Clonagem

Clonagem

A clonagem é um método artificial de reprodução que emprega células somáticas, como as que formam pele, no lugar de células sexuais, como o óvulo e o espermatozóide. A primeira clonagem bem-sucedida de um animal adulto foi realizada em 1996, pelo embriologista Ian Wilmut, na Escócia. Dessa experiência nasceu a ovelha Dolly. Dolly nasceu de células mamárias retiradas de uma ovelha adulta. A princípio não seria possível forçar uma célula somática a se multiplicar, já que nela quase todos os genes estão desligados. Apenas os núcleos, onde estão os genes e sem os quais não é possível gerar um embrião, foram guardados.

Wilmut construiu células artificiais, usando núcleos de células mamárias dentro do citoplasma de óvulos. As células se transformaram em embriões e foram colocados no útero da ovelha que fornecera os óvulos, a maioria não se desenvolveu mas um deles deu origem a ovelha Dolly. Levaram quase 100 anos de pesquisa até que se chegasse a uma clonagem bem-sucedida. Depois da ovelha, já clonaram outros animais, como um rato e um cavalo. é um método artificial de reprodução que emprega células somáticas, como as que formam pele, no lugar de células sexuais, como o óvulo e o espermatozóide.

A primeira clonagem bem-sucedida de um animal adulto foi realizada em 1996, pelo embriologista Ian Wilmut, na Escócia. Dessa experiência nasceu a ovelha Dolly. Dolly nasceu de células mamárias retiradas de uma ovelha adulta. A princípio não seria possível forçar uma célula somática a se multiplicar, já que nela quase todos os genes estão desligados. Apenas os núcleos, onde estão os genes e sem os quais não é possível gerar um embrião, foram guardados.

Wilmut construiu células artificiais, usando núcleos de células mamárias dentro do citoplasma de óvulos. As células se transformaram em embriões e foram colocados no útero da ovelha que fornecera os óvulos, a maioria não se desenvolveu mas um deles deu origem a ovelha Dolly. Levaram quase 100 anos de pesquisa até que se chegasse a uma clonagem bem-sucedida. Depois da ovelha, já clonaram outros animais, como um rato e um cavalo.

Clonagem natural
A clonagem é natural em todos os seres originados a partir de reprodução assexuada, como é o caso das bactérias, dos seres unicelulares e mesmo da relva de jardim. Também pode ocorrer em mamíferos, como no tatu e nos gêmeos univitelinos. Nos dois casos, embora haja reprodução sexuada na formação do ovo, os descendentes idênticos têm origem a partir de um processo assexuado de divisão celular.

Clonagem induzida artificialmente
A clonagem induzida artificialmente é feita a partir de um processo no qual é retirado de uma célula um núcleo, e de um óvulo a membrana. A junção dos dois depois é colocado em uma barriga de aluguel, ou mesmo em laboratório, para a clonagem terapêutica.

Clonagem reprodutiva
Uma das técnicas básicas usadas por cientistas é a transferência nuclear da celula somática. Esta técnica foi usada por cientistas durante muitos anos, para clonar animais através de células embrionárias.
Como o nome da técnica implica, a transferência de uma célula somática está envolvida neste processo. Esta célula somática é introduzida, então, numa célula retirada de um animal, logo depois da ovulação. Antes de introduzir a célula somática, o cientista deve remover os cromossomos, que contêm genes e funcionam para continuar a informação hereditária, da célula recipiente.
Após ter introduzido a célula somática, as duas células fundem. Ocasionalmente, a célula fundida começará a tornar-se como um embrião normal, produzindo a prole se colocado no útero de uma mãe-de-aluguel para um desenvolvimento mais adicional.

Clonagem embrionária
Por esse processo, multiplica-se o embrião do animal em estudo produzindo, assim, gêmeos ou trigêmeos, etc. É um processo similar ao da natureza. Embora já em uso há anos com animais, muito pouco foi experimentado com seres humanos.
Clonagem terapêutica
A Clonagem Terapêutica é um procedimento cujos estágios iniciais são identicos a clonagem para fins reprodutivos, difere no facto do blastocisto não ser introduzido no útero. Ele é utilizado em laboratório para a produção de células-tronco a fim de produzir tecidos ou órgão para transplante.

Organismos Transgênicos

Organismos Transgênicos

Anteriormente ao conceito de Transgênico, deve-se esclarecer o que vem a ser Biotecnologia. Conceitua-se como sendo “qualquer técnica que utilize organismos vivos ou partes, para fazer ou modificar produtos, melhorar plantas ou animais, ou desenvolver microrganismos para uso específico”. Deste modo podemos entender a panificação e a produção de vinhos ou cervejas como processos biotecnológicos (no caso da panificação utiliza-se o fermento para modificar uma massa composta de farinha de trigo, açúcar, ovos e outros em pão).

Deste modo a biotecnologia participa do nosso dia a dia há muito tempo. Mais recentemente temos o exemplo da produção de insulina por bactérias geneticamente modificadas, que receberam o gene humano para produzir este hormônio, que anteriormente era extraída do fígado de cadáveres.
Transgênico ou Organismo Geneticamente Modificado é o organismo cujo material genético tenha sido modificado por qualquer técnica de engenharia genética, recebendo genes exógenos.
Considerando que o gene é uma parte do DNA que possui um código genético para produzir certa proteína específica, e que este gene é composto por uma seqüência de bases nitrogenadas, pode-se fazer a seguinte analogia: as bases nitrogenadas são letras, os genes são palavras, o DNA que contém estes genes são frases e o organismo é um texto. As letras devem estar ordenadas para que a palavra tenha sentido; as palavras combinam-se de tal forma que a frase também tenha sentido e as frases devem compor o texto de modo lógico.

Qualquer letra, palavra ou frase com problema levará a um texto distorcido, o que resulta num organismo com problema. Observa-se, portanto, que transferir um gene de um organismo para outro não é tarefa fácil, pois este deverá funcionar em local e época adequados, de modo a não interferir erroneamente no funcionamento do ser vivo. Imagine o que ocorreria se um gene que deveria funcionar no fígado apenas estivesse ativo no ouvido. Seria uma confusão. Felizmente nosso organismo já está suficientemente evoluído e todos os genes sabem onde funcionar. Cabe aqui lembrar que todas as células do nosso corpo são totipotentes, ou seja, possuem a mesma constituição genética e pode-se regenerar um novo organismo a partir desta célula.
Mas fazer um determinado gene funcionar em hora e local apropriados não é o único problema. Imagine como seria difícil encontrar uma pessoa numa cidade de cerca de 40.000 habitantes. Pois bem, cada célula somática do corpo humano possui cerca de 40.000 genes, cada um com sua função específica. Procurar um gene não é tarefa nada fácil. Mas existem técnicas que nos ajudam nesta tarefa, como por exemplo determinar o cromossomo onde este gene se localiza e também sua função.
As principais etapas para a transformação de um organismo são: identificação do gene, isolamento, clonagem e introdução no organismo receptor. Depois basta verificar seu funcionamento. Pode parecer simples, mas não é, como já verificamos anteriormente.
Mas porque os transgênicos causam tanta discussão? Basicamente pelo fato de que os efeitos de se transferir genes exógenos não são conhecidos. No melhoramento clássico observamos que, ao buscarmos introduzir um gene desejado para melhorar certa cultivar de planta, outros genes são “arrastados” com o gene que se deseja introduzir, pois há ligação gênica entre os genes de um mesmo cromossomo.

Assim sendo, junto com o gene benéfico que desejamos introduzir, pode vir outro gene prejudicial ligado a ele. Some-se a isso que os cruzamentos só podem ser realizados entre indivíduos próximos, normalmente de uma mesma espécie ou entre espécies muito próximas. No caso dos transgênicos não há barreiras entre espécies, sendo o gene retirado de uma espécie e introduzido em outra, além de ser transferido sozinho, sem nenhum outro gene ligado a ele.

Um argumento a favor é o de que os transgênicos poderiam diminuir a fome no mundo, uma vez que possibilitariam uma maior produtividade, e assim uma maior oferta de alimentos. Cabe aqui lembrar que a principal causa de fome no mundo atual deve-se à péssima distribuição de renda e de alimentos, e não à falta de comida. Trabalhos sociais que objetivassem melhorar a qualidade de vida das populações mais pobres certamente teriam impactos muito maiores do que o aumento de oferta de alimentos.
Fica no ar, portanto, a resposta definitiva referente à segurança ou não de consumirmos alimentos geneticamente modificados. Sabe-se, com certeza, que qualquer alimento ingerido fora de recomendações causa problemas de saúde. Mas nem por isso os churrascos domingueiros deixam de ter a tradicional picanha com uma generosa camada de gordura, ou o comércio de bebidas alcoólicas foi proibido. Fica cada vez mais evidente que a disputa é apenas mercadológica, e, mais uma vez, somos reféns das circunstâncias. E tomara que, pelo menos desta vez, a batata quente caia em outras mãos.
Uma das principais contestações contra os transgênicos é o risco que está relacionado com a transferência do gene exógeno para espécies selvagens relacionadas. Isto é mais grave no caso de espécies de fecundação cruzada. Observe-se o caso do milho, onde 99% das fecundações são cruzadas. Considere um agricultor que cultive uma lavoura de não transgênicos ao lado de uma de transgênicos. Grande parte do pólen contendo o gene exógeno cairá na lavoura não transgênica, resultando em grãos geneticamente modificados, pois o pólen era oriundo de material modificado. Daí a importância de se delimitar áreas para cultivo de transgênicos isoladas das áreas de cultivo de não transgênicos, permitindo assim o controle do material colhido. Deve-se, a partir desta etapa, ter uma rede de comercialização distinta para os dois materiais, para que não haja mistura.

Identificação de pessoas

Identificação de pessoas

A impressão digital genética ou DNA é feita com base em certos trechos do DNA cujas seqüências especiais de nucleotídeos são exclusivas para cada pessoa e são transmitidas de pais para filhos, de acordo com a herança mendeliana.
Esses trechos do DNA são “cortados” por certas enzimas de restrição e separados em uma placa de gelatina por uma técnica chamada eletroforese. Após a separação, adicionam-se ao meio “sondas” com bases nitrogenadas radiativas. As bases dessas “sondas” emparelham-se com os segmentos isolados de DNA, marcando-os com a radiatividade.
A seguir, a placa de gelatina é colocada, nos escuro, sob um filme fotográfico virgem. Após algum tempo, cada série deixa sua impressão no filme. O resultado é uma imagem fotográfica semelhante a um código de barras.
Esses códigos são tão exclusivos de um indivíduo quanto suas impressões digitais, não existindo dois indivíduos com o mesmo ‘código de barras’.
Essa técnica tem sido muito utilizada em testes de investigação de paternidade, pois os testes realizados com base nos grupos sangüíneos não são definitivos, uma vez que podem negar a paternidade, mas não podem confirmá-la.
O DNA permite confirmar a paternidade com 99,9% de certeza, comparando-se o DNA da criança, o da mãe e os dos possíveis pais. Esse tipo de estudo é possível pois o padrão de diferentes tamanhos das seqüências isoladas é herdado da mesma maneira que os genes: o individuo recebe metade do padrão do pai e metade do padrão da mãe.
Com base nessas informações, comparando-se os padrões de seqüencias de DNA da criança, da mãe e dos possíveis pais. O pai verdadeiro será aquele cujos padrões estiverem registrados no DNA da criança. Os testes de DNA tem sido utilizados também para solucionar crimes.
É possível fazer a identificação de um indivíduo a partir da análise do DNA extraído de tecidos humanos ou ossada. Esta modalidade de exame é frequentemente realizada para atender às seguradoras e às famílias de pessoas desaparecidas.

Engenharia Genética

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 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, 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.

História da Engenharia Genética

Os pesquisadores norte-americanos George W. Beadle e Edward L. Tatum, na década de 1930, demonstraram a regulação pelos genes da produção de proteínas e enzimas e a consequente intervenção nas reações dos organismos dos animais. A partir destas pesquisas, teve início o progresso de descoberta da estrutura genética humana.

Oswald T. Avery em 1944, pesquisando a cadeia molecular do ácido desoxirribonucleico (ADN),ou (DNA), descobriu que este é o componente cromossômico que transmite informações genéticas.Em 1953 Francis H. C. Crick, Maurice Wilkins e James D. Watson conseguiram mapear boa parte da estrutura da molécula do DNA.

Em 1961 François Jacob e Jacques Monod pesquisaram o processo de síntese de proteínas nas células bacterianas. Descobriram que o principal responsável pela síntese é o DNA, que passou então a ser o elemento central das pesquisas de engenharia genética.

Em 1972, o Paul Berg ligou duas cadeias de DNA. Uma era de origem animal, a outra bacteriana. Esta foi a primeira experiência bem sucedida onde foram ligadas duas cadeias genéticas diferentes, e que é considerada por muitos autores o início da criação sintética de produtos de engenharia genética.

Em 1978, Werner Arber, Daniel Nathans e Hamilton O. Smith foram laureados com o Prêmio Nobel de medicina ou fisiologia por terem isolado as enzimas de restrição, que são substâncias capazes de cindir o DNA controladamente em pontos precisos. Juntamente com a Ligase, que consegue unir fragmentos de ADN, enzimas de restrição formaram a base inicial da tecnologia do ADN recombinante.

Iniciou-se então a era da manipulação de mensagens genéticas expressas em fragmentos de seqüências que compõem o código hereditário, os nucleotídeos. A partir deste momento a engenharia genética passou a cortar ou modificar as moléculas de DNA, utilizando enzimas específicas. As ligases, enzimas que agem para unir a cadeia fragmentada começaram a ser descobertas e sintetizadas para manipulação genética.

Biotecnologia

Biotecnologia

"Biotecnologia define-se pelo uso de conhecimentos sobre os processos biológicos e sobre as propriedades dos seres vivos, com o fim de resolverproblemas e criar produtos de utilidade."

Desde a antiguidade o ser humano vem selecionando e utilizando organismos com características que lhe interessam sob algum ponto de vista – alimentar, medicinal, ornamental ou econômico. Para isso, o ser humano desenvolveu ao longo dos anos uma ciência que passou a ser denominada Biotecnologia, composta de numerosas técnicas por meio das quais não apenas seleciona, mas também modifica organismos.

Biotecnologia: conjunto de técnicas que permitem a seleção e a modificação de organismos.

Antes dos anos 1970, o termo biotecnologia era utilizado principalmente na indústria de processamento de alimentos e na agroindústria. A partir daquela época, começou a ser usado por instituições científicas do Ocidente em referência a técnicas de laboratório desenvolvidas em pesquisa biológica, tais como processos de DNA recombinante ou cultura de tecidos. Realmente, o termo deveria ser empregado num sentido muito mais amplo para descrever uma completa gama de métodos, tanto antigos quanto modernos, usados para manipular organismos visando atender às exigências humanas. Assim, o termo pode também ser definido como, "a aplicação de conhecimento nativo e/ou científico para o gerenciamento de (partes de) microorganismos, ou de células e tecidos de organismos superiores, de forma que estes forneçam bens e serviços para uso dos seres humanos.
Há muita discussão - e dinheiro - investidos em biotecnologia, com a esperança de que surjam drogas milagrosas. Embora tenham sido produzidas uma pequena quantidade de drogas eficazes, no geral, a revolução biotecnológica ainda não aconteceu na indústria farmacêutica. Todavia, progressos recentes com drogas baseadas em anticorpos monoclonais, tais como o Avastin da Genentech, sugerem que a biotecnologia pode finalmente ter encontrado um papel a desempenhar nas vendas farmacêuticas.

A definição ampla de biotecnologia é o uso de organismos vivos ou parte deles, para a produção de bens e serviços. Nesta definição se enquadram um conjunto de atividades que o homem vem desenvolvendo há milhares de anos, como a produção de alimentos fermentados (pão, vinho, iogurte,cerveja, etc.). Por outro lado a biotecnologia moderna se considera aquela que faz uso da informação genética, incorporando técnicas de DNA recombinante.