Conclusão do Portfólio

Neste portfólio foram relatadas pesquisas sobre doenças genéticas, síndromes genéticas e biotecnologia.

Na parte das síndromes genéticas, diz a respeito aos distúrbios determinados geneticamente, onde é originado à graves problemas: como a mal formações congênitas, retardo mental e do desenvolvimento motor. O nosso corpo é formado por pequenas unidades chamadas células. Dentro de cada célula estão os cromossomos, que são responsáveis por todo o funcionamento da pessoa e suas características. Cada célula normal possui 46 cromossomos iguais, dois a dois, isto é, existem 23 pares de cromossomos, destes, 22 são chamados de cromossomos autossômicos e o outro par, chamado de cromossomos sexuais que são designados por letras, a mulher XX e o homem XY. Portanto, numa célula normal existem 46 XX cromossomos (mulher) ou 46 XY cromossomos (homem).

Nos assuntos de doenças genéticas, forma relatadas as características principais da doenças de origem genética que são: atraso mental, atraso do crescimento e,  mal formação grave do coração. Onde o crânio é  alargado ou achatado, e o pavilhão das orelhas apresenta poucos sulcos. A boca é pequena e o pescoço normalmente é muito curto. Aqui estão descritas apenas algumas delas: Patau, Down, Edwards, Willians, Cri Du Chat, Marfan, Dandy Walker, Miller Dieker, entre outas. 

Na parte final foram relatadas sobre a Biotecnologia, onde se conclui que a biotecnologia é muito importante e apreciada por todos os meios; como alimentos, remédios, agricultura, entre outros, pois assim compreende o estudo das técnicas e dos processos biológicos associados com a obtenção de produtos de interesse humano. Atualmente, o DNA constitui um dos mais ramos, promissores da biotecnologia. Também há, as perspectivas para a melhoria da qualidade de vida dos seres humanos e também com temas polêmicos para a reflexão de todos, como: seres  e alimentos transgênicos.

Alem do primeiro animal clonado,teve também o primeiro animal transgenico o ANDi,que era um primata,mas há muitos animais transgenicos como, roedores, porcos, cabras e ovelhas, já tinham sido produzidos, mas até então nenhum primata.
A biotecnologia, tem suas vantagens e desvantagens, mas sendo bom ou não ,ela é capaz de transformar a vida de todas as pessoas.

Por: Jefferson Luan - Autor do Blog: PORTFÓLIO BIOLÓGICO

Valores do DNA

As únicas relações possíveis de se estabelecer entre as bases do DNA, é que T (timina) + G (guanina) + C (citosina) + A (adenina) = 1 e que A = T e C = G.

 Assim se você souber que no DNA em questão tem 20% de A você deduz que existem 20% de T restando 60% que são portante 30% de G e 30% de C.

Fonte: br.answers.yahoo.com

Terapia Gênica

Por terapia gênica se entende a transferência de material genético com o propósito de prevenir ou curar uma enfermidade qualquer. No caso de enfermidades genéticas, nas quais um gene está defeituoso ou ausente, a terapia gênica consiste em transferir a versão funcional do gene para o organismo portador da doença, de modo a reparar o defeito. Se trata de uma idéia muito simples, mas como veremos sua realização prática apresenta vários obstáculos.

Primeira etapa: o isolamento do gene.

Um gene é uma porção de DNA que contém a informação necessária para sintetizar uma proteína. Transferir um gene é transferir um pedaço particular de DNA. Portanto, é necessário antes de tudo, possuir “em mãos” o pedaço correto.
As enfermidades genéticas conhecidas estão ao redor de 5000, cada uma causada por uma alteração genética diferente. O primeiro passo para a terapia gênica é identificar o gene responsável pela enfermidade. Subsequentemente, pelas técnicas de biologia molecular é possível adquirir um pedaço de DNA que contém este gene. Esta primeira etapa é chamada de isolamento ou clonagem do gene. 

Qualquer enfermidade é candidata a terapia gênica, desde que o gene esteja isolado para a transferência.

Graças ao progresso da biologia molecular esta primeira etapa é relativamente simples em comparação a alguns anos atrás. Tem sido possível isolar numerosos genes causadores de doenças genéticas e, se descobrem outros a cada semana.

In vivo ou em ex-vivo?

Estas condições mostram qual é o objetivo da transferência gênica. Os procedimentos da terapia gênica in vivo consistem em transferir o DNA diretamente para as células ou para os tecidos do paciente.

Nos procedimentos ex-vivo, o DNA é primeiramente transferido para células isoladas de um organismo, previamente crescidas em laboratório. As células isoladas são assim modificadas e podem ser introduzidas no paciente. Este método é indireto e mais demorado, porém oferece a vantagem de uma eficiência melhor da transferência e a possibilidade de selecionar e ampliar as células modificadas antes da reintrodução.

Como se transfere o DNA a célula hospedeira?

Os procedimentos de transferência do DNA in vivo ou em ex-vivo têm o mesmo propósito: o gene deve ser transferido para dentro das células, e uma vez inserido tem que resistir bastante tempo. Neste tempo, o gene tem que produzir grandes quantidades de proteína para reparar o defeito genético. Essas características podem ser resumidas em um único conceito: o gene estranho precisa se expressar de modo efetivo no organismo que o receberá.

O sistema mais simples seria, naturalmente, injetar o DNA diretamente nas células ou nos tecidos do organismo a ser tratado. Na prática, este sistema é extremamente ineficaz: o DNA desnudo quase não apresenta efeito nas células. Além disso, essa tentativa requer a injeção em uma única célula ou grupos de células do paciente.

Por isto, quase todas as técnicas atuais para a transferência de material genético implicam o uso de vetores, para transportar o DNA para as células hospedeiras.

Os vetores virais

Os vetores virais são vírus manipulados geneticamente, de modo a reduzir a sua patogenicidade, sem anular totalmente o seu poder de infectar as células do hospedeiro (leia mais sobre isso no conteúdo de vírus) Com as técnicas da engenharia genética é possível somar ao DNA do vírus o gene que se quer transferir a determinada célula. Deste modo, o vírus infectando a célula, trará consigo uma ou mais cópias do gene desejado.

• Os retrovírus possuem a habilidade de integrar o seu DNA dentro dos cromossomos da célula infectada. Então, o gene será inserido no genoma das células hospedeiras e, podem assim ser transmitidos a todas as células-filhas das infectadas. Eles infectam somente as células que estão proliferando.
• Os lentivírus, como o HIV, permitem também transferir material genético para células que não proliferam (como os neurônios e células do fígado) ou para células refratárias para o retrovírus (como as células retiradas da medula óssea).
• Os adenoassociados de vírus também integram o seu DNA ao cromossomo da célula hospedeira. Eles têm a vantagem de serem inofensivos para a natureza em relação ao retrovírus, mas não são capazes de transportar genes de dimensões grandes.
• Os adenovírus não são capazes de integrar o seu DNA ao cromossomo da célula hospedeira. Eles podem transportar genes de grandes dimensões, mas a expressão deles não dura muito tempo.

Os vetores não virais

Os lipossomos são essencialmente os únicos vetores não virais utilizados freqüentemente. As esferas de lipídeos podem ser um importante meio para a transferência gênica. Em comparação aos vírus, eles têm a vantagem de não introduzir algum risco em condições de segurança, mas eles não possuem grande eficiência e são muito seletivos. Os limites da terapia gênica

As principais dificuldades enfrentadas por pesquisadores que lidam com terapia  gênica são as seguintes:

A eficiência da transferência

Um especialista em terapia gênica uma vez afirmou: “a terapia gênica” sofre de três problemas técnicos principais; a transferência, a transferência e a transferência”.

Nos estudos de terapia gênica, a maior parte dos esforços é concentrada na procura de vetores que possam transferir o DNA de modo eficiente, principalmente para células desejadas. Nestes últimos anos foram inventados e testados uma grande variedade de vetores, alguns dos quais com chances de expressar o gene estranho em um tipo celular específico (como glóbulos brancos, células do músculo, das vias respiratórias, etc.). Alguns destes estão em vias de experimentação no homem e, a esperança é que apareçam resultados bons. 

A duração da expressão

A terapia gênica é praticamente inútil se a expressão do gene estranho não é mantida por um bom período de tempo. As pesquisas estão orientadas de maneira a desenvolver sistemas que apresentem uma expressão duradoura, de modo a submeter o paciente a um único tratamento, ou a tratamentos repetidos em períodos maiores (anos).

A segurança do procedimento

Este é um problema particularmente evidente para os vetores virais. Alguns destes derivam de vírus perigosos como o HIV. É então necessário que antes do uso destes vetores sejam submetidos a critérios de segurança, particularmente no que concerne a presença de genes que podem determinar a patogenicidade do vírus utilizado para infectar (transferir o gene desejado) para as células do hospedeiro.

A reação imunitária

Como toda substância estranha, o produto do gene novo, o gene propriamente dito ou seu vetor podem instigar uma resposta imunitária no organismo sob tratamento. Isto pode causar a eliminação das células modificadas geneticamente, ou a inativação da proteína produzida pelo gene novo. No desenvolvimento de estratégias novas de terapia gênica procura-se evitar respostas imunitárias ao vetor ou ao produto do gene introduzido. Se trata de uma tarefa difícil e freqüentemente empírica, mas isso é cada vez mais usado em inovações no campo da imunologia.

Primeiros resultados

Uma primeira tentativa foi realizada na cura da Síndrome da Imunodeficiência Severa em recém-nascidos, doença provocada pela ausência da enzima adenosina deaminase, o que provoca falhas na resposta imunitária, conduzindo à morte. O gene que codifica para essa enzima foi clonado e injetado com sucesso em leucócitos retirados de crianças afetadas. Em seguida, essas células brancas foram reinjetadas no organismo das crianças. Os resultados são encorajadores, esbarrando, porém, em uma particularidade – glóbulos brancos possuem vida curta e, por esse motivo, a terapia gênica precisa ser constantemente repetida.

Terapia gênica é uma das esperanças dos cientistas em termos de cura e/ou tratamento para a AIDS, doença que , a exemplo da citada acima, incide no sistema imunitário dos pacientes afetados.

Um exemplo de sucesso

Cientistas americanos dizem estar mais próximos da cura do daltonismo usando terapia genética, de acordo com um estudo divulgado na revista científica "Nature" (09/2009).
A equipe das Universidades de Washington e da Flórida conseguiu reparar a capacidade de perceber cores em macacos- de-cheiro (Saimiri sciureus) adultos.

A espécie já nasce sem a habilidade de distinguir entre o vermelho e o verde porque a visão total depende de duas versões de um gene chamado opsina, carregado no cromossomo X - uma versão traz o fotorreceptor sensível ao vermelho e a outra ao verde. Como os macacos-de-cheiro machos nascem com apenas um cromossomo X, são daltônicos e incapazes de distinguir entre as duas cores. 

 

A equipe comandada pelo professor Jay Neitz conseguiu introduzir o gene da opsina humano que detecta a cor vermelha nas células receptoras de luz atrás da córnea de macacos adultos. 

 
Para testar a eficiência da terapia genética, os cientistas testaram os macacos Dalton e Sam. Durante o teste, os animais tinham que identificar as cores em imagens computadorizadas e recebiam um prêmio - um copo de suco - quando acertavam. 

 

Os resultados indicam que o tratamento foi bem-sucedido. Os macacos que se submeteram ao processo possuem os fotopigmentos necessários para ver todas as cores e foram capazes de distinguir o verde e o vermelho. 

 
Segundo Neitz, as melhorias conquistadas pelo tratamento realizado há dois anos permanecem estáveis, mas os cientistas continuarão monitorando os efeitos do tratamento para avaliar o impacto a longo prazo. 

 

Humanos

Embora ainda sejam necessários mais estudos, Neitz acredita que os resultados oferecem uma perspectiva positiva de que o mesmo tratamento possa ser aplicado em humanos daltônicos.

Até agora, cientistas acreditavam que não seria possível manipular o cérebro de adultos desta forma.

Acreditava-se que acrescentar receptores visuais necessários para uma visão perfeita poderia ser feito apenas nos primeiros anos de vida quando o cérebro ainda é considerado mais maleável.

Winfried Amoaku, especialista em oftalmologia da Universidade de Nottingham, na Inglaterra, acredita que a pesquisa possa eventualmente beneficiar cerca de 7% dos homens e 1% das mulheres nascidas com deficiência genética na visualização das cores.

Fonte: http://www.sobiologia.com.br

Clonagem de Organismos

MULTICELULARES

A clonagem de organismos multicelulares pode ser realizada de duas maneiras:

·         Interferindo-se em processos naturais de reprodução;

·         Trabalhando-se a partir de células somáticas que normalmente não atuam nos mecanismos reprodutivos.

CLONAGEM A PARTIR DE MECANISMOS NORMAIS DE REPRODUÇÃO

No caso de plantas, o procedimento mais utilizado é a reprodução de indivíduos idênticos por reprodução assexuada.

No caso de animais, como por exemplo, os mamíferos estimulam-se em laboratório o surgimento de gêmeos monozigóticos. Para isso, selecionam-se os animais que apresentam características desejadas, faz-se a coleta de sêmen e ovócitos e promove-se a fecundação no próprio laboratório.

Assim que o zigoto se forma e que as primeiras divisões celulares se iniciam, as células originadas são separadas artificialmente e implantadas em fêmeas (mães de aluguel), onde de completa o desenvolvimento embrionário.

Cada uma dessas células dará origem a um individuo geneticamente idêntico. Formam-se, então clones de animais de interesse para o ser humano. 
 

CLONAGEM A PARTIR DE CÉLULAS SOMATICAS

Um exemplo muito conhecido e divulgado de clonagem a partir de células somáticas é o caso da ovelha Dolly ( foi o primeiro mamífero a ser clonado com sucesso a partir de uma célula adulta.)

  

Possíveis aplicações da Clonagem

Até agora a única forma de produzir gado geneticamente modificado era através de um processo designado por "injecção pronuclear". Este procedimento involve a injecção de 200 a 300 cópias do gene modificado no ovo recentemente fertilizado, e a sua implantação no útero de uma fêmea da mesma espécie. No entanto, apenas 2 a 3 % dos animais nascidos são transgénicos (ou seja, portadores do gene modificado, de modo a poder transmiti-lo à descendência) . Destes 2 a 3% apenas alguns expressam fenotipicamente a alteração genética introduzida.

A técnica de transferência nuclear que permite produzir animais a partir de células desenvolvidas em meios de cultura, constitui uma alternativa para a produção de gado transgénico. Além disso, a capacidade de manipular muitos milhões de células ao mesmo tempo abre a possibilidade a muitas mais modificações genéticas específicas, incluindo a delecção ou substituição de genes específicos, ou a introdução de alterações no código genético responsável por doenças genéticas.


# Exploração pecuária - o desenvolvimento desta nova técnica poderá tornar possível a clonagem do gado mais produtivo, em substituição do que se faz actualmente com o sémen.

# Conservação de espécies em vias de extinção - atualmente os métodos de conservação genética involvem o armazenamento de sémen congelado ou de embriões, mas isso é um processo moroso e dispendioso, do ponto de vista económico. Como resultado, apenas um pequeno número de espécies em risco tem o seu futuro assegurado.

#Aplicações na medicina :

a) produção de proteínas humanas com fins terapeuticos-gado com alterações genéticas já é utilizado para a produção de proteínas humanas no leite ; a transferência nuclear proporcionará um meio mais eficaz de obtenção de naimais geneticamente modificados;

b) "xenotransplantation" - actualmente já se recorre à produção de porcos com proteínas humanas que revestem os seus orgãos, de modo a evitar a imediata rejeição dos orgãos transplantados; no futuro, a transferência nuclear aumentará as chances de sucesso, porque permitirá a produção de porcos, em que as proteínas responsáveis pela rejeição sejam retiradas e substituídas pelas humanas;

c) nutrição - o leite de vaca é ideal para as crianças, mas não para os bebés prematuros; a transferência nuclear permitirá a produção de leite em que as proteínas da vaca"normal" foram substituídas por proteínas humanas, deste modo melhorará a qualidade nutricional destes consumidores "especiais";

d) cobaias - a transferência nuclear aumentará o leque de espécies com a modificação genética pretendida, o que permitirá obter melhores modelos para testar tratamentos de doenças humanas;
e) terapia celular - o facto de a Dolly ter sido clonada a partir de uma célula retirada de um adulto, mostra que mesmo as células diferenciadas podem ser "reprogramadas" em todos os tipos de células. 

Fonte: http://biotecnologia-2010.blogspot.com.br

Organismo Genéticamente Modificado

Um OGM é um organismos cujo material genético foi manipulado e um transgénico é um organismo que possui um ou mais genes (uma porção de DNA que codifica uma ou mais proteínas) de outro organismo no seu material genético, ou seja, uma bactéria, por exemplo, pode ser modificada geneticamente para expressar mais vezes uma proteína, mas não é um transgénico, já que não recebeu nenhum gene de outro ser vivo.

Normalmente quando se fala em Organismos geneticamente modificados refere-se aos organismos transgénicos, mas estes não são exactamente a mesma coisa. Um transgénico é um organismo geneticamente modificado, mas um organismo geneticamente modificado não é obrigatoriamente um transgénico.

Em síntese, um organismo geneticamente modificado só é considerado um transgénico se for introduzido no seu material genético parte de material genético de outro ser. 

Vantagens da utilização de organismos geneticamente modificados: 

 As vantagens da utilização dos OGM's são:

- Toda a variabilidade genética dos organismos da Terra fica a nossa disposição, portanto nunca haverá exaustão da variabilidade genética para o melhoramento de vegetais e animais domésticos;

- Em cada nova "construção", é possível usar um gene e um promotor para funcionarem da maneira programada no tecido ou órgão, com a intensidade e no tempo do desenvolvimento do organismo escolhido. Também é possível usar promotores que superactivem o gene com o aumento ou redução da temperatura ou luminosidade ambiente;

- Podemos obter plantas resistentes a insectos pragas, a herbicidas, a metais tóxicos do solo, a fungos, ao amadurecimento precoce, com maior teor protéico e proteínas mais completas, óleos mais saudáveis, arroz com carotenos, etc.;

- O alimento pode ser enriquecido com um componente nutricional essencial, ,como por exemplo, o arroz geneticamente modificado que produz vitamina A.

- O alimento pode ter a função de prevenir, reduzir ou evitar riscos de doenças, através de plantas geneticamente modificadas, para produzir vacinas ou iogurtes fermentados com microorganismos geneticamente modificados que estimulem o sistema imunológico.

- Um microorganismo geneticamente modificado produz enzimas usadas na fabricação de queijos e pães, reduzindo o seu preço.

- São as plantas transgênicas que, com as suas defesas genéticas, representam a esperança de uma efectiva redução dos agrotóxicos dos custos de produção com o aumento de produção.

Técnicas:

 

- Técnica do DNA recombinante: O isolamento dos genes de interesse é conduzido por meio de técnicas de clonagem molecular que consiste em induzir um organismo e amplificar a sequência de DNA de interesse, em sistemas que permitem uma fácil purificação e recuperação do referido fragmento de DNA. Para isso, são utilizados vectores de clonagem (plasmídeos ou vírus) nos quais a sequência de DNA de interesse é inserida , utilizando a enzima DNA ligase. Quando necessário, o fragmento de DNA de interesse pode ser libertado do vector por meio de enzimas de restrição. Uma vez isolado o gene de interesse, estes fragmentos de DNA (genes) são incorporados (por meio das técnicas de Engenharia Genética) no Genoma do organismo alvo, resultando daí um organismo geneticamente modificado (OGM), cuja característica adquirida passa a ser hereditária.

A tecnologia do DNA Recombinante foi desenvolvida em 1973 e permite a transferência do material genético de um organismo para o outro de forma efetiva e eficiente. Ao invés de promover o cruzamento entre organismos relacionados para obter uma característica desejada, os cientistas podem identificar e inserir, no genoma de um determinado organismo, um único gene responsável pela característica em particular. O gene inserido artificial ou intencionalmente no genoma de um organismo é denominado transgene. Desta forma, tem-se uma alteração precisa e previsível.
Antes do desenvolvimento da tecnologia do DNA Recombinante, a técnica utilizada era a do Melhoramento Clássico, na qual a transferência de genes se dava por meio de cruzamentos (reprodução sexuada), misturando todo o conjunto de genes dos dois organismos em combinações aleatórias. A técnica exigia um enorme gasto de tempo e não era precisa.

- Electroporação de protoplastos e células vegetais: Protoplastos são células vegetais, desprovidas de parede celular. Para a transformação, são incubados em soluções que contêm os genes a serem transferidos e, em seguida, um choque eléctrico de alta voltagem é aplicado por curtíssimo tempo. O choque causa uma alteração da membrana celular, o que permite a penetração e eventual integração dos genes no genoma.

- Biobalística: Técnica introduzida no início da década de oitenta. Baseia-se na utilização de microprojécteis de ouro ou tungstênio cobertos com os genes de interesse. Os microprojécteis são acelerados com pólvora ou gás em direcção aos alvos que, neste caso, são os tecidos vegetais. Os genes e o projéctil entram nas células juntos de maneira não-letal, localizando-se aleatoriamente nas organelas celulares. Em seguida, o DNA é dissociado das micropartículas pela acção do líquido celular, ocorrendo o processo de integração do gene exógeno no genoma do organismo a ser modificado. A velocidade alcançada pelos microprojécteis atinge cerca de 1500 Km/h.

Uma das vantagens do sistema é que este permite a introdução e expressão génica em qualquer tipo de célula. Assim, foi permitida a transformação de células diferenciadas sem necessidade de regeneração.

--> Exemplos de OGM 

Algodão
(Gossypium hirsutum)

 Genes Introduzidos:

- CrylA (endotoxina) da bactéria Bacillus thuringiensis;

- Nitrilase (enzima) da bactéria Klebsiella pneumonize.

Qualidades Adquiridas:

- Reistência à broca do milho europeia (larva de insecto lepidóptero);

- Resistência ao bromoxynil (herbicida).

Objectivos:

- Redução das perdas por ataque de insectos;

- Redução da utilização de pesticidas e herbicidas;

- Utilização de um herbicida bio-degradável.


Banana

(Musa acuminata Colla)

Gene Introduzido:

- LT-B codifica (proteina enterotoxigénica) da bactéria Escherichia colli.

Qualidade Adquirida:

- Obtenção de um antigénio utilizável como vacina oral contra a cólera*.


Objectivos:

Vacinação oral através da alimentação, evitando:

- A purificação prévia da vacina e as dificuldades em a manter activa até ao momento da aplicação;

- A injecção (principalmente em crianças).

* Dois milhões de crianças morrem com cólera todos os anos (OMS).

Tomate

(Lycopersicum esculentum)

Gene Introduzido:

- Poligalacturonase (enzima) da própria planta.

Qualidade Adquirida:

- Redução da velocidade de amadurecimento do fruto.

Objectivos:

- Possibilidade de colheita do fruto numa fase mais avançada de amadurecimento (aumentando o sabor e a cor);

- Maior resistência ao armazenamento e transporte. 

Fonte: http://organismostransgenicosogm.blogspot.com.br

A tecnologia do DNA recombinante

Cada fragmento de DNA, que foi clivado e separado do resto do material genético, contém um ou mais genes. Lembre-se que cada gene origina uma proteína, portanto ao estudarmos o gene estamos estudando a proteína que ele codifica. 

Estudar o gene: 

Devemos introduzi-lo no material genético (no DNA) de um hospedeiro para que ocorra a transcrição do gene, em mRNA, e a tradução em proteína.

O hospedeiro é um organismo que se multiplica (se reproduz) rapidamente, como por exemplo, as bactérias. Quando as bactérias se reproduzem por bipartição elas transmitem ao seus “filhos” o seu material genético, portanto se neste material conter o fragmento de DNA de estudo, em pouco tempo teremos milhões de bactérias com o gene.

 

 O plasmídio é o material genético circular não ligado ao cromossomo que fica espalhado pelo hialoplasma das bactérias. Ele sofre o mesmo processo do DNA cromossomal de transcrição e tradução, além de, se multiplicar a cada divisão celular, passando uma cópia para cada célula “filha”.

 O plasmídio é retirado das células bacterianas para que se possa inserir o gene de estudo, para depois recolocá-lo na bactéria. 

Para entendermos melhor vamos conhecer esse processo passo a passo (acompanhe na figura):

1.   Os pesquisadores querem estudar um gene humano que produz uma proteína que não se sabe a função.
2. Os pesquisadores “recortam” (utilizando enzimas de restrição), do DNA humano, o gene de interesse.
3. Esse fragmento de DNA contendo o gene é multiplicado por PCR para obtermos várias cópias do mesmo fragmento (ou da mesma informação).
4. A mesma enzima que clivou o gene do DNA humano é utilizada para clivar o plasmídio bacteriano. Lembre-se que o fragmento de DNA, ao ser clivado, gera pontas adesivas que são complementares ao plasmídio se este for clivado com a mesma enzima.
5. A seguir o plasmídio clivado é misturado com os fragmentos de DNA (contendo o gene) e uma enzima chamada ligase “cola” os fragmentos ao plasmídio, produzindo o chamado DNA recombinante. Isso feito, o DNA recombinante é introduzido em uma bactéria hospedeira.
6. A bactéria hospedeira é colocada em um meio nutritivo seletivo, apenas aquelas que possuem o DNA recombinante crescem, formando colônias. Após muitas gerações de bactérias, o produto da expressão dos genes, as proteínas humanas, são purificadas das bactérias (são separadas das proteínas das bactérias).

 Fonte: http://www.sobiologia.com.br

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. 

Fonte: http://www.sobiologia.com.br

Engenharia Genética

Engenharia genética e modificação genética são termos para o processo de manipulação dos genes num organismo, geralmente fora do processo normal reprodutivo deste. Envolvem frequentemente o isolamento, a manipulação e a introdução do ADN num chamado "corpo de prova", geralmente para exprimir um gene. O objetivo é de introduzir novas características num ser vivo para aumentar a sua utilidade, tal como aumentando a área de uma espécie de cultivo, introduzindo uma nova característica, ou produzindo uma nova proteína ou enzima.

Exemplos são a produção de insulina humana através do uso modificado de bactérias e da produção de novos tipos de ratos como o OncoMouse (rato cancro) para pesquisa, através de re-estruturamento genético. Já que uma proteína é codificada por um segmento específico de ADN chamado gene, versões futuras podem ser modificadas mudando o ADN de um gene. Uma maneira de o fazer é isolando o pedaço de ADN contendo o gene, cortando-o com precisão, e reintroduzindo o gene em um segmento de ADN diferente.

A engenharia genética oferece a partir do estudo e manuseio bio-molecular (também chamado de processo biológico e molecular), a obtenção de materiais orgânicos sintéticos. Os processos de indução da modificação genética permitiram que a estrutura de seqüências de bases completas de DNA fossem decifradas, portanto facilitando a clonagem de genes.

A clonagem de genes é uma técnica que está sendo largamente utilizada em microbiologia celular na identificação e na cópia de um determinado gene no interior de um organismo simples empregado como receptor, uma bactéria, por exemplo. Este processo é muito importante na síntese de alguns sub-produtos utilizados para o tratamento de diversas enfermidades.

A introdução do DNA nas células

 A introdução de fragmentos de DNA contendo genes de interesse numa célula, só culminará na reprodução da mensagem genética de tal gene, se este estiver contido num vetor de clonagem apropriado. Tais vetores contém sequências de regulação importantes para que a maquinaria celular possa "ler" e "ler corretamente" a informação contida no gene. Os vetores que são responsáveis por este processo, podem ser plasmídios, vírus e outros, também manipulados geneticamente. Como os plasmídios são sequências circulares de DNA, que se reproduzem de forma autónoma e são elementos genéticos extracromossómicos, tornaram-se portanto, ideais para a transmissão de informação genética.

Fonte: http://pt.wikipedia.org