Biologia molecular é recurso importante para aumentar a

BIOLOGIA MOLECULAR É
RECURSO IMPORTANTE PARA
AUMENTAR A PRODUTIVIDADE
Natália Monnerat de Souza, Médica Veterinária, Mestre em Clínica Médica
Por muitos anos, a seleção
genética de animais e plantas
foi feita sem o conhecimento
dos genes responsáveis
pela determinação das
características das plantas e
dos animais.
O
qual ficou conhecida como Engenharia Genética
e, posteriormente, tecnologia do DNA recombinante, levaram ao desenvolvimento da Biotecnologia Moderna. Mesmo assim, até recentemente,
as ferramentas para a identificação de genes
responsáveis por diferenças entre indivíduos ou
populações ainda não estavam disponíveis. A difusão do conhecimento na área da biologia molecular tem mudado esta situação e permitido a
identificação de genes em humanos, plantas e
animais em estudos de associação.
Crises anunciadas
crescimento acelerado no campo da
biotecnologia ocorreu, principalmente,
a partir da década de 70 com o desenvolvimento de técnicas de manipulação do material genético (DNA). Os trabalhos nesta área, a
Em 2050, o mundo provavelmente estará vivendo sob a influência de três grandes crises
anunciadas: a diminuição das reservas de petróleo, a escassez de água potável e a falta de
alimentos para grande parte da população. O
A base da genética foi desenvolvida com vegetais, em 1865, por Gregório Mendel
Divulgação
Por:
Animal Business-Brasil_23
rência e criopreservação de embriões e a produção in vitro de embriões, enquanto outras ainda
permanecem mais restritas a centros de pesquisa como a transgenia e a clonagem.
Divulgação
Segurança alimentar
As experiências no campo da genética
exigem equipamentos sofisticados
estabelecimento de uma agropecuária sustentável, que preserve o meio ambiente e proporcione segurança alimentar futura, é um fator primordial para o desenvolvimento da humanidade
ante as mudanças climáticas e o declínio das
reservas energéticas não renováveis. Diante das
previsões de crescimento populacional mundial,
atingindo nove bilhões de habitantes até a metade do século XXI, existe o desafio de criar métodos avançados e eficientes para aumentar a
produção de alimentos e energia renovável sem,
contudo, esgotar os recursos naturais.
Pecuária
A pecuária corresponde hoje a mais da metade
da produção agrícola em países desenvolvidos e
mais de um quarto em países em desenvolvimento. Em resposta ao crescimento populacional e ao
padrão de consumo que se eleva conforme a renda do consumidor, a pecuária cresce mais rápido
do que outros setores da agricultura. Atualmente,
o aumento na produção visa não só à expansão
do número de animais, mas, principalmente, ao
aumento de sua eficiência.
Além da seleção de animais superiores em
relação às características de produção, busca-se também o desenvolvimento de biotecnologias reprodutivas com o objetivo de aumentar
o desempenho reprodutivo dos rebanhos. Apesar de algumas destas biotécnicas existirem há
mais de 50 anos, nos últimos dez anos, houve
um grande aprimoramento das já existentes e o
desenvolvimento de novas, sendo que muitos
centros de pesquisa migraram para locais mais
próximos ao produtor.
Atualmente, algumas técnicas já apresentam
grande aplicabilidade a campo como a inseminação artificial, a sexagem de sêmen, a transfe24_Animal Business-Brasil
A produção de alimentos para a população
deve ser priorizada a fim de evitar riscos à segurança alimentar, especialmente em países onde
os níveis básicos de fornecimento de alimentos
ainda são insuficientes. O maior benefício da biotecnologia para a humanidade, entretanto, será,
sem sombra de dúvidas, a produção de animais
e plantas melhoradas geneticamente, fornecendo suporte para as exigências atuais e futuras de
segurança alimentar, para o desenvolvimento de
uma agropecuária sustentável e para a preservação dos recursos naturais.
No entanto, o melhoramento genético da performance produtiva e reprodutiva em animais
de ambiente tropical requer não somente a implantação das biotécnicas de reprodução, mas
também o conhecimento do grau de variação
genética e das correlações entre genótipos e
fenótipos das características envolvidas. Estas
melhorias podem ser conseguidas pela adoção
e expansão do conhecimento e das metodologias existentes.
Novos conhecimentos
De qualquer modo, há um substancial desenvolvimento de novos conhecimentos e técnicas
no campo, amplamente denominado de “biotecnologia”, que oferece a perspectiva de atuar
diretamente no melhoramento de animais de
produção. A biotecnologia abre novas oportunidades na melhora da produtividade de animais
pelo aumento da qualidade da carcaça, maior
desenvolvimento ponderal, maiores índices reprodutivos, melhoramento na nutrição e utilização dos alimentos, levando-se em conta a qualidade e a segurança desta produção.
Por esta razão, os estudos hoje estão voltados para a elucidação dos mecanismos bioquímicos mediados pela expressão de genes
específicos, responsáveis pela manifestação de
determinados fenótipos de interesse, área denominada seleção assistida por marcadores, na
qual algumas técnicas foram desenvolvidas e
vêm sendo utilizadas com grande sucesso. Para
a obtenção desses marcadores pode-se recorrer
à busca de genes principais, onde se objetiva
estudar os mecanismos fisiológicos envolvidos
com a manifestação das características de produção de interesse, na tentativa de pesquisar
variações de genes específicos entre indivíduos
que apresentem fenótipos diferentes.
Mapas genéticos baseados em marcadores
moleculares e análise de regiões microssatélites
também provêm ferramentas para a detecção
e mapeamento de genes de importância econômica. Uma vez identificadas essas regiões e
relacionadas com fenótipo de interesse torna-se
possível estimar os valores das próximas gerações independentemente da observação fenotípica, o que resulta em diminuição do intervalo
entre gerações.
“
Biotecnologia
Divulgação
A manipulação genética exige mãos treinadas
Divulgação
Nesse cenário, a biotecnologia de animais e
plantas ocupa papel central na busca de soluções para atenuar os problemas, atuais e futuros, causados pelo estilo de vida adotado pelo
homem. As bases fundamentais da biotecnologia agrícola consideram a biologia molecular e
as técnicas relacionadas como os eventos mais
importantes da história da biotecnologia. Foi na
década de 1970 que ocorreu o início das metodologias de uso do DNA recombinante e do
sequenciamento do DNA que proporcionaram
grandes avanços na ciência de plantas.
É marcante como a biotecnologia tem revolucionado a agricultura com modernas tecnologias
que nos permitem identificar e selecionar genes
que codificam características benéficas para serem usados como marcadores moleculares nos
processos de seleção assistida, ou ter a expressão de um determinado gene em outro organismo por transgenia e, assim, com maior precisão,
obter novas características agronômicas e nutricionais desejáveis nos cultivos de plantas.
Segundo a Organização das Nações Unidas
(ONU), estima-se que há no mundo mais de 1,2
bilhão de pessoas sem acesso à água potável, representando cerca de 20% da população
mundial. A agricultura é responsável por cerca
de 70% do consumo de água do planeta, e o uso
descontrolado de pesticidas e fertilizantes contribui para a contaminação da água de lençóis
freáticos e mananciais subterrâneos.
A pecuária
corresponde,
hoje, à mais
da metade da
produção agrícola
nos países
desenvolvidos
e à mais de
um quarto
nos países em
desenvolvimento
Animal Business-Brasil_25
Para aperfeiçoar a eficiência do uso da
água na agricultura, a biotecnologia atua em
duas frentes: no desenvolvimento de espécies tolerantes à seca, diminuindo a irrigação
intensiva e conservando a água no solo, e no
melhoramento genético de variedades para
resistência a pragas e doenças, reduzindo a
necessidade da utilização de produtos químicos nas lavouras.
Na produção de alimentos, a biotecnologia
pode fornecer meios para o aumento da produção agrícola pela aplicação do conhecimento molecular da função dos genes e das redes
regulatórias envolvidas na tolerância a estresse,
desenvolvimento e crescimento, “desenhando”
novas plantas. A transformação genética de
plantas cultivadas possibilita a validação funcional de genes individuais selecionados, bem
como a exploração direta dos transgênicos no
melhoramento genético, visando à inserção de
características agronômicas desejáveis.
Crescimento da agricultura
Segundo a FAO (2010), a previsão de crescimento do setor agrícola brasileiro até o ano
de 2019 será de 40%, quando comparado ao
período-base 2007- 2009. Nesse mesmo período, Rússia, China e Índia não passarão os 26%
de crescimento no setor, enquanto crescimentos mais modestos são esperados para Estados
Unidos e Canadá (entre 10% e 15%). A União
Europeia não deve ultrapassar os 4%. Essa previsão de crescimento acentuado da produção
brasileira se deve, por um lado, às condições
econômicas e ambientais favoráveis do país, e,
por outro, à adoção massificada de culturas geradas com o auxílio da biotecnologia.
Em um futuro próximo, a redução dos custos
para o desenvolvimento e a adoção dos produtos
da biologia molecular pode aumentar a variedade
de plantas transgênicas e a sua disponibilidade
para pequenos e médios produtores. A inserção
de características antes ausentes na planta pode
agregar valor aos seus produtos, multiplicando a
renda de pequenos produtores. O desafio que se
coloca agora é o de saber tirar partido da informação fornecida pelo sequenciamento dos genomas
das culturas para identificar os genes responsáveis
pelas características desejadas para se conseguir
uma maior e melhor produção de alimentos.
Divulgação
Divulgação
Divulgação
O maior benefício da biotecnologia para a humanidade é a produção de animais melhorados geneticamente
26_Animal Business-Brasil
Divulgação
Divulgação
Divulgação
“
Na produção de alimentos,
a biotecnologia pode
fornecer meios para o
aumento da produção
agrícola pela aplicação
do conhecimento
molecular dos genes
Desafios
Portanto, alguns importantes desafios colocados à alteração das plantas podem ser resolvidos, pelo menos em parte, manipulando de
forma correta o seu próprio genoma, sem necessidade da introdução de genes de outras espécies. Sem dúvida que a engenharia genética
permite eliminar a dependência da variabilidade
genética existente na espécie em causa, pela
transferência de genes de espécies diferentes,
até provenientes de organismos de outros reinos, criando espécies transgênicas.
O número destas espécies tem estado em
constante crescimento e poderá, em breve, incluir muitas das principais culturas agrícolas, à
medida que avançam as metodologias para inserção de genes. Há uma “grande batalha” em
curso entre opositores e defensores dos organismos transgênicos, mas é inquestionável que
estes têm o potencial de aumentar a produtividade das culturas sem a utilização de agroquímicos poluentes, por um lado, mas também
o de melhorar o valor nutritivo dos alimentos.
Esta tecnologia pode oferecer novas oportunidades para se conseguir uma indispensável
segurança alimentar a nível mundial que não se
devem desperdiçar, sem prejuízo de se dever
estar atento e alerta a eventuais perigos que
transportem consigo.
Infelizmente, a discussão das aplicações da
biologia molecular à agricultura têm-se centrado, quase exclusivamente, na problemática dos
transgênicos, mas é chegada a altura de olhar
com outra abrangência para esta nova área do
conhecimento e certamente que os resultados
para a humanidade serão gratificantes. O melhoramento genético de plantas, agora bem
fortalecido com refinadas ferramentas biotecnológicas diante de um rico manancial de genomas tropicais funcionais, traduz-se em um
dos principais campos para o desenvolvimento de uma agricultura saudável e competitiva.
Nesse sentido, os organismos trangênicos podem se constituir na nova face feliz do Brasil.
Plantas que funcionam como biofábricas ou
biorreatores podem ser modificadas para que
produzam enzimas, vacinas, anticorpos e proteínas terapêuticas, para o setor médico, indústria farmacêutica e para a saúde animal. É uma
técnica viável e econômica, e pode-se produzir
em grande escala.
Aumento da produtividade
No futuro, os ganhos de produção têm de
ser conseguidos fundamentalmente por aumentos da produtividade das culturas, pois
não existe grande reserva de terra por cultivar, devendo ter-se o cuidado, no entanto,
de salvaguardar a qualidade do ambiente.
A biologia molecular, ao possibilitar a compreensão da base genética da produtividade
dos animais e plantas e a regulação da expressão dos genes envolvidos, vem abrir uma
excelente opção que não pode ser ignorada
se quisermos satisfazer, de forma sustentável,
a procura global crescente de alimentos.
Animal Business-Brasil_27