128519857650568_Biotecnologia-Engenharia-Genetica

Biotecnologia
ENGENHARIA GENÉTICA
► CLONAGEM
►DNA RECOMBINANTE
└TRANSGENIA
└ TERAPIA GÊNICA
►DNA-FINGERPRINT
1997: A REVOLUÇÃO DOLLY !
A ovelha foi sacrificada no Instituto Roslin, na Escócia,
após ser diagnosticada com uma doença pulmonar
progressiva comum em animais mais velhos.
Cachorros
O animal mais
recentemente clonado!!!
-
Clones Brasileiros
 Bovinos
Células Tronco
1
2
3
4
5
6
7
botão
interno
trofoblasto
As primeiras células embrionárias
Nidação –
Início da gravidez
-O blastocisto
Parede uterina
Trofoblasto
Cavidade uterina
A VIDA ATÉ O NASCER
Óvulo não fecundado
fora do folículo
SPTZ entrando
no óvulo
Óvulo fecundado
 OVO
fecundação
Óvulo não
fecundado no ovário
12 semanas  FETO
SPTZ em direção
ao óvulo na trompa
UM SPTZ penetra
a membrana do
óvulo na trompa
1ª divisão celular – 24 hs Embrião – 10 dias
6 meses  FETO COMPLETO
39 semanas
RECÉM NASCIDO
GOMES, FAM
2008
TRANSGÊNICOS
Aplicações:
DNA recombinante:
Transgênicos  introdução de genes de uma
espécie em outra espécie diferente
Terapia Gênica  Utilização de genes normais para
substituir genes alterados cuja deficiência origina
diversas doenças.
Funcionamento Molecular da Célula
Síntese de Proteínas
Tradução
 Também chamada síntese de proteínas
 Quando o RNAm chega ao citoplasma ele
se associa ao ribossomo. Após essa
associação os RNAt levam os
aminoácidos, que serão ligados, formando
assim a proteína.
• Quando o RNAm chega ao
citoplasma, ele se associa ao
ribossomo.
• Nessa organela existem 2
espaços onde entram os RNAt
com aminoácidos específicos.
U A C AAA
AU G UUU CUU GAC CC C UGA
• somente os RNAt que
têm seqüência do anticódon complementar à
seqüência do códon
entram no ribossomo.
• Uma enzima presente na
subunidade maior do
ribossomo realiza a ligação
peptídica entre os
aminoácidos.
U A C AAA
AU G UUU CUU GAC CC C UGA
• O RNAt “vazio” volta para o
citoplasma para se ligar a
outro aminoácido.
UAC
AAA
AU G UUU CUU GAC CC C UGA
• O ribossomo agora se desloca
uma distância de 1 códon.
UAC
• O espaço vazio é preenchido
por um outro RNAt com
seqüência do anti-códon
complementar à seqüência do
códon.
AAA G AA
AU G UUU CUU GAC CC C UGA
• Uma enzima presente na
UAC
subunidade maior do
ribossomo realiza a ligação
peptídica entre os
aminoácidos.
AAA G AA
AU G UUU CUU GAC CC C UGA
UAC
AAA
G AA
AU G UUU CUU GAC CC C UGA
• O RNAt “vazio” volta para o
citoplasma para se ligar a outro
aminoácido.
• e assim o ribossomo vai se
deslocando ao longo do RNAm e
os aminoácidos são ligados.
• Quando o ribossomo passa
por um códon de terminação
nenhum RNAt entra no
ribossomo, porque na célula
não existem RNAt com
seqüências complementares
aos códons de terminação.
GGG
AU G UUU CUU GAC CC C UGA
Códon de
terminação
GGG
• Então o ribossomo se solta
do RNAm, a proteína recém
formada é liberada e o RNAm
é degradado.
AU G UUU CUU GAC CC C UGA
Considerações Finais
 Uma proteína  + de 70 aminoácidos
ligados.
 1 códon  3 nucleotídeos no RNAm
 1 códon  1 aminoácido na proteína
 Nº de ligações peptídicas  Nº de
aminoácidos – (menos) 1.
Considerações Finais
 1 anticódon  3 nucleotídeos no RNAt
 O anticódon é complementar ao códon
 Cada RNAt leva consigo apenas um tipo
de aminoácido  quem determina qual
aminoácido será transportado é o
anticódon.
Transcriptase
RNA polimerase
Replicação
Transcrição
DNA
hnRNA
Tradução
mRNA
Proteínas
Transcriptase
Reversa
núcleo
citoplasma
DNA RECOMBINANTE - TRANSGENIA
◘ introdução de genes de uma espécie em outra
espécie diferente
◘ possível devido à universalidade do código
genético
Procedimentos: 1- separar o gene desejado
2- multiplicar este gene
3- inserção no hospedeiro
DNA RECOMBINANTE - TRANSGENIA
◘ introdução de genes de uma espécie em outra
espécie diferente
◘ possível devido à universalidade do código
genético
Procedimentos: 1- separar o gene desejado
2- multiplicar este gene
3- inserção no hospedeiro
DNA recombinante: ferramentas
- Vírus: infectam células e introduzem os
genes desejados nas células;
- Bactérias/
plasmídeos:
sintetizam
proteínas a partir de genes contidos em
pedaços de DNA bacteriano (plasmídeo);
- Enzimas de restrição: enzimas que
cortam DNA em locais específicos.
Célula bacteriana
Membrana plasmática
Parede celular
Citoplasma
Cápsula
Mesossomo
Ribossomos
Fímbrias
Enzimas relacionadas
com a respiração,
ligadas à face
interna da membrana
plasmática
Plasmídeos
Nucleóide
Flagelo
DNA associado
ao mesossomo
Transformação
Molécula de DNA circular
Fragmentos de
DNA doador
Lise celular
Célula bacteriana
Quebra
do DNA
Célula bacteriana
Fragmentos de DNA
ligam-se à superfície
da célula receptora.
O fragmento de DNA é
incorporado à célula receptora.
O fragmento de DNA é integrado
ao cromossomo da célula receptora.
Célula transformada
Cortar o DNA com
enzimas de
restrição
Fragmento 1
Fragmento 3
Fragmento 2
Fragmento 4
Inserir fragmentos
em
vetores
Introduzir vetores
em
bactérias
Transdução
Fago
O DNA de
um fago penetra
na célula de
uma bactéria.
Genes de outra bactéria
são introduzidos e
integrados ao DNA
da bactéria hospedeira.
O DNA do fago
integra-se ao DNA
da bactéria como
um profago.
Quando o profago inicia o ciclo
lítico, o DNA da bactéria é
degradado e novos fagos podem
conter algum trecho do DNA
da bactéria.
DNA do fago
com genes da
bactéria
O fago infecta
nova bactéria.
A célula
bacteriana se
rompe e libera
muitos fagos, que
podem infectar
outras células.
DNA RECOMBINANTE - TRANSGENIA
Outros exemplos de transgênicos
Planta de algodão resistentes às lagartas.
Reduz a necessidade de utilização de pesticidas.
Os gastos de produção diminuem e a poluição
ambiental também é reduzida.
Golden Rice.
Arroz geneticamente modificado
que contém um gene que codifica a
produção de β-caroteno. Foi
produzido para evitar que as
populações pobres da Ásia
adoecessem por avitaminoses.
Produção de insulina humana
em bactérias:
-Isola-se o gene da insulina
humana utilizando-se
enzimas de restrição para
cortar o DNA humano;
- Insere-se o gene em um
plasmídeo bacteriano;
- Ativa-se o plasmídeo,
para a transcrição do gene
e produção da proteína
(insulina);
- Retira-se a insulina da
bactéria.
Como fazer uma vacina comestível
Célula bacteriana
Célula da planta
Gene para o antígeno
Transferência de genes
DNA
Plasmídeo
Gene que
confere resistência
a certo antibiótico
Suspensão de bactérias
Agrobacterium tumefaciens
Calo
Células
mortas
Meio com
antibiótico
Batatas transgênicas que
podem atuar como “vacina”
TERAPIA GÊNICA
Aplicações:
DNA fingerprint (impressão digital de DNA):
Determinação da identidade genética do
indivíduo
- Utilizado em testes de paternidade
- Utilizado em biologia forense (resolução de
crimes)
Como se faz DNA fingerprint:
Íntron
Éxxon
Íntron
Intron  pedaço de cromossomo (DNA) sem função;
Éxxon  pedaço de cromossomo (DNA) funcional.
1º Passo: recortar pedaços de DNA com enzimas de restrição
2º Passo: mistura dos pedaços de DNA com “primers” radioativos
3º Passo: separação dos pedaços com eletroforese com gel de
agarose
Gel de agarose + corrente e-
Revelação UV
COLORAÇÃO
4º Passo: Comparação entre pedaços de
DNA da mãe criança e dos supostos pais,
em busca de semelhanças.
Metade dos fragmentos de DNA devem ser
iguais aos da mãe e a outra metade do pai.
Fitorremediação:
Uso de sistemas vegetais
fotossintetizantes e sua microbiota
com o fim de desintoxicar
ambientes degradados ou poluídos.
Tratamento de água com aguapé:
Eichhornia crassipes
Todas as macrófitas
exercem importante papel
na remoção de
substâncias dissolvidas,
assimilando-as e
incorporando-as à sua
biomassa, porém a
espécie Eichhornia
crassipes, o aguapé, tem sido a hidrófita mais estudada
para o tratamento de água com plantas.
Descontaminação do Solo
Bactérias
Fungos
Biorremediação: emprego dos
microrganismos para a remediação
de locais contaminados devido ao
uso de agroquímicos..
Poluição por esgotos doméstico
e industrial
Poluição por esgotos doméstico
e industrial
Matéria orgânica biodegradável
Bactérias, vírus, larvas e parasitas
Explosão na população
de microrganismos
Coliformes fecais  doenças
Consumo de oxigênio
Brasil: 30% das praias
são impróprias