DNA Recombinante

       O DNA recombinante (rDNA) é uma forma de DNA artificial criada por combinação de duas ou mais sequências que na natureza não ocorreriam juntas. Podem ser uma mistura de DNA proveniente de indivíduos de espécies diferentes ou até mesmo de reinos diferentes. Existem três métodos diferentes para obter rDNA: transformação, introdução por fagos e transformação não bacteriana.

       O rDNA funciona quando a célula hospedeira expressa uma proteína codificada pelos genes recombinantes. A síntese de proteínas recombinantes é induzida por factores de expressão que fornecem instruções para que os genes sejam transcritos e traduzidos pela célula. Este factores incluem um promotor, um local de ligação no ribossoma e um terminador – contidos em vectores de expressão. Estes sinais são específicos para cada espécie, por exemplo a E. coli só reconhece sinais para E. coli.

       O rDNA tem várias aplicações na engenharia genética, desde a medicicina à agricultura: melhoramento das culturas – aumentar a resistência ao calor e à seca
vacinas recombinantes (por exemplo, a da Hepatite B), produção de insulina.

Enzimas de Restrição

A partir da década de 1970, ficou mais fácil analisar a molécula de DNA com o isolamento da enzimas de restrição. Estas enzimas são endonucleases, ou seja, no interior (daí o prefixo endo- dentro) das moléculas de DNA, cortando-as em locais bem definidos.

São enzimas produzidas normalmente por bactérias e que possuem a propriedade de defendê-las de vírus invasores. Essas substâncias “picotam” a molécula de DNA sempre em determinados pontos, levando a produção de fragmentos contendo pontas adesivas, que podem se ligar a outras pontas de moléculas de DNA que tenham sido cortadas com a mesma enzima. Em Engenharia Genética, a obtenção dos fragmentos de DNA serve para criar, in vitro (em tubo de ensaio ou no laboratório), novas moléculas, recortando e colando vários pedaços de informações.


Uma das primeiras enzimas de restrição a ser isolada foi a EcoRI, produzida pela bactéria Escherichia coli. Essa enzima reconhece apenas a sequência GAATTC e atua sempre entre o G e o primeiro A.

O local do “corte”, o local de uma enzima, é conhecido como sítio alvo. Você pode perguntar por que essa enzima não atua no DNA da própria bactéria? Isso não ocorre devido à existência de outras enzimas protetoras, que impedem a ação das enzimas de restrição no material genético da bactéria.

As enzimas de restrição reconhecem e atuam sobre sequências específicas de DNA, catalisando a destruição de uma ligação fosfodiéster entre dois nucleotídeos consecutivos ligados a determinadas bases. Os nucleotídeos entre os quais a enzima corta, ou seja, entre os quais promove a hidrólise, encontram-se no interior dessas mesmas sequências específicas de reconhecimento (ver imagem).

Cada molécula de DNA pode ser composta de várias repetições da sequência GAATTC ao longo de toda sua extensão. Portanto ao contato com a ezima EcoRI a fita de DNA pode ser clivada "cortada" em diversos lugares, gerando vários pedaços, de tamanhos diferentes.

Engenharia Genética

        A Engenharia Genética é um conjunto de técnicas que envolvem a manipulação de genes de um determinado organismo, geralmente de forma artificial. Esta manipulação envolve duplicação, transferência e isolamento de genes, com o objetivo de produzir organismos geneticamente melhorados para desempenharem melhor suas funções e produzir substâncias úteis ao homem.

         A través da engenharia genética muitos hormônios passaram a ser produzidos por  bactérias com DNA modificado, como por exemplo, a insulina, que era produzida por animais e causava alguns efeitos colaterais indesejáveis em seres humanos. O hormônio de crescimento era extraído da hipófise de cadáveres e houve casos de pessoas que se contaminaram com uma doença neurológica chamada Creutzfeldt-Jacob.

Endogamia

        Endogamia ou consanguinidade é o método de acasalamento que consiste na união entre indivíduos aparentados, que são geneticamente semelhantes. Quando os pais de um animal possuem um ou mais ancestrais comuns, isto é, são parentes, diz-se que o animal é consanguíneo ou endogâmico. O resultado deste acasalamento é o aumento da homozigose. Esta pode ser definida como a formação de um zigoto (célula reprodutora resultante da união de dois gametas de sexo oposto) pela união de gametas que têm um ou mais alelos (uma das formas alternativas de um gene, que ocupa determinado locus no cromossomo) idênticos.  

        Devido ao aumento da homozigose, a consanguinidade aumenta a semelhança entre os indivíduos, o que pode ser importante para a fixação e refinamento do tipo desejado. O aumento da homozigose ocorre tanto para genes dominantes quanto para genes recessivos. Quando a homozigose ocorre para genes dominantes, os indivíduos assim obtidos, quando acasalados com outros não consanguíneos, tendem a imprimir, com maior intensidade, suas características e isto é chamado de prepotência. Esse é o motivo pelo qual muitos selecionadores de ovinos de corte utilizam a endogamia em seus rebanhos. Quando eles consideram um reprodutor bom, utilizam-no em suas filhas e netas, para manter seus aspectos fenotípicos em seus filhos.A endogamia permite a separação da população em famílias diferentes, ou linhagens, o que pode ser seguido por seleção, eliminando aquelas piores. Isto pode contribuir para a formação de linhagens consanguíneas distintas, que, quando acasaladas, contribuem para o aumento da média de características de interesse econômico. Esta técnica é muito utilizada para a formação de linhagens comerciais compostas.

       Por outro lado, a endogamia pode exacerbar tanto as qualidades quanto os defeitos. Seus efeitos desfavoráveis são caracterizados pela redução geral da fertilidade, sobrevivência e vigor dos animais. Na ovinocultura de corte, este fato é comum, principalmente dentro de rebanhos de criadores elite.

Melhoramento Genético

         O melhoramento genético é uma ciência utilizada em plantas e animais que visa aumentar a frequência de alelos favoráveis em uma população animal ou vegetal. Para que seja iniciado um programa de melhoramento é necessário haver variabilidade genética na população, e o progresso do programa será maior tanto quanto for maior essa variabilidade.

Processos de melhoramento:

    

          No melhoramento clássico existem duas formas de se melhorar indivíduos: Seleção e Cruzamento.A seleção consiste em escolher os pais da próxima geração que apresentam um maior número de alelos favoráveis (ex.Crescimento,resistência a doenças, produção de sementes, produção de leite, etc.)  O cruzamento consiste em acasalar indivíduos diferentes geneticamente (ex. Bovino Gir x Bovino Holandês) para desfrutar da heterose e complementariedade. Heterose é o fenômeno que ocorre quando o desempenho médios dos filhos é superior a média dos pais, esse fenômeno ocorre porquê a maioria das características desejáveis apresentam caráter dominante, e, ao se cruzar indivíduos puros diferentes, há um aumento no número dos loci em heterozigose (ex. AaBbCcDd) esse fato leva a progênie possuir mais alelos favoráveis.

 

          O "contrário" da heterose seria a endogamia, ou seja indíduos, com grande número de loci em homozigose (ex. AAbbCCddeeffGG). Alguns alelos, principalmente os recessivos, quando em homozigose podem levar o indivíduo a expressar características deletérias, como síndromes, deformidades e diminuição do desempenho das características de baixa herdabilidade, que são controladas por muitos genes, como as características relacionadas a reprodução, resistência a doenças etc. Os seres vivos possuem vários pares de cromossomos. Cada um destes possui genes que são os responsáveis pela expressão das características dos indivíduos. Na divisão celular que antecede a formação dos gametas masculinos (espermatozóides) e feminino (óvulo) os pares de cromossomos se separam e assim cada um reúne a metade do número de cromossomos da célula original.

 

          Cada novo indivíduo recebe ao se formar um conjunto de cromossomos do pai e outro da mãe sendo restabelecido o número de cromossomos da espécie. Na reconstituição dos cromossomos, a predominância ou não dos genes para uma mesma característica determinará se ela será expressada ou não. A observação de muitas gerações nos permite ainda identificar características de alta herdabilidade, ou de baixa herdabilidade. Na medida em que se promove o melhoramento genético por um programa de seleção eficaz, e que este se perpetua por muitas gerações mantendo-se o mesmo critério de seleção, há redução da variabilidade genética como resultado do incremento de homozigose.

Biotecnologia

Entende-se por biotecnologia o conjunto de técnicas que envolvem a manipulação de organismos vivos para a obtenção de produtos específicos ou modificação de produtos. A biotecnologia também utiliza o DNA em técnicas de DNA recombinante.

A origem desta palavra é grega: bio = vida; logos = conhecimento e tecnos = práticas em ciência.

  

Histórico

A biotecnologia é utilizada desde a antiguidade, na produção de pães e bebidas fermentadas, porém este era um processo muito artesanal. Hoje a biotecnologia utiliza técnicas e materiais de ultima geração. Com o aparecimento de estudos em microbiologia (fermentação de bebidas) e biologia molecular (cultura de tecidos), o conhecimento em manipulação de microorganismos e genes tornou possível a produção de diversos medicamentos e alimentos industrializados. Insulina produzida por bactérias geneticamente modificadas e produção de medicamentos a partir deanticorpos monoclonais são exemplos de avanços biotecnológicos.

Área de conhecimento

A biotecnologia engloba conhecimento das áreas de microbiologia, genética, bioquímica, biologia molecular, química e informática. A introdução da informática ajudou na evolução das técnicas permitindo a automação, demonstrando que a ciência e a tecnologia , quando trabalham juntas, trazem muitos benefícios á todos.

Benefícios

Muito do que comemos e utilizamos como medicamentos são obras da biotecnologia. Segundo a Convenção sobre Diversidade Biológica da ONU, biotecnologia significa “qualquer aplicação tecnológica que use sistemas biológicos, organismos vivos ou derivados destes, para fazer ou modificar produtos ou processos para usos específicos.”

Na agricultura, é utilizada em grande escala a produção de organismo transgênicos: adição de um gene que codifica uma característica de interesse no genoma de outra planta. Este gene pode ser de um fungo, uma bactéria e ate de outra planta).

Podemos citar como produtos obtidos através da biotecnologia:

Agricultura
- Mudas de plantas, plantas transgênicas, adubos e pesticidas;

Alimentação
- Cerveja, vinho, pães e queijos

Indústria
- Metais, enzimas, biosensores, biogás, ácidos, etc.

Medicamentos
- Insulina, hormônio de crescimento e outros hormônios, antibióticos e vacinas.

Meio ambiente
- Puruficação da água, tratamento do esgoto e do lixo.

Medusa Van Allen x Pequena Miss Sunshine

          Quando nasceu em 19 de março de 1908, Medusa Van Allen, parecia uma criança normal. Mas com o passar do tempo sua mãe começou a achar estranho o fato de seu corpo sempre permanecer como o do dia que tinha nascido. A partir daí ela passou por um calvário à busca de médicos para saber o que a filha tinha. Nunca descobriram qual era asua doença.

         Com a aparência bizarra acabou sendo mais uma atração, "Pequena Miss Sunshine", dos circos Ripley de Ohio, estado onde nasceu e morava. Ela cantava, dublava e recitava poemas.
No final da década de 40, Medusa –este era realmente seu verdadeiro nome– já havia conseguido economizar uma razoável quantia em dinheiro, que utilizou para a contratação de professores particulares, quando aprendeu Economia e resolveu investir nesta área tendo um resultado satisfatório como empreendedora.

          Bem por essa época o interesse público sobre ela era bem maior que quando trabalhava no circo. Meio a contra-gosto resolveu escrever uma carta para ser publicada no jornal de maior tiragem da época. O texto da carta era o seguinte:

"Queridos leitores.

          Com considerável relutância eu relatarei a breve história de minha vida. Eu repudio a idéia de falar de assuntos íntimos e pessoais, mas as minhas circunstâncias o fazem necessário, mas é deprimente que o interesse do público vise mais a minha análise física do que pessoal.

          Eu nasci no dia 19 de março de 1908, fui criada no Estado de Ohio. Nasci com uma condição que fez com que os ossos de meu corpo não amadurecessem, apenas minha cabeça "envelheceria".

          Estou com 40 anos e meu corpo ainda é o mesmo de quando eu era um bebe. Passei boa parte de meus dias em clínicas, porém nunca houve esperança de cura para mim e todos diziam que eu viveria pouco tempo.

          Eu não posso unir minhas mãos, não posso tocar em meu rosto, mas isso não me desestimulou em tentar viver uma vida normal. Adquiri uma boa educação, tive tutores particulares que me ensinaram e me estimularam, consigo escrever cartas aos amigos, também consegui êxito estudando economia e hoje dirijo meus próprios negócios.

          Eu desfruto da vida como qualquer pessoa normal, faço tudo com prazer e acredito que um sorriso e palavras cordiais resolvem qualquer problema.

          Sinto-me demasiadamente contente por estar com boa saúde e contando com muitos amigos. O mundo é bom, cheio de pessoas boas, a maioria delas está pronta para fazer boas ações. Então, porque irei deixar de sorrir?


Medusa Van Allen"

          Não há registros da data de seu falecimento e ficaram mais perguntas que respostas desta mulher surpreendente. Que doença afinal tinha? Seu relato supôe que teria Osteogénese imperfeita, mas as pessoas que sofrem deste mal geralmente podem sentar e usar cadeira de rodas. Além disso, a foto onde ela aparece no colo da mãe induz que Meduza tinha o corpo todo teso e não mole como diz na carta