Genoma e Tecnologias do DNA

Biotecnologia é a tecnologia
baseada na biologia, especialmente
quando usada
na agricultura, ciência dos
alimentos e medicina.
 Genoma
 Tecnologias do DNA
Conjunto de todo
material
genético de uma
célula, que
influencia o
desenvolvimento
das
características
de um ser vivo.

Vários genes em seqüência formam o DNA
e este fica armazenado nos cromossomos.

Função de determinar e passar a adiante
as características genéticos dos seres
vivos
-Diferenciando uma espécie da outra;
-Diferenciando os traços de cada
indivíduo(cor dos olhos, tipo de cabelo...)

Os cromossomos constituem
uma longa sequência de
DNA (ácido
desoxirribonucleico)
contendo diversos genes.
Eles são formados por
uma fita longa e dupla de
DNA, que se trata do material
genético, ou seja, ele possui
os genes que nos dão as
características físicas, cor de
olhos, pele e cabelo, por
exemplo.

Durante o período em que a célula não está se
dividindo, os filamentos cromossômicos
encontram-se emaranhados no interior do
núcleo, constituindo a cromatina;

Quando a célula entra em processo de
divisão, cada filamento cromossômico enrolase sobre si mesmo, assumindo o aspecto de
um bastão curto e relativamente grosso;

O número de cromossomos no núcleo celular
varia de uma espécie para outra. Na espécie
humana, por exemplo, todas as células
possuem 46 cromossomos, com exceção dos
gametas.

Cariótipo:conjunto de
todos os cromossomos de
um indivíduo
Cada espécie tem sua
coleção particular de
cromossomos, que pode ser
identificada pelo número,
pela forma e pelo tamanho
característico dos
cromossomos.
Cromossomos humanos:
1 ao 22 – Cromossomos
autossômicos
23 - cromossomo sexual

Variam no decorrer do ciclo celular (intérfase
e divisão celular);

Durante a intérfase ocorre a duplicação dos
cromossomos, ou seja, formação de cópias
idênticas que ficam aderidas entre si. Essas
cópias unidas são denominadas cromátidesirmãs;

E o início da divisão celular é marcado pela
condensação dos cromossomos duplicados
A posição do centrômero divide o
cromossomo em duas partes,
denominados braços cromossômicos.
 O tamanho do braço cromossômico irá
classificar os cromossomos


O nome ácido nucleico
indica que as moléculas de
DNA e RNA são ácidas e
foram identificadas, a
principio, no núcleo das
células;

Hoje, sabemos que o DNA
é encontrado no núcleo,
em pequena quantidade
nas mitocôndrias e nos
cloroplastos.

O RNA é encontrado no
nucléolo, nos ribossomos,
no citosol, nas mitocôndrias
e cloroplastos.
Os ácidos nucléicos são moléculas gigantes
(macromoléculas), formadas por unidades menores
conhecidas como nucleotídeos. Cada nucleotídeo, por sua
vez, é formado por três partes:



um açúcar do grupo das pentoses (monossacarídeos com
cinco átomos de carbono);
um radical “fosfato”, derivado da molécula do ácido
ortofosfórico (H3PO4).
uma base nitrogenada.
As pentoses são de dois tipos: riboses
e desoxirriboses.
O DNA recebe esse nome por ter
apenas desoxirribose na sua cadeia e o
RNA contém apenas ribose.
Outra diferença importante entre as moléculas de DNA e a
de RNA diz respeito às bases nitrogenadas:


no DNA, as bases são citosina, guanina, adenina e timina;
no RNA, no lugar da timina, encontra-se a uracila.
E por último, O DNA é formado por duas
cadeias (filamentos) de polinucleotídeos
(modelo da Dupla hélice), enquanto o RNA é
formado por um único filamento de
polinucleotídeos.
O DNA encontra-se no núcleo celular,
compondo os cromossomos, juntamente com
proteínas. Mais precisamente, são responsáveis
por formar os genes. Já o RNA participa
principalmente do processo de síntese de
proteínas.
A molécula de RNA nada mais é do que uma
complementaridade de uma região do DNA.
É a parte funcional do DNA.
Os genes, portanto, são sequências especiais de
centenas ou até milhares de pares de bases nitrogenadas
(do tipo A-T ou C-G) que oferecem as informações básicas
para a produção de todas as proteínas que o corpo precisa
produzir.

A engenharia genética ou
tecnologia do DNA
recombinante, permite, entre
outras coisas, transplantar genes
de uma espécie para outra e
criar, assim, uma molécula de
DNA que não existia na
natureza. Essa molécula,
formada pela combinação de
duas moléculas diferentes de
DNA, é chamada de DNA
recombinante.

Objetivo de produzir organismos
geneticamente melhorados
para desempenharem melhor
suas funções e produzir
substâncias úteis ao homem.
Projeto Genoma;
 Projeto Proteoma;
 Clonagem;
 Organismos Transgênicos;
 Células tronco;
 Terapias gênicas;
 Testes de paternidade;
 Alterações cromossômicas;
 Diagnósticos de doenças hereditárias....

Projeto Genoma é um
trabalho conjunto
realizado por diversos
países visando
desvendar o código
genético de
um organismo (poden
do ser animal,vegetal,
de fungos, bactérias
ou de um vírus)
através do seu
mapeamento.
Projeto Genoma Humano:

Foi oficialmente iniciado em 1990;

Em 2003 foi estabelecida a sequência de 99,99%
dos cerca de 3,3 bilhões de pares de
nucleotídeos que compões os genes humanos;

O sequenciamento do DNA humano revelou que
muitos de nossos genes são semelhantes a de
outros organismos: 40% semelhante ao de
alguns vermes, 60% semelhante ao das
drosófilas, 90% semelhante ao dos
camundongos e diferimos dos chimpanzés em
menos de 1% das sequências de DNA, ou seja,
em apenas um par de bases nitrogenadas a
cada 100 pares.

No Brasil, o primeiro genoma a ser totalmente
sequenciado foi o da bactéria Xyllela
fastidiosa, espécie que causa a doença dos
laranjais conhecida como praga do
amarelinho.

Com o desenvolvimento de novas
tecnologias, o sequenciamento de genes tem
se tornado cada vez mais rápido e barato.
Hoje já foram sequenciados os genomas
de centenas de espécies e já é possível
sequenciar o genoma de uma pessoa em
poucos dias por apenas alguns milhares de
dólares;

Prós:
•
Encontrar a causa de várias enfermidades;
•
Permitir a identificação dos genes que causam ou
contribuem para doenças genéticas ou para o câncer
(cerca de 50 alterações que causam o câncer já são
conhecidas).
•
Medicamentos e vacinas poderão ser produzidos através
de novas informações obtidas;
•
Descobrindo o motivo de várias doenças, o ser humano
poderá adotar medidas e comportamentos de prevenção;
•
Utilizando as pesquisas genéticas e exames especializados,
já é possível detectar se um embrião herdou doenças
graves, possibilitando um tratamento adequado desde os
primeiros dias de vida;
•
Ajudar no aconselhamento genético, que analisa as
chances de um casal transmitir doenças hereditárias
para o filho;
•
Descobrir mais sobre o funcionamento do gene e como
ele controla ou influencia certas características. Dessa
forma, podendo compreender melhor as causas do
envelhecimento, da obesidade,etc
•
Criar drogas específicas para cada tipo de doença;
•
Analisar o grau de parentesco evolutivo entre as
espécies;
•
Facilitar o desenvolvimento de animais e plantas
transgênicos.

Contras:

Uma questão ética é a possibilidade de se escolher o sexo de um futuro bebê.
Uma análise de pesquisas mostrou que se a população da Grã-Bretanha , por
exemplo,pudesse escolher o sexo de seus futuros filhos isto não causaria um
desbalanceamento sexual. Já na China, onde a maioria dos casais só tem um
descendente, o aborto seletivo de fetos do sexo feminino já criou uma
desproporção sexual gigantesca em favor do sexo masculino. E no Brasil, o que
aconteceria se os casais pudessem optar pelo sexo de seus filhos?

Ao se fazer a leitura do código genético de todos os indivíduos ao invés de
julgar o indivíduo pelo que ele é hoje, vamos indagar sobre seu status de
doente em potencial para tratá-lo como deficiente antes do tempo e sem
ter a certeza de que se tornará". Isso significa definir pelo genótipo, pelo
que está inscrito no DNA e não mais pelo fenótipo, pelo estado presente da
pessoa;

Nada impede que uma companhia seguradora que oferece um plano de
saúde resolva reorganizar suas tabelas levando em consideração os riscos
revelados pelo mapeamento genômico de uma pessoa

Há um outro aspecto ético derivado do conhecimento do genoma
humano que deve ser mencionado. Como já comentamos, o
avanço na Medicina preventiva será enorme devido à capacidade
de realizar diagnósticos precoces, até mesmo in utero. É claro que
os diagnósticos serão úteis naqueles casos em que uma terapia
puder ser implementada. Mas como ficam aqueles casos para os
quais não houver nenhuma terapia, como as doenças
degenerativas que inevitavelmente levam à morte? O que fazer
então? Para que servirá esse conhecimento? A pessoa afetada ou a
sua família têm o direito de saber o que ocorrerá? O Estado poderá
sancionar o aborto de fetos nos quais forem encontradas
seqüências indicativas de patologias diversas? Ou ainda proibir que
certos casais tenham filhos em função da probabilidades de
produzir doenças letais em seus descendentes?
Organismos
Transgênicos são
aqueles que recebem
genes de outras
espécies de seres vivos.
A importância deles
está na obtenção de
indivíduos com
características
vantajosas e que
produzam substâncias
de interesse para o ser
humano.
Exemplo:
No Brasil foi produzido um camundongo transgênico que
apresenta um gene da água-viva incorporado ao seu DNA.
Esse gene codifica a síntese de uma proteína
responsável pela cor verde fluorescente.
Acredita-se que esses resultados possam ser úteis em
futuras pesquisas sobre o câncer, pois a proteína verde
fluorescente poderia ser utilizado para marcar células
cancerígenas, que seriam facilmente visualizadas em
microscópio.
Exemplo:
Há vários tipos de plantas transgênicas.
Algumas são mais produtivas ou nutritivas, outras
resistem melhor a seca e há ainda as que
necessitam de menos agrotóxicos.
Várias espécies vegetais, como milho,
algodão, tomate e outras, por exemplo, portam
e manifestam genes de bactérias que lhes
conferem resistência a insetos. Com isso, são
menos predadas por esses organismos.






Animais transgênicos
importantes para a pesquisa
de várias doenças;
Vegetais e frutas mais
nutritivas;
Plantas resistentes a pragas;
Redução no uso de
agrotóxicos;
Maior produção de
alimentos sem
contaminação dos solos;
Também tem sido estudada
a opção de vacinação oral
para várias infecções por
meio de alimentação com
vegetais transgênicos, que
funcionariam como
medicamento e não
alimento.


Para os críticos não há
provas suficientes de
que esses produtos
não causem danos à
saúde ou
desequilíbrios
ambientais;
Assim como existem
pessoas alérgicas a
certos tipos de
alimentos, pode haver
pessoas também
alérgicas aos
transgênicos;

Em genética, define-se a
clonagem como o processo de
se produzir cópias idênticas de
seres vivos através de um
fragmento específico do DNA.

A Clonagem é um mecanismo
comum de reprodução de
espécies de plantas ou
bactérias. Um clone pode ser
definido como uma população
de moléculas, células ou
organismos que se originaram
de uma única célula e que são
idênticas à célula original. Em
humanos, os clones naturais
são os gêmeos idênticos que se
originam da divisão de um
óvulo fertilizado.

O termo clonagem ficou mundialmente conhecido com a
clonagem da ovelha Dolly, que nasceu dia 5 de julho de
1996, feita pelo cientista escocês Ian Wilmut.
Em 2001 um médico italiano, chamado Severino Antinori
teve a intenção de clonar num ser humano, o que causou
grande agito na sociedade cientifica.
Outros cientistas até anunciaram que haviam clonado
um ser humano, porem esses fatos nunca foram provados.

Utilização da técnica de clonagem para obtenção de células
tronco a fim de restaurar a função de um órgãos ou tecido.

A clonagem "terapêutica" teria a vantagem de não oferecer
riscos de rejeição se o doador fosse a própria pessoa. (ex.:
reconstituir a medula em alguém que se tornou paraplégico
após um acidente, ou substituir o tecido cardíaco em uma
pessoa que sofreu um infarto).

Diminuição ou fim do tráfico clandestino de órgãos

Melhoramento animal, resgate de material genético,
maximização do potencial genético de uma raça.

Técnica de baixa eficiência.

Vários fetos morrem durante a gestação ou logo após o
nascimento.

Grande número de anomalias

Envelhecimento Precoce

Os clones seriam maiores do que o normal, denominado
de síndrome do filhote grande

Lesões hepáticas, tumores, baixa imunidade.
Células tronco
são células
indiferenciadas
capazes de
originar outros
tipos celulares de
diferentes tecidos
do corpo.
Conseguem imaginar uma célula com capacidade de regenerar
qualquer tipo de tecido? Conseguem vislumbrar o potencial que elas têm na
medicina? Se você corta sua pele, ela se regenera naturalmente. Se você tem
problemas no fígado, ele também é capaz de se regenerar naturalmente.
Mas e quanto aos tecidos que não se regeneram?
Um problema cardíaco atualmente só é solucionado com um
transplante.Pessoas que ficam paraplégicas ou tetraplégicas não podem jamais
voltar a andar. Pessoas com doenças neuro degenerativas como "Parkinson" ou
"Alzheimer"morrem sem ter a oportunidade de cura.
São apenas alguns dos problemas que podem ser solucionados com a
utilização das Células-Tronco.
Resumindo: elas podem salvar vidas, curar doenças tidas como
incuráveis, fazer paralíticos voltarem a andar... Sua pesquisa é sem dúvida
alguma imprescindível à humanidade! Mas então qual é o problema?

Células tronco embrionárias
São células derivadas da massa celular interna do
blastócito, que é um embrião formado aproximadamente 5
dias após a fecundação. Também são retiradas do cordão
umbilical, da placenta ou do líquido amniótico. Essas células
contêm uma grande capacidade de diferenciação,
podendo dar origem a todos os tecidos do corpo, quando
recebem o estímulo necessário.
São classificadas como totipotentes ou pluripotentes.
Totipotentes: Podem produzir, além das células
embrionárias, células da placenta e dos anexos
embrionários.
Pluripotentes: Podem produzir células de todos os
tecidos embrionários, exceto células extra-embrionárias.

Células tronco adultas
São células presente no organismo e com grande capacidade
de diferenciação. Essas células trabalham para reparar danos e repor
células do organismo. Como células-tronco adultas podemos citar a
medula óssea, fígado, etc. Essas células podem ser colhidas tanto
em adultos como em crianças.
As terapias com células-tronco adultas têm obtido resultados
muito satisfatórios, principalmente entre diabéticos, pessoas com
lesões na medula e com mal de Parkinson.
Células-tronco Multipotentes: Essas células podem
produzir apenas uma linhagem celular. Por exemplo: as células
hematopoiéticas são capazes de produzir apenas células do
tecido sanguíneo (hemácias, linfócitos e plaquetas).
Células-tronco Unipotentes: Produzem apenas um tipo
celular, mas possuem grande capacidade de renovação.
Lei de Biossegurança
A lei de biossegurança foi aprovada em março de 2005, e permite o
uso de células-tronco para pesquisas com fins terapêuticos. Para a
utilização das células-tronco embrionárias, os pais precisam
autorizar a utilização dos embriões que estão há muito tempo
congelados (mais de três anos) e que não serão mais utilizados
para inseminação artificial e que seriam descartados pelo laboratório.
Esses embriões devem ter sido congelados em até 5 dias depois da
fecundação.
Essa lei não permite a utilização de embriões para a clonagem
terapêutica, que consiste na retirada no núcleo do óvulo e inserção
de um núcleo de outra linhagem celular. Essa mistura de células dá
origem ao blastocisto com células-tronco para o tecido desejado.
Algumas cirurgias com resultados de sucesso utilizando célulastronco embrionárias foram divulgadas em muitos meios científicos,
aumentando a esperança de muitas pessoas que sofreram acidentes
ou são portadoras de determinados tipos de doenças.
Terapia genética ou Geneterapia é
a inserção de genes nas células e
tecidos de um indivíduo para o
tratamento de uma doença; em
especial, doenças hereditárias.
A terapia genética visa a
suplementar com alelos funcionais
aqueles que são defeituosos. Embora a
tecnologia ainda esteja em seu estágio
inicial, tem sido usada com algum
sucesso.
Os estudos de terapia gênica estão
até o momento restritos a células
somáticas, mas em futuro próximo
pretende-se atuar sobre as células que
formam os gametas, de modo que o
indivíduo afetado não possa mais
transferir o alelo anormal para seus
descendentes.