Ferramentas básicas da engenharia genética - como fazer um transgênico?

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A idéia deste artigo é fazer uma espécie de tutorial básico, mais didático do que técnico, de engenharia genética. Primeiro apresentamos a caixa de ferramentas deste tipo de engenheiro, depois damos alguns exemplos do que se pode fazer com ela. No final, tem um passo-a-passo ultra mega simplificado de "como fazer um transgênico".  Este texto é parte do trabalho que proponho aos meus alunos no final do ensino médio: O que fazer com a engenharia genética?

Façam bom proveito.




Engenharia genética: técnicas e ferramentas disponíveis

Vídeo-aula

 

TÉCNICAS GERAIS DE LABORATÓRIO

- Centrifugação: separação "pouco refinada" de moléculas, onde se utiliza a força centrífuga. A amostra gira de forma a concentrar as partículas mais densas na ponta do "tubo de ensaio".

- Eletroforese: separação "mais refinada" de moléculas. Coloca-se um gel dentro de um campo elétrico, e num dos lados do gel são introduzidas as amostras. As moléculas correm para o outro lado do gel (devido ao campo elétrico) em diferentes velocidades (dependendo do peso, tamanho e carga) e com isso conseguimos separá-las. (ver DNA fingerprint***)

- Marcador radioativo: átomo que emite radiação, podendo ser detectado de maneiras específicas, como a luz ultravioleta. Podemos acoplar estes átomos a moléculas, inserí-los em compostos ou mesmo no sangue, com o objetivo de visualizar alguma coisa.

 

ENZIMAS

Enzimas utilizadas para manipular o DNA (todas foram retiradas de seres vivos - não é à toa que chama-se biotecnologia):

- Enzimas de restrição - Cada enzima de restrição quebra o DNA em uma sequência de bases específica. Há várias delas, a maioria serve como "sistema imunológico" de alguma bactéria.

- DNA ligase - une fragmentos de DNA

- DNA polimerase - se liga a um DNA de fita simples e sintetiza uma segunda fita de acordo com o pareamento de bases

- RNA polimerase - produz RNA a partir de uma fita de DNA

- Transcriptase Reversa - produz uma fita de DNA a partir de RNA

 

VETORES

Vetores são elementos de transferência de genes (contém o gene desejado e são inseridos em células vivas para produzir OGMs - organismos geneticamente modificados):

- plasmídeos: pequenas moléculas de DNA circular que as bactérias apresentam, além do seu grande DNA genômico. Para criar OGMs, podemos inserir genes em plasmídeos e, depois, inserir estes plasmídeos modificados em células vivas.

- vírus: estes pequenos seres conseguem inserir seu DNA no genoma da célula hospedeira, produzindo (naturalmente) um organismo geneticamente modificado. Assim, podemos retirar seus genes virulentos e inserir, no lugar, genes desejados. Desta forma, o vírus geneticamente modificado poderá infectar células e modificar seu DNA, produzindo assim OGMs. Produzindo, quem sabe, saúde ao invés de doença.

TÉCNICAS BÁSICAS DA ENGENHARIA GENÉTICA

- DNA recombinante (DNAr) - é o DNA modificado em laboratório. Pode-se retirar genes, silenciá-los, ou mesmo inserir genes em uma molécula de DNA. O DNA recombinante permite a criação de OGMs (organismos geneticamente modificados), que podem ser transgênicos ou não.

- PCR (Polymerase Chain Reaction) - serve para amplificar um fragmento de DNA, ou seja, fazer clones (cópias) dele. É uma técnica sofisticada que utiliza a DNA polimerase de bactérias termófilas.

- DNA complementar (DNAc) - produção de fragmentos de DNA a partir de RNAm. São genes funcionais, e por isto nós os armazenamos em bibliotecas de DNAc. Com esta técnica podemos também identificar quais genes estão sendo expressos pelas células em certo momento.

- DNA fingerprint - método para se visualizar semelhanças e diferenças genéticas entre organismos. Para isto é necessária uma amostra de tecido do organismo, da qual se isola o DNA. Este material genético é quebrado por enzimas de restrição e depois visualizado por eletroforese. Esta técnica não serve para visualizar o conteúdo do DNA (a sequência de bases), apenas para comparar dois genomas.

Algumas aplicações

OGMs
(Organismos geneticamente modificados, que podem ou não serem transgênicos)

- medicina, meio ambiente, pesquisa científica, agricultura, indústria, produção barata de proteínas, biorremediação...

DNA fingerprint - testes genéticos

- exame pré natal, testes de paternidade, identificação de criminosos, testes forenses, "currículo genético" (lembre do filme Gattaca)

 

Como produzir um organismo geneticamente modificado?

Etapas básicas para se produzir OGMs com a técnica de DNA recombinante:

1- Obter um organismo que contenha o gene/fenótipo desejado. Pode ser nas bibliotecas de DNAc (onde os genes estão guardados em bactérias), ou retirando genes de organismos selecionados com algum critério (relacionado ao fenótipo desejado).

2- Isolar o gene desejado, retirando-o da molécula de DNA onde estava.

3- Produzir cópias (clones) deste gene

4- Inserir os genes clonados em vetores

5- Inserir os vetores criados em células vivas.

6- Selecionar as células válidas (que tiveram seu DNA modificado pelos vetores) e tratá-las de certa forma, dando origem a culturas de células ou a organismos multicelulares (OGMs).

 

 

 

 

Última atualização em Ter, 01 de Setembro de 2009 23:24  


Na sua escola, o currículo de biologia é muito "pesado" e "cheio de palavras"?
 

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