ENGENHARIA GENÉTICA E BIOTECNOLOGIA. Prof: Renato (feijão)

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ENGENHARIA GENÉTICA

E BIOTECNOLOGIA

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CÉLULAS TRONCO

-DEFINIÇÃO

 Células:

NÃO - diferenciadas

NÃO - especializadas;

 São células com ALTA capacidade para se dividir por período indefinido em cultura e dar origem a células especializadas;

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Renovação celular a partir de células tronco

As células sanguíneas são renovadas a partir de células tronco presentes (~1%) na medula óssea.

célula tronco do adulto

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- Clonagem terapêutica de células tronco;

 Terapia celular: Reposição de células doentes ou não funcionais por células saudáveis;

 Doenças: Câncer, Neurológicas, injúrias da medula espinhal, diabetes, cardíacas.

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Tipos de células tronco

 Células tronco embrionária;

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 Células tronco embrionárias: Totipotentes e pluripotentes;

 Células primitivas de embrião que tem potencial para se tornarem uma variedade de tipos celulares.

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Tronco Embrionárias

 Totipotente: Capacidade de originar todo tipo de célula do corpo e a placenta;

 Pluripotente: Capacidade de originar todo tipo de célula do corpo;

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Células tronco embrionárias – Como obter????

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Células tronco adultas

 São células multipotentes – possuem uma

capacidade menor de diferenciação;

 Exemplo: Células da medula óssea, células da pele, células do fígado, do cordão umbilical = tecidos com alta capacidade de renovação celular.

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Células tronco adultas

 Células tronco adultas são dotadas de um fenômeno: PLASTICIDADE;

 Plasticidade: Ex:

 Célula hematopoiética → neurônios;

 Célula hematopoiética → célula miocárdio;  Célula hepática → células β;

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Células tronco do adulto

• São encontradas na medula óssea, cordão umbilical, endósteo, periósteo, células musculares e outros tecidos

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ORGANISMOS GENETICAMENTES

MODIFICADOS = TRANSGÊNICOS

 OGM´s;

 Um ser vivo se torna transgênico quando, por meio da engenharia genética, recebe

genes de outra espécie. Assim, o ser vivo cujo código genético foi modificado, passará a ter novas características específicas que não possuía antes.

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Mecanismos para transferir genes

 Técnica do DNA recombinante utilizando plasmídeos;

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Tecnologia do DNA Recombinante

 É um conjunto de técnicas que permite aos cientistas identificar, isolar e multiplicar genes de quaisquer organismos.

 Um exemplo seria o isolamento, extração

e o enxerto de gene humano para a produção de insulina em bactérias da espécie Escherichia coli.

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Plasmídeos Bactérianos –

Escherichia coli

 ciclo de vida rápido em relação aos organismos superiores;

 cultivo de um grande número de

indivíduos em um espaço pequeno;

 apresenta menor número de genes em relação aos organismos superiores;

 divisão celular por fissão binária.

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Bactérias - Plasmídeos

 Em Engenharia Genética, genes "estranhos" a bactéria podem ser incorporados aos seus plasmídeos, e assim, tais bactérias passam a produzir as proteínas que esses genes codificam;

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Tecnologia do DNA recombinante

 1º 1977 = bactéria produziu somatotrofina;

 A insulina que os diabéticos utilizam é de origem bacteriana;

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Críticas aos transgênicos

OMS – não são seguros

 Riscos para o ambiente:

 Superpragas

 Mais resíduos tóxicos

 Redução do efeito de pesticidas

 Morte de insetos benéficos

 A vida microbiana do solo pode ser afetada

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ALIMENTOS TRASNGÊNICOS –

QUAIS OS RISCOS????

 Os transgênicos podem representar um aumento de riscos para a saúde dos

consumidores.

 Alergias

 Intoxicações

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LISTA DE ALIMENTOS

TRANSGÊNICOS – SITE DO

GREENPEACE

ALIMENTOS INFANTIS:

 GERBER (Novartis) - Colheita especial papinha

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Farinhas e Grãos

 ARO (Makro) Farinha de milho  DAFAP’S Farinha de milho Fubá Farofa pronta  _OETKER

Mistura p/ pão de queijo Massa salgada

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Óleos

 ARO (Makro) - Óleo de soja  CAMPESTRE - Óleo de soja

 _{GREAT VALUE (Wal-Mart) - Óleo de milhO;} Óleo de soja

 LIZA (Cargill) - Óleo de soja; Óleo de milho

 OLIVA (Cargill) - Óleo composto de soja e oliva  OLIVARES (Paladar) - Óleo composto de soja e

oliva

 SALADA (Bunge) - Óleo de milho; Óleo de soja  SOYA (Bunge) - Óleo de soja

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Molhos e Condimentos

 AJINOMOTO - Sazon (todos os sabores); Hondashi tempero; Caldo de carne/galinha

 BUNGE - Maionegg’s

 CEPÊRA - Molho de tomate (todos os tipos) ; Molho inglês; Molho shoyu

 GREAT VALUE (Wal-Mart) – Ketchup; Molho de tomate

(todos os tipos); Molho inglês; Molho shoyu

 LUPPINI - Molho de tomate (todos os tipos); Maionese; Molhos p/ tempero (todos os tipos)

 MAIS POR MENOS (Wal-Mart) – Maionese; Molho de tomate (todos os tipos)

 MARINARA (Quero) - Molho de tomate (todos os tipos)

 MESA (Leco) - Maionese

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Enlatados

 GREAT VALUE (Wal-Mart) – Atum; Milho

verde

 MAIS POR MENOS (Wal-Mart) - Milho verde

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Sopas e Pratos Prontos

 CAMIL - Arroz caipira

 HEMMER – Cremes; Sopas

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Sobremesas

 BOA SORTE (Bunge) - Mistura p/ bolo

 DONA BENTA - Mistura p/ bolo

 DUCOCO - Mistura p/ sobremesa

 GREAT VALUE (Wal-Mart) - Geléias (todos os tipos)

 LINEA - Mistura p/ bolo - Geléia Diet (todos os tipos)

 OETKER - Mistura para pudim; Mistura para fl na - Mistura para sorvete - Mistura para chantilly Mistura para bolo

 PAULISTA (Danone) - Flan/pudim – Manjar - 18 Matinais e Cereais  BRISTOL E MEYERS Pro Sobee - Sustagem

 CAFÉ DO PONTO - Pó p/ cappuccino

 DUCOCO - Achocolatado Chomax

 GREAT VALUE (Wal-Mart) – Achocolatado - Pó p/ cappuccino - Leite em pó

modificado

 KELLOG’S - Cereal matinal (todos os tipos)  ATIVA SOY (Nutrimental) - Barra de soja

 BATAVO - Chocomilk

 BIG * Amido de milho - Cereal matinal (todos os tipos) - Stick de cereal (todos os tipos)

 CARREFOUR - Cornflakes

 COMPRE BEM / BARATEIRO – Achocolatado - Capuccinos  SOL (Bunge) - Mistura para bolo

 VIGOR (Leco) - Flan

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CLONAGEM

 A clonagem está relacionada à reprodução assexuada, o que pode levar a erros quando utilizada para animais vertebrados (SEIDEL, 1983), no entanto, em diferentes áreas da ciência, utiliza-se o termo clone.

 Na microbiologia, esta definição refere-se a uma população de microorganismos geneticamente idênticos.

 Em biologia celular, clone está relacionado à

multiplicação de determinadas células em cultivo.

 Clones, na biotecnologia da reprodução, refere-se à

produção de indivíduos idênticos em larga escala (LUCAS-HAHN, 1995).

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 Clone = grego Klon = “broto”

 1903, botânico H. J. Webber: “Qualquer grupo de células ou organismos produzidos assexuadamente de um único ancestral.”

 Surgem: Fissão embrionária ou por

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Para que clonar humanos?

 Eticamente inviável.

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Dolly: primeira experiência de

clonagem

 A primeira experiência com clonagem de

animais ocorreu no ano de 1996, na Escócia, no Instituto de Embriologia Roslin. O embriologista responsável foi o doutor Ian Wilmut. Ele conseguiu clonar uma ovelha, batizada de Dolly. Após esta experiência, vários animais foram clonados, como por exemplo, bois, cavalos, ratos e porcos.

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DOLLY MORREU DE

ARTROSE

 1 entre 277 embriões; 29 entre 277 chegaram até a fase de mórula ou blastocisto;

 Envelhecimento precoce provocado pela idade genética do clone

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Lei de Biossegurança

 Art. 6o Fica proibido:

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GENOMA

 O QUE É GENOMA? Conjunto de todo o material

genético que estabelece a identidade de uma espécie;

 Genoma = DNA nuclear + DNA citoplasmático:

•Genoma nuclear

•Genoma mitocôndrial

•Genoma cloroplástico (vegetais) Pode ser formado por:

 •DNA: a maior parte dos organismos  •RNA: vírus

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PROJETO GENOMA HUMANO

-FILME

 Projeto coordenado pelo Departamento de Energia e Institutos Nacionais de Saúde

dos E.U.A.

 E.U.A., Reino Unido, Japão, França, Alemanha e China e + 12 países.

1986 – início do projeto piloto. 1990 – início oficial

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OBJETIVOS DO PGH

 Determinar a seqüência completa dos 3 bilhões de pares de nucleotídeos do DNA humano;

 Localizar os cerca de 30.000 - 40.000 genes dentro do genoma humano;

 Armazenar essa informação em bancos de dados, desenvolver ferramentas eficientes para analisar esses dados e torná-los acessíveis para novas pesquisas biológicas.

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QUANTOS GENOMAS

COMPLETOS EXISTEM

NO MOMENTO?

O número altera a cada dia: • Vírus: > 1.000

• Bactéria: > 100 • Archaea: > 16 • Eucariontes: > 9

Primeiro genoma completo – DNA mitocondrial humano (1981) com 16.159 pb.

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ALGUNS GENOMAS FINALIZADOS

 Homem, chimpanzé, cachorro, galinha,

camundongo, rato, abelha, boi, arroz, cana-de-açúcar, milho, Anopheles, Drosophila

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SEQÜÊNCIA COMPLETA

- GENOMA HUMANO

 Abril de 2003 - durante as comemorações de 50 anos da molécula de DNA.

Onde encontrar a seqüência: University of California: http:///genome.ucsc.edu

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BENEFÍCIOS DO PROJETO

GENOMA HUMANO

 Uso de animais transgênicos e clonagem de embriões para transplante de órgãos.

 Entendimento dos mecanismos de envelhecimento, obesidade, etc.

 Testes genéticos melhorados baseados em avanços tecnológicos - detecção mais precisa de assassinos e outros criminosos.

 Teste de paternidade e maternidade..

 Desenvolvimento de novos medicamentos através de organismos transgênicos.

 Melhoramento genético de plantas e animais para uso humano.

 Estudos de evolução e migração humana (uso de marcadores genéticos).

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Impressões Digitais do DNA (DNA Fingerprints)

 Exame de DNA;

 Com base no estudo de uma bateria de 12 - 20 microssatélites, é possível obter perfis genéticos praticamente indivíduo-específicos, muito úteis na investigação de paternidade, identificação de vítimas e criminosos.

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DNA Fingerprints

MICROSSATÉLITES

 Seqüências hipervariáveis (também chamadas polimórficas)

 Seqüências repetitivas de 1 a 4 pb com distribuição ao longo do genoma.

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 O polimorfismo destas seqüências é resultado de diferentes rearranjos envolvendo segmentos de DNA de tamanhos diferentes.

 Herança Mendeliana (os filhos sempre recebem metade dos alelos de origem materna e metade de origem paterna).

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 Polimorfismo é devido as diferenças no número de repetições;

 São também conhecidos como “Variable

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PCR

 A partir da PCR é possível obter-se cópias de uma parte do material genético em quantidade suficiente que permita detectar e analisar a seqüência que é alvo do estudo.

 Durante o processo, o DNA original é copiado por uma enzima, a TAC DNA-polimerase, que duplica uma pequena parte da molécula de DNA.

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PCR

 Parte a ser duplicada é selecionada por dois iniciadores (primers) - oligonucleotídeos

sintéticos de RNA, complementares ao DNA fita molde - combinam-se exatamente com cada

região terminal da parte a ser copiada.  Máquina de PCR (termociclador) - é

basicamente um forno controlado por

computador, onde um programa controla o tempo e a temperatura.

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ETAPAS DA ANÁLISE

1- Extração do DNA da amostra que se pretende

estudar.

2- Purificação do DNA.

3- Preparação de uma mistura chamada Master

Mix, que conterá todas as substâncias

necessárias à síntese de novas cópias de DNA

4- Incubação em um termociclador, que é o

aparelho responsável pela execução de todos os ciclos da reação, aquecendo e resfriando os tubos.

5- Eletroforese em gel de poliacrilamida dos

produtos da PCR.

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