engenharia genetica

BIOTECNOLOGIA
E
ENGENHARIA
GENÉTICA
Profa. Maria Paula
FERRAMENTAS
Enzimas: de restrição, DNA-ligase, DNA-polimerase,
transcriptase
Vetores: plasmídeos, vírus
1) PGH
• O número de genes é
muito menor do que o
esperado (cerca de 25.000)
e não corresponde ao
número de proteínas (cerca
de 100.000)
• A espécie humana
compartilha uma quantidade
muito grande de genes com
outras espécies
• A complexidade do
organismo não está
relacionada ao número de
genes que ela apresenta.
• Apenas menos de 2% de
nosso material genético
corresponde a regiões
codificadoras
DNA-lixo, DNA não-codificador ou ncDNA
• Localização:
Regiões intergênicas: entre os genes
Regiões intrônicas (íntrons): dentro dos genes
Transcrição de RNAm no núcleo:
Splicing (Editoração)
pré-RNAm
(com íntrons)
RNAm
(sem íntrons)
Cada gene pode apresentar 8 a 9 íntrons  splicing alternativo
 Maior variedade de proteínas do que de genes
• Procariontes: têm pouco ncDNA e não têm íntrons
• Na evolução dos eucariontes, houve aumento do genoma, mas
não houve aumento do número de genes codificadores. Aumenta
a proporção de “DNA-lixo”
• Espécie humana: 92% dos genes apresentam íntrons
Função do ncDNA
• As regiões de ncDNA foram ultra conservadas durante a
evolução  função importante
• A atividade das proteínas depende da informação contida no
DNA e de mecanismos de controle de sua produção e atividade
• O controle é exercido por proteínas e também de moléculas de
RNA: ncRNAs, produzidos a partir de ncDNAs
• Vantagens da utilização de RNA na regulação:
 são rapidamente produzidos
 a produção depende de menor gasto de energia
 formam-se a partir de todas as regiões do DNA
 interagem com o DNA, RNAs e proteínas
• A complexidade dos organismos está relacionada com a
transcrição de ncRNAs
Função do ncRNA
• Regulação da editoração alternativa, inibição da tradução,
localização celular de proteínas, desligamento de genes, etc
OBS: outras formas de desligamento dos genes são:
metilação: um conjunto de partículas de hidrogênio e carbono
(CH3) é capaz de se agrupar na base de alguns genes e “silenciálos”;
modificação das histonas: estímulos externos podem alterar
essas proteínas e tornar o DNA mais frouxo;
• Consequências desses estudos
 alteração do dogma da biologia: as proteínas não seriam os
únicos componentes finais do fluxo de informações genéticas
e vários RNAs não codificam proteínas
 alteração do conceito de gene: um mesmo gene pode
formar várias proteínas
2) PRC: Reação em cadeia da polimerase
• Gene é isolado e adicionado a solução com nucleotídeos,
primers, DNA-polimerase
• Solução é aquecida a 95ºC, resfriada a 50ºC e reaquecida a
70ºC
• A quantidade de DNA aumenta exponencialmente
3. DNA-RECOMBINANTE
Importante:
• Universalidade do
código genético
• Utiliza material genético
já editorado
Produção comercial:
insulina, fatores de
coagulação,
eritropoetina, GH
4. TERAPIA GÊNICA
Transferência do gene normal para células específicas
5. TRANSGÊNICOS
Organismos que recebem,
incorporam e manifestam
genes de outras espécies
Vantagens: minimizam a
utilização de pesticidas, são
mais produtivos ou mais
resistentes, podem aumentar
a produtividade sem
aumentar a área de cultivo
Desvantagens: seus efeitos
tóxicos não foram
completamente avaliados,
podem eliminar os pequenos
agricultores, podem reduzir a
biodiversidade
6. CLONAGEM
Formação de organismos geneticamente idênticos
7. Formação de células-tronco
Obtidas de três formas:
Pluripotência induzida: células da pele são estimuladas a voltar
ao período embrionário
Embriões congelados: produzidos em clínicas de fertilização
Clonagem terapêutica: o núcleo é implantado em um ovócito
anucleado. A seguir, as células são extraídas do embrião.
8. DNA Fingerprint
9. Vacinas de DNA
Vantagem: aplicação de uma única dose