BIOTECNOLOGIA Conjunto de técnicas que utilizam seres vivos

Conjunto de técnicas que utilizam seres vivos
para a obtenção de produtos para uso humano.
b) Identificação de paternidade
à Comparação de eletroforese de cópias de fragmentos
de DNA da criança, da mãe e dos possíveis pais
(obtidos com a mesma endonuclease).
Engenharia Genética ou Tecnologia do DNA
Recombinante
à Consiste em cortar, usando enzimas de restrição,
pontos específicos no DNA de um organismo e ligá-los,
usando enzimas chamadas ligases, à outros fragmentos
de DNA. Este DNA recombinante é então inoculado
numa célula hospedeira, que passa a executar as
ordens contidas nesse DNA estranho.
Ex. Produção de insulina humana por bactérias.
c) Organismos transgênicos ou organismos
geneticamente modificados (OGM)
à Diz-se de um ser vivo (bactéria, planta ou animal) no
qual foi introduzido material genético suplementar para
provocar o aparecimento de novas características.
Exemplos:
- Soja resistente ao herbicida ‘Roundup’ (glifosato).
- Milho BT - resistente à insetos.
- Bactérias que produzem insulina humana.
Ferramentas
d) Terapia Gênica
à Alterar, em indivíduos com algum defeito genético
(não produção de proteína, etc), a porção defeituosa do
DNA, para que a célula se torne 100% funcional, isto é,
produzir a proteína na forma correta em quantidades
adequadas.
Técnica = pega-se um gene capaz de corrigir a doença
e coloca-o dentro de um vírus. Quando se retira a parte
nociva do vírus, ele pode ser usado como agente para
levar o DNA curativo para o interior das células de um
paciente.
BIOTECNOLOGIA
1) Endonuclease (enzima de restrição):
à Cortam a dupla-hélice do DNA em pontos específicos
(palíndromos).
à Origem: produzidas por bactérias contra a invasão de
vírus.
2) DNA-ligase:
à Enzima capaz de ligar fragmentos de DNA que
possuam extremidades complementares.
à Possibilidade de unir fragmentos de DNA de espécies
diferentes, criando molécula de DNA recombinante.
3) Vetores:
à Transportam o DNA recombinante até a célula-alvo.
à Plasmídios (pedaços de DNA de bactérias), vírus,
bactérias.
4) Transcriptase reversa:
à Enzima de retrovírus que produz DNA a partir de um
molde de RNA (inverso do processo normal).
à Permite “achar” o DNA correspondente ao RNA-m da
proteína que se pretende pesquisar.
5) Máquina de PCR (amplificação de DNA)
à Maquinário que produz milhares de cópias de
fragmentos de DNA de forma rápida. Utiliza a enzima
DNA polimerase termorresistente (oriunda de bactérias
termófilas) e nucleotídeos livres.
6) Eletroforese
à Técnica de separação de moléculas (fragmentos de
DNA, proteínas) pela migração de partículas em gel
durante a aplicação de uma diferença de potencial
elétrico.
Aplicações da Engenharia Genética
a) Identificação de criminosos
à Comparação de eletroforese de cópias de fragmentos
de DNA do material encontrado na cena do crime com
os dos suspeitos (obtidos com a mesma endonuclease).
CLONAGEM
à Indica formação de cópias idênticas (clones),
formados a partir de um organismo inicial.
à A clonagem ocorre em alguns seres vivos
naturalmente, como método de reprodução assexuada.
Comum em bactérias, plantas (mandioca, roseira, cana
de açúcar) e alguns animais (planárias, estrela do mar).
à Animais mais complexos, como os vertebrados, não
produzem clones a partir de um indivíduo adulto.
Clonagem de indivíduos adultos = caso Dolly
à Em 1997, pesquisadores escoceses conseguiram
clonar um mamífero a partir de células somáticas de um
adulto: a ovelha Dolly. Ela foi formada a partir de uma
célula de glândula mamária de ovelha de pelagem
branca, cujo núcleo foi implantado em um óvulo
anucleado proveniente de outra ovelha, de pelagem
negra. O embrião resultante foi implantado no útero de
uma terceira ovelha.
OBS: As características genéticas correspondem às da
ovelha doadora do núcleo (ovelha branca), porém os
genes mitocondriais descendem do citoplasma do óvulo.
Aplicações da Clonagem
a) Clonagem terapêutica: obtenção de células-tronco
com a finalidade de se desenvolver tecidos para tratar
doenças degenerativas.
b) Clonagem reprodutiva: obtenção de células-tronco
com a finalidade de se implantar em um útero e, assim,
produzir um indivíduo clone.
CÉLULAS-TRONCO
à É um tipo de célula que pode se diferenciar e
constituir diferentes tecidos no organismo. Esta é uma
capacidade especial, porque as demais células
geralmente só podem fazer parte de um tecido
específico (por exemplo: células da pele só podem
constituir a pele).
à Outra capacidade especial das células-tronco é a
auto-replicação, ou seja, elas podem gerar cópias
idênticas de si mesmas.
à Por causa destas duas capacidades, as célulastronco são objetos de intensas pesquisas hoje, pois
poderiam no futuro funcionar como células substitutas
em tecidos lesionados ou doentes, como nos casos de
Alzheimer, Parkinson e doenças neuromusculares em
geral, ou ainda no lugar de células que o organismo
deixa de produzir por alguma deficiência, como no caso
de diabetes.
CLASSIFICAÇÃO DAS CÉLULAS-TRONCO
1) Totipotentes - São as que conseguem se diferenciar
em todos os 216 tecidos (inclusive a placenta e anexos
embrionários) que formam o corpo humano.
à Encontradas em embriões de até 16 células.
2) Pluripotentes (Embrionárias) - São as que
conseguem se diferenciar em quase todos os tecidos
humanos, menos placenta e anexos embrionários.
à Encontradas nas células internas do blastocisto.
Obs. Blastocisto: estádio de desenvolvimento
embrionário com cerca de 120 células, em que uma
camada de células (trofoblasto) reveste uma massa
celular interna (embrioblasto). O trofoblasto dá origem
aos anexos embrionários (cório), enquanto o
embrioblasto origina o embrião propriamente dito.
à Enorme capacidade terapêutica frente a doenças
para as quais já haviam basicamente esgotado toda a
ação curativa.
Obtenção de células-tronco embrionárias
a) Embriões excedentes que são descartados em
clínicas de fertilização, por não terem qualidade para
implantação ou por terem sido congelados por muito
tempo.
à Normas de biossegurança não resolvidas, além de
questões éticas e religiosas têm limitado as pesquisas,
pois destroem embriões, prática considerada ilegal em
muitos países.
b) Clonagem de adultos (caso Dolly).
c) Reprogramação genética de células adultas
(Células-tronco de Pluripotência Induzida - iPS).
à Em 2006, um pesquisador japonês (Shinya
Yamanaka) desenvolveu uma técnica revolucionária
para a produção de células pluripotentes, através da
reprogramação genética de células adultas de
camundongos e, em 2007, de células humanas. As
células são reprogramadas pela adição de quatro genes
chamados oct-4, sox-2, Klf-4 e c-Myc, através do uso de
vetores virais (vírus modificados que transportam os
fatores para dentro da célula a ser reprogramada) .
à Mesmo com o advento das células iPS, não podemos
deixar de utilizar as células-tronco embrionárias, pois
sem conhecê-las seria impossível desenvolver a
reprogramação celular. Além disso, embora os
resultados sejam muito promissores, as iPS e as
embrionárias ainda não são completamente idênticas e
o processo de reprogramação ainda não é totalmente
seguro por conta da utilização dos vírus. Alternativas
estão sendo estudadas, mas é essencial que possamos
comparar os 2 tipos celulares.
3) Multipotentes (Adultas) - Aquelas que conseguem
diferenciar-se em poucos tecidos.
à Encontradas, principalmente, na medula óssea e no
sangue do cordão umbilical e da placenta.
à Usadas para tratamento de pacientes portadores de
doenças onco-hematológicas (leucemia, por exemplo),
doenças imunológicas e genéticas.
Aplicações das células-tronco
Terapia Celular
à Consiste na substituição de células doentes por
células saudáveis, é um dos potenciais usos das
células-tronco no combate a doenças. Em teoria,
qualquer doença em que haja degeneração de tecidos
poderia ser tratada através da terapia celular.
Quais os obstáculos precisam ser enfrentados para
que as células-troncos possam ser usadas no
tratamento de doenças?
à Apesar de os resultados de testes com animais
serem promissores, as pesquisas de células-tronco e
suas aplicações para tratar doenças ainda se encontram
em estágio inicial. Como em qualquer tratamento
médico, é preciso assegurar métodos rigorosos de
pesquisa e testes para garantir segurança e eficácia a
longo prazo.
à Uma vez que as células-tronco sejam encontradas e
isoladas, deve-se garantir as condições ideais para que
as células possam se diferenciar e se transformar nas
células específicas necessárias a determinado
tratamento, o que exige bastante experimentação e
testes. Além disso, é preciso desenvolver um sistema
que entregue as células à parte exata do corpo e as
estimule a se integrar e a funcionar como as células
naturais do corpo.