noções de biotecnologia

Genética Animal – Noções de Biotecnologia
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NOÇÕES DE BIOTECNOLOGIA
→ Biotecnologia:
Conjunto de técnicas que permite a manipulação do
DNA recombinante. Conhecida como engenharia genética
ou tecnologia do DNA recombinante, ela permite a
modificação do genoma de um organismo vivo pela inserção
e expressão de um gene de interesse. A manipulação deste
DNA recombinante pode ser utilizada para fins de pesquisa
científica, industriais e terapêuticos. Nos últimos a nos,
diversas substâncias como a insulina e o hormônio do
crescimento, têm sido produzidas através dessas técnicas.
Além disso, a engenharia genética é empregada no
desenvolvimento de vacinas e na produção de alimentos
transgênicos.
- Como a biotecnologia é realizada?
I) Isolamento e identificação dos genes responsáveis em conferir a característica
desejada.
II) Amplificação da seqüência de DNA de interesse utilizando vetores
(plasmídeos ou vírus) através da técnica de clonagem molecular (PCR).
◦ PCR (Polymerase Chain Reaction):
Adiciona-se em um tubo uma quantidade muito pequena de DNA genômico,
mais os 4 nucleotídeos, a enzima DNA polimerase, os oligonucleotídeos que servirão
de primer e a solução tampão, que oferecerá condições
de pH e salinidade para que a síntese se processe. O tubo
é levado ao termociclador e submetido a uma alta
temperatura (geralmente 94°C) para provocar o
rompimento das pontes de hidrogênio entre as cadeias de
DNA, causando desnaturação da molécula. A
temperatura é reduzida (30 - 65°C) quando, então, os
primers anelam-se às suas seqüências complementares
no DNA genômico (Fase de anelamento). Finalmente, a
temperatura é elevada para cerca de 72°C, a temperatura
ideal para que a DNA polimerase atue, dirigindo a síntese
de novas cadeias (Fase de síntese). O número de cópias
cresce de modo exponencial a cada ciclo.
III) Amplificação da expressão do gene de interesse preferencialmente em
sistemas que permitam fácil recuperação e purificação do referido fragmento de DNA.
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- Organismos Geneticamente Modificados (OGMs):
Aqueles que tiverem uma seqüência de DNA exógena introduzida ao seu
genoma através da engenharia genética. A característica incorporada passa a ser
hereditária.
- Animais transgênicos:
1) Modelos animais são criados com intuito de se estudar as doenças
humanas, tendo em vista a terapia gênica.
2) Animais domésticos são melhorados com introdução ou incremento de
determinada característica.
3) Os animais passam a produzir proteínas raras e valiosas, principalmente
com finalidade terapêutica. Condições:
◦ O organismo a ser utilizado deve ter capacidade de produzir altas doses
da proteína desejada sem comprometer o funcionamento normal de suas células.
◦ O organismo deve ter capacidade de passar a característica para
gerações futuras.
◦ No caso de organismos multicelulares, deve possuir a capacidade de
produzir a proteína exógena em um órgão definido.
- Métodos de transferência de genes em animais:
1) Eletroporação:
Nesse método, as células alvo são misturadas ao DNA a ser transferido. O
conjunto é colocado em uma câmara e submetido a um breve pulso elétrico, o qual
provoca abertura dos poros da membrana celular, permitindo a entrada do DNA. Esta
técnica resulta em , ao menos, 1% das células viáveis mostrando expressão estável
de um gene marcador, o qual é utilizado na seleção das células que receberam o
DNA.
2) Lipossomos:
Consistem em vesículas de fosfolipídios sintetizados artificialmente contendo o
DNA de interesse. Essas vesículas fundem-se com a membrana celular e depositam
o DNA diretamente no interior da célula.
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3) Transferência de genes para ovos fertilizados:
Inicialmente, o gene é isolado e clonado. Os ovos são
fertilizados in vitro, obtendo-se dois pró-núcleos. Com auxilio
de microscópio e microagulha, introduz-se centenas de cópias
do gene dentro dos pró-núcleos, que se fundem, originando o
núcleo do embrião. Este é transferido para uma fêmea. De
modo geral, cerca de 40% dos embriões sobreviventes
apresentam entre 1 e 100 cópias do gene de interesse
integrado de forma estável ao genoma. A expressão do gene
no animal transgênico pode ser comprovada por PCR ou pela técnica de Southern
Blotting.
4) Transferência de genes para células
embrionárias pluripotentes:
Para esta célula são utilizados embriões de
3,5 dias. O blastocisto é isolado e cultivado em
placas de Petri. Células pluripotentes são
obtidas por dissociação do embrião. Elas
recebem o gene de interesse e são introduzidas
em novos blastocistos, que são transferidos para
fêmeas pseudográvidas, onde completam o
desenvolvimento. O animal que resulta desse
embrião é denominado quimera, pois possui em
sua constituição células com e sem o transgene.
Uma vez que as células com o transgene podem
estar em qualquer tecido, inclusive nas células
da linhagem germinativa, o cruzamento entre
indivíduos
quiméricos
poderá
gerar
descendentes homozigóticos para o gene de
interesse.
5) Método do bombardeamento por microcanhão (ou biobalístico):
O gene de interesse econômico é acoplado à superfície de uma micropartícula
de metal (ouro ou tungstênio), que é disparada por um microcanhão contra as células
e os tecidos vivos. Com uma velocidade superior a 1500 km/h, as micropartículas
atravessam a parede celular e/ou a membrana celular e alojam-se no citoplasma, no
núcleo ou nas organelas da célula. O gene separa-se da micropartícula pela ação dos
líquidos celulares e é incorporado ao DNA da célula, que se torna transgênica.
→ Referências bibliográficas:
Genética Animal – Noções de Biotecnologia
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◦ DNA Segredos & Mistérios – Solange Bento Farah – Editora Sarvier – 1997
◦ Biologia de olho no mundo do trabalho – Sídio Machado – Editora Scipione –
2003
◦ www.scielo.br
◦ www.libertaria.pro.br