climáticas. Isso reduz
o desperdício e aumenta a produtividade, contribuindo para fornecer alimentos
com preços mais justos ao consumidor final, sem comprometer a qualidade de
cada item1.
2. Melhoramento nutricional: A biotecnologia permite desenvolver variedades de
produtos enriquecidos nutricionalmente. Por exemplo, cientistas podem
transformar um alimento convencional em outro que seja resistente a doenças ou
melhorar o sabor de um alimento2.
3. Produção industrial: Substâncias essenciais para a produção de pães, queijos,
iogurtes e bolos são sintetizadas industrialmente com a ajuda de bactérias,
leveduras, fungos, algas ou até alguns tipos de vírus, graças à biotecnologia3.
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17. Aplicações da biotecnologia
1. Saúde: Além de vacinas e antibióticos, a biotecnologia
também está envolvida em pesquisas médicas e
diagnósticos, contribuindo para a melhoria da saúde
humana.
2. Bioinformática: A análise de dados biológicos e
genômicos é fundamental para entender doenças e
desenvolver tratamentos mais eficazes.
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18. Bioengenharia e Biotecnologia
A bioengenharia é a aplicação dos conhecimentos de biologia e
engenharia para criar produtos úteis e economicamente viáveis.
Além disso, a bioengenharia estuda e desenvolve instrumentos
essenciais à manutenção da vida, como esfigmomanômetros,
hemodiálise, bombas infusoras, pulmões artificiais, desfibriladores
e incubadoras neonatais.
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A biotecnologia é uma área da ciência que se dedica à utilização
de sistemas e organismos vivos para criar e aprimorar técnicas e
produtos. Ela engloba diversas disciplinas, incluindo ciências
biológicas básicas (como biologia molecular, embriologia e
genética), ciências aplicadas (como imunologia e bioquímica) e até
áreas tecnológicas como informática e robótica

19. Dúvidas?