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 DNA num ser vivo, geralmente para exprimir um gene. O objetivo é 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 molécular), a obtenção de materiais orgânicos sintéticos. Os processos de indução da modificação genética permitiram que a estrutura de sequências de bases completas de DNA fossem decifradas, portanto facilitando a clonagem de genes.

Com a divulgação recente em quase todos os meios de comunicação dos primeiros resultados do Projeto Genoma Humano e o grande interesse sobre os transgênicos, a engenharia genética passou a ser alvo de atenção como ciência moderna. Mas, há séculos a humanidade vem fazendo o cruzamento de plantas e animais com a finalidade de melhorá-los para sua utilização e consumo. No fundo tratam-se de experiências genéticas feitas de maneira rudimentar, mas atualmente com o deasenvolvimento da biotecnologia, a melhora genética passou a ser feita de forma cientifica, através de técnicas desenvolvidas por uma nova ciência integrante da biotecnologia conhecida como engenharia genética.

O que faz:

Através desta nova ciência é possível a manipulação do DNA, ou seja, do ácido desoxirribonuclético que existe nas células dos seres vivos e assim recombinar genes, alterando-os, trocando-os ou adicionando genes de diferentes origens e criando novas formas de vida. A engenharia genética possibilita:

  - Mapear o sequenciamento do genoma das espécies animais, incluindo o ser humano (Genoma Humano) e dos vegetais; 

  - A criação de seres clonados (copiados);
  - Desenvolver a terapia genética;
  - Produzir seres transgênicos.

Estas novas possibilidades no campo da genética passaram a preocupar governos e grande parte das sociedades envolvidas, pois se o processo for mal direcionado poderá prejudicar o patrimônio genético, inclusive irremediavelmente. Por este motivo já há previsão legal tutelando as atividades desta nova ciência.

 Conclusão:

O patrimônio genético poderá estar comprometido se não houver na engenharia genética uma manipulação ou utilização consciente, sadia, correta, legal e ética dos recursos que o compõem. Por isso a comunidade científica, o Poder Público e os cidadãos conscientes devem ficar atentos e fiscalizar a aplicação das novas técnicas da engenharia genética, seus resultados e produtos, bem conhecer os termos de sua tutela jurídica e utilizar dos mecanismos legais de proteção através da ação civil pública, em se constatando cientificamente perigo ou dano ao meio ambiente. Aí pode ter aplicação um dos mais importantes princípios do direito ambiental: o princípio da precaução.

O que é DNA e RNA:

DNA e RNA são siglas de substâncias químicas envolvidas na transmissão decaracteres hereditários e na produção de proteínas compostas, que são o principal constituinte dos seres vivos; são ácidos nucleicos encontrados em todas as células humanas.

De acordo com a biologia, o DNA faz o RNA, que faz proteína (embora existam exceções como os retro vírus, por exemplo, o vírus da Aids). A informação contida no DNA, está registrada na sequência de suas bases na cadeia, que indica outra sequência, a de aminoácidos substâncias que constituem as proteínas. O DNA não é o fabricante direto dessas proteínas; para isso ele forma um tipo específico de RNA, o RNA mensageiro. O código genético, está no DNA, no núcleo das células, já as proteínas ficam no citoplasma celular, para onde se dirige o RNA mensageiro.

DNA

DNA é uma molécula formada por duas cadeias na forma de uma dupla hélice, que são constituídas por um açúcar, um grupo fosfato e uma base nitrogenada. A dupla hélice é um fator essencial na replicação do DNA durante a divisão celular, onde cada hélice serve de molde para outra nova.

RNA

RNA é a sigla para ácido ribonucleico (RNA), que é uma molécula também formada por um açúcar, um grupo fosfato e uma base nitrogenada. O RNA é o responsável pela síntese de proteínas da célula, são geralmente formados em cadeia simples, que podem, por vezes, ser dobrados.

Diferenças entre DNA e RNA

Na célula, o DNA é encontrado no núcleo, e o RNA é produzido no núcleo mas migra para o citoplasma.

A nível da pentose (o monossacarídeo estrutural que está presente no nucleotídeo), no RNA existe a ribose e no DNA a desoxirribose.

Outra diferença entre DNA e RNA se encontra nas suas estruturas. Quanto ao número de fitas, normalmente o RNA apresenta uma hélice simples, enquanto o DNA tem uma dupla-hélice.

Relativamente ao pareamento das bases nitrogenadas, tanto no RNA como no DNA a citosina se pareia com guanina. A diferença é que no RNA a adenina se pareia com a uracila e no DNA a adenina se pareia com a timina.

                    

Sintese de proteinas

A síntese, ou tradução protéica, é um processo que requer um filamento de RNA mensageiro (RNAm), RNA´s transportadores e subunidades ribossômicas. As subunidades ribossômicas associam-se ao RNAm, formando o Polirribossoma, estrutura composta de uma fita de RNAm e cerca de 15 ribossomos aderidos, que possibilita a síntese de um grande número de moléculas protéicas ao mesmo tempo.

Anomalias Genéticas

Síndrome de Proteus

O crescimento excessivo do tecido que caracteriza a síndrome de Proteus é progressiva. Ele também tende a afetar alguns tecidos e outros não. Isso pode resultar em crescimento assimétrico do organismo, como o crânio, os ossos, coluna, mãos, pés e dedos. Síndrome de Proteus muitas vezes resulta em crescimento excessivo de um lado do corpo e não o outro.Os tumores benignos na superfície da pele ou dentro do corpo também podem ocorrer. Raised manchas marrons na pele e um crescimento excessivo dos tecidos na sola dos pés ou das palmas das mãos são comuns. Os tipos de tecidos e órgãos que são afetados ea gravidade dos efeitos variam de pessoa para pessoa e no curso de uma vida. A síndrome de Proteus é associado às vezes com atraso mental.

Fibrodisplasia ossificante progressiva

A fibrodisplasia ossificante progressiva (FOP) é uma doença genética rara, que faz com que o corpo crie ossos no interior dos músculos, tendões e ligamentos, impossibilitando os movimentos. Ainda não existe cura e nem tratamento. É como se a pessoa ficasse aprisionada dentro de um outro esqueleto e, aos 20 anos de idade, a maioria já está dependente de uma cadeira de rodas ou de uma cama. O pior de tudo isso é que 80% dos casos ainda não são diagnosticados de forma correta, sendo confundidos com câncer. O tratamento errado piora a situação dos pacientes. No Brasil, existem hoje 54 pessoas com o problema, sendo uma no Paraná.A FOP é uma doença ainda pouco conhecida no país. Em 1999, ela começou a ser divulgada pela Associação Brasileira de Fibrodisplasia Ossificante Progressiva (FopBrasil). Ela traz muitas limitações a seus pacientes. Durante a infância, começam a aparecer os primeiros ossos que são iguais aos demais que formam o corpo, o problema é que nascem em lugares onde não deveriam existir. A presidente da FopBrasil, Patrícia Delai, explica que o diagnóstico precoce é fundamental para evitar complicações para o paciente. No entanto, segundo um estudo feito nos Estados Unidos, a porcentagem de erro de diagnóstico da doença é de 80%. “Por ser rara, muitos médicos não associam os sintomas à FOP, que é normalmente confundida com câncer”, diz.A doença pode ser diagnostica logo após o nascimento. O bebê apresenta dedos mais curtos do que o normal e curvados para dentro, semelhantes ao popular “joanete” adulto. Mas só observação clínica não é definitiva, sendo necessária a realização de outros exames.Em cada paciente a doença se manifesta de forma diferente, mas normalmente o aparecimento dos “ossos extras” segue o mesmo caminho. Começam prejudicando os movimentos do pescoço, coluna e ombros, antes de se desenvolver nos cotovelos, costelas e joelhos. Os músculos do diafragma, língua, olhos, face e coração são caracteristicamente poupados. Antes do aparecimento dos “ossos extras”, surgem inchaços pelo corpo. Essas protuberâncias são macias, muitas vezes dolorosas e podem ser quentes ao toque. Com o tempo, algumas desaparecem, mas outras se calcificam, dando origem aos ossos. A FOP atinge uma em cada dois milhões de pessoas.

Gêmeo Parasita (Fetus in Fetus)

Esta anomalia poderia ser dizer que é um exacerbo do caso dos gêmeos xipófagos (siameses). Neste caso, é considerada uma anomalia “fetus in fetu“, quando um gêmeo malformado é encontrado dentro do corpo de um gêmeo hospedeiro, seja uma criança ou um adulto vivo.Isso mesmo, os gêmeos não chegam a se separar completamente quando são zigotos e ficam unidos por alguma região do corpo. Um destes gêmeos cresce, se desenvolve “normalmente”, enquanto o outro se atrofia e se aloja no interior do gêmeo sadio e passa a depender completamente dele.De acordo com a literatura especializada, quando o feto hospedeiro consegue sobreviver ao parto, este fica com uma protuberância, como se fosse um inchaço na região onde está feto parasita. Cerca de 80% dos casos ocorrem com o parasita alojado na região abdominal. Quando nasce uma criança (ou um adulto passa por exames específicos), podem ser escontradas no abdomen massas contendo ossos, cartilagem, dentes, tecido do sistema nervoso central, gordura e músculo denominadas ‘teratomas’. Mas só serão consideradas como fetus in fetu caso haja um tronco e membros reconhecidos.Embora seja difícil saber a taxa exata de incidência, já que os casos podem passar despercebidos durante longos períodos, acredita-se que o fetus in fetu ocorre a cada grupo de 500 mil nascimentos, e muitas vezes passam desapercebidos sem serem diagnosticados.

Tipos Sanguíneos

                                                     Sistema ABO

  No sistema ABO existem quatro tipos de sangues: A, B, AB e O. Esses tipos são caracterizados pela presença ou não de certas substâncias na membrana das hemácias, os aglutinogênios, e pela presença ou ausência de outras substâncias, as aglutininas, no plasma sanguíneo.

  Existem dois tipos de aglutinogênio, A e B, e dois tipos de aglutinina, anti-A e anti-B. Pessoas do grupo A possuem aglutinogênio A, nas hemácias e aglutinina anti-B no plasma; as do grupo B têm aglutinogênio B nas hemácias e aglutinina anti-A no plasma; pessoas do grupo AB têm aglutinogênios A e B nas hemácias e nenhuma aglutinina no plasma; e pessoas do gripo O não tem aglutinogênios na hemácias, mas possuem as duas aglutininas, anti-A e anti-B, no plasma.

  Indivíduos do grupo A não podem doar sangue para indivíduos do grupo B, porque as hemácias A, ao entrarem na corrente sanguínea do receptor B, são imediatamente aglutinadas pelo anti-A nele presente. A recíproca é verdadeira: indivíduos do grupo B não podem doar sangue para indivíduos do grupo A. Tampouco indivíduos A, B ou AB podem doar sangue para indivíduos O, uma vez que estes têm aglutininas anti-A e anti-B, que aglutinam as hemácias portadoras de aglutinogênios A e B ou de ambos.

   Indivíduos do tipo O podem doar sangue para qualquer pessoa, porque não possuem aglutinogênios A e B em suas hemácias. Indivíduos, AB, por outro lado, podem receber qualquer tipo de sangue, porque não possuem aglutininas no plasma. Por isso, indivíduos do grupo O são chamadas de doadores universais, enquanto os do tipo AB são receptores universais.

                                                   Fator RH

Três pares de genes estão envolvidos na herança do fator Rh, tratando-se portanto, de casos de alelos múltiplos.Para simplificar, no entanto, considera-se o envolvimento de apenas um desses pares na produção do fator Rh, motivo pelo qual passa a ser considerado um caso de herança mendeliana simples. O gene R, dominante, determina a presença do fator Rh, enquanto o gene r, recessivo, condiciona a ausência do referido fator.

   Uma doença provocada pelo fator Rh é a eritroblastose fetal ou doença hemolítica do recém-nascido, caracterizada pela destruição das hemácias do feto ou do recém-nascido. As conseqüências desta doença são graves, podendo levar a criança à morte.Durante a gestação ocorre passagem, através da placenta, apenas de  plasma da mãe para o filho e vice-versa devido à chamada barreira hemato-placentária. Pode ocorrer, entretanto, acidentes vasculares na placenta, o que permite a  passagem de hemácias do feto para a circulação materna. Nos casos em que o feto possui sangue  fator rh positivo os antígenos existentes em suas hemácias estimularão o sistema imune materno a produzir anticorpos anti-Rh que ficarão no plasma materno e podem, por serem da classe IgG, passar pela BHP provocando lise nas hemácias fetais. A  produção de anticorpos obedece a uma cascata de eventos (ver imunidade humoral) e por isto a produção de anticorpos é lenta e  a quantidade pequena num primeiro. A partir da segunda gestação, ou após a sensibilização por transfusão sanguínea, se o filho é Rh + novamente, o organismo materno já conterá anticorpos para aquele antígeno e o feto poderá desenvolver a DHPN ou  eritroblastose fetal. Após o nascimento da criança toma-se medida profilática  injetando, na mãe Rh^- , soro contendo anti Rh. A  aplicação logo após o parto, destrói as hemácias fetais que possam ter passado pela placenta no nascimento ou antes. Evita-se , assim, a produção de anticorpos “zerando o placar de contagem”. Cada vez que um concepto nascer e for Rh+ deve-se fazer nova aplicação pois novos anticorpos serão formados.

1° e 2° Lei de Mendel

1°Lei de Mendel:

A partir dos estudos de Mendel, suas constatações foram divididas em algumas leis. A Primeira Lei de Mendel é a lei da segregação dos fatores e o seu enunciado é o seguinte: “cada característica é determinada por dois fatores que se separam na formação dos gametas, onde ocorrem em dose simples”.

 Para chegar a essa conclusão da Primeira Lei de Mendel, os passos dados por eles foram basicamente os seguintes:

 Separou ervilhas de uma linhagem pura com sementes lisas e outras com sementes rugosas e realizou o seu cruzamento. Essa primeira geração que deu origem às demais do estudo ficou sendo conhecida como Parental (P).

 Depois de realizar esse cruzamento entre ervilhas puras de semente lisa e ervilhas puras de semente rugosa, todos os descendentes obtidos possuíam sementes lisas. Essa geração dos primeiros descendentes foi chamada de (F1).

 O terceiro passo foi cruzar os indivíduos da geração F1 entre si, obtendo a geração F2. E a surpresa foi que na geração F2, 75% dos descendentes tinham sementes lisas e os 25% restantes tinham as sementes rugosas.

2°lei de Mendel:

       Do cruzamento de ervilhas com características puras, em homozigose dominante e recessiva respectivamente para a cor da semente, e para a textura da semente, temos a seguinte representação para a geração parental e seus gametas: 

RRVV (semente lisa e amarela) x rrvv (semente rugosa e verde) 

Gameta → RV Gameta → rv

       Desse cruzamento são originados exemplares vegetais de ervilha 100% heterozigóticas RrVv, com característica essencialmente lisa e amarela (geração F1 – primeira geração filial).
A partir do cruzamento entre organismos da geração F1, são formados tipos diferentes de gametas e combinações diversas para constituição dos indivíduos que irão surgir após a fecundação.

Código genético

    O código genético é o conjunto de regras que definem a tradução de uma sequência de nucleótidos no ARN com uma sequência de aminoácidos de uma proteína, em todos os seres vivos. O código define a relação entre as sequências de três nucleótidos, chamados codões e aminoácidos. Assim, cada codão correspondente a um aminoácido específico.

      Cada DNA tem um código  diferente formado por base nitrogenada chamadas :  adenina (A), timina (T), guanina (G) e citosina (C) no DNA e adenina ( A), uracilo (U), guanina (G) e citosina (C) no RNA."

Nosso corpo é formado por 46 cromossomos , sendo que 23 é da mãe e 23 é do pai , quando o cromossomo é xx ele se forma o corpo humano da mulher,e xy forma o corpo humano do homem.

Citoplasma

• Retículo Endoplasmático

O retículo endoplasmático, ou ergastoplasma, é um organelo exclusivo de células eucariontes. Formado a partir da invaginação da membrana plasmática, é constituído por uma rede de túbulos e vesículas achatados e interconectados, que comunicam com oenvólcro nuclear (carioteca)

• Complexo Golgiense

O complexo golgiense, ou conhecido pelas seguintes denominações: aparelho de golgi, dictiossomo, golgiossomo ou complexo de golgie, constitui uma organela citoplasmática típica de células eucarióticas, com função fundamental de eliminação de substâncias produzidas pela síntese celular através do processo de secreção.

• Lisossomos

Lissomos ou lisossomas citoplasmatica são organelas celurares  que tem como função a degradação de partículas  vindas meio extra-celular ,  assim como a reciclagem de outras organelas a componentes celulares envelhecidos . Seu objetivo é cumprido através da digestão intracelular controlada de macromoléculas (como, por exemplo , proteínas, acidas núcleos , polissacarideos , e lipídios) , catalisada por cerca de 50 enzimas hidroliticas, quais se encontram, proteases  nucleases, glicosidases, lipases, fosfolipases, fosfatases , e sulfatases.

• Mitocôndrias

A mitocôndria é uma das organelas celulares mais importantes, sendo extremamente relevante para a respiração celular.É abastecida pela célula que a hospeda por substâncias orgânicas como a glicose, as quais processa e converte em energia sob a forma de ATP, que devolve para a célula hospedeira, sendoenergia química que pode ser usada em reações bioquímicas que necessitem de dispêndio de energia. A mitocôndria está presente em grande quantidade nas células: do sistema nervoso (na extremidade dos axônios), do coração e do sistema muscular, uma vez que estas apresentam uma necessidade maior de energia.

• Cloroplastos

Cloroplasto é uma organela presente nas células das plantas e outros organismos fotossintetizadores, como as algas e alguns protistas. Possui clorofila, pigmento responsável pela sua cor verde. É um dos três tipos de plastos pigmentados, ou cromoplastos (organelos citoplasmáticos cujo formato varia de acordo com o tipo de organismo e célula em que se encontra), sendo os outros dois oscromoplastos e os leucoplastos. Os plastídeos não pigmentados são chamados leucoplastos, podendo ser amiloplastos (armazenam amido), elaioplastos (armazenam lipídeos), ou proteinoplastos (armazenam proteínas). Há uma interconversão entre os tipos de plastídeos. Isto ocorre no esverdeamento dos tubérculos de batatinha expostos à luz, onde os amiloplastos se diferenciam em cloroplastos

•  Vacúolos

Os vacúolos são estruturas celulares, muito abundantes nas células vegetais, contidas no citoplasma da célula, de forma mais ou menos esféricas ou ovalado, geradas pela própria célula ao criar uma membrana fechada que isola um certo volume celular do resto do citoplasma. Seu conteúdo é fluido, armazenam produtos de nutrição ou de excreção, podendo conter enzimas lisosômicas ou até mesmo pigmentos, caso em que tomam o nome de vacúolos de suco celular.

Os vacúolos de suco celular são delimitados pelo tonoplasto, membrana lipoproteica, e são exclusivos das células de plantas e de certas algas. Nas células jovens de plantas são numerosos e pequenos, e á medida que a célula cresce eles se fundem em um único, grande e bem-desenvolvido vacúolo.

• Peroxissomos 

Peroxissomos é uma organela esférica, envolvida por uma membrana vesicular, presente no citoplasma, em células animais e vegetais. São as organelas responsáveis pelo armazenamento das enzimas diretamente relacionadas com o metabolismo do peróxido dehidrogênio, substância altamente tóxica para a célula. No metabolismo celular encontra-se o peróxido de hidrogénio a água oxigenada, substância potencialmente tóxica ao organismo por ser uma fonte de radicais livres). Nela, está presente uma típica enzima chamada catalase que reparte o peróxido de hidrogénio em água  e oxigênio  molecular.

•  Centríolos

Um centrosoma é constituído por dois centríolos cada um com uma estrutura em forma de cilíndro. Os centríolos encontram-se na maioria das células eucariontes animais, embora estejam presentes somente nos gametas masculinos de plantas vasculares sem sementes, Cicadófitas e Gingko, e esteja ausente nas Pinófitas, Angiospermas e na maioria dos fungos. Normalmente, as células possuem um par de centríolos posicionados lado a lado ou posicionados perpendicularmente. São constituídos por nove túbulos triplos ligados entre si, formando um tipo de cilindro. Dois centríolos dispostos perpendicularmente formam um diplossomo. Têm origem comum com os centrossomos que dão origem a flagelos e cílios que efetuam o movimento em certos tipos celulares e organismos protistas.

Membrana Plasmática

A membrana plasmática, (também é conhecida como membrana celular ou plasmalema), consiste em uma composição de lipídios, glicolipídios, proteínas, glicoproteínas, e carboidratos. É uma membrana fina que que protege a célula,e seleciona as moléculas que entram ou saem da estrutura celular.  

Osmose

Osmose; Curiosidades: Por que a carne salgada demora mais tempo para estragar? 
Assim que a bactéria entra em contato com a carne salgada, o sal, puxa toda a água da bactéria e faz com que ela morra, isso também acontece com a lesma, quando joga-se, sal nela, o sal puxa a água e faz com que ela morra.

Sejam Bem Vindos

Blogger feito por duas alunas do ensino médio, Giovanna Rafaela e Sabrina Santos. 

Esse blogger foi feito para, nos expressarmos nossas ideias sobre biologia, para colocarmos nossas ideias em dia, e depois estudarmos.