Introdução e Conceitos Básicos

Biotecnologia

Conjunto de técnicas que permitem ao ser humano utilizar organismos para obter produtos

Engenharia Genética

• É parte da biotecnologia
• Permite a manipulação de moléculas de DNA
• Processos mais precisos, rápidos e eficazes
• Diversas aplicações

Organismos Geneticamente Modificados

Organismos Transgênicos

Transgênico recebe material genético vindo de outra espécie

OGM é todo organismo que sofre manipulação em sua estrutura gênica

Ok, mas quais as técnicas utilizadas na biotec?

DNA Recombinante

Definição

Isolamento de moléculas de DNA e sua inserção no DNA de outro organismo

Enzima de Restrição

Tesoura Molecular

Enzima de Restrição

Tesoura Molecular

Enzima de Restrição

Tesoura Molecular

Enzima de Restrição

Tesoura Molecular

Enzima de Restrição

Tesoura Molecular

• As enzimas de restrição foram descobertas como um mecanismo de defesas de bactérias contra vírus
• Cientistas pensaram em outras aplicações
• As enzimas utilizadas na engenharia genética corta o DNA somente quando encontra uma sequência específica

• Esse gene pode ser unido a moléculas de DNA de organismos de outra espécie
• Da mesma forma que existem tesouras moleculares, também temos colas
• São enzimas chamadas DNA Ligases

Aplicação - produção de insulina

Obs.: trata-se da clonagem de DNA

Aplicação - produção de insulina

Obrigado e até a próxima aula!

Organismos Transgênicos

Definição

São organismos que recebem genes de outras espécies

• Pela definição, percebe-se que as bactérias estudadas na aula anterior são transgênicas
• Porém, quando pensamos em transgênicos, estamos indo muito além delas

Picles com genes de humano (ou humano com genes de picles?)

Aplicação

A principal aplicação se encontra na produção de alimentos

• Plantas mais produtivas
• Mais resistentes a determinado clima
• Mais resistentes a pragas
• Mudança no sabor/textura

Como ocorre a inserção no organismo alvo?

Como ocorre a inserção no organismo alvo?

Biobalística

• Microprojéteis de ouro cobertos com o DNA de interesse são jogados a 1500 km/h dentro do núcleo de células-alvo
• O DNA exógeno é integrado no genoma a ser modificado

Soja Transgênica

Obrigado e até a próxima aula!

Vacina de mRNA

Vantagens

• Muito rápida de se produzir
• Adaptação mais rápida
• Rende bastante (muitas doses por litro)

Desvantagens

• Muito sensível: a molécula de RNA não é muito estável
• Sensível a calor e luz, o que dificulta o transporte da vacina

A Vacina de mRNA altera o genoma?

DNA

RNA

Proteína

Vacina de mRNA

Obrigado e até a próxima aula!

Identificação de Pessoas

Como funcionam os testes do Ratinhonhonho?

Marcadores Moleculares

• Temos 25 mil genes
• Mas isso é apenas 2% do nosso genoma
• O resto é DNA não codificante
  • Dentro dele, existem VNTRs
  • Número variado de repetições em sequência
  • Repetição de unidades de poucos nucleotídeos

UAUUAUUAUAUUAUUAUUAUUAUUAUUAUAU

• Os padrões de repetição são herdados segundo os princípios mendelianos
• Com isso, pode-se estabelecer relações de parentesco e identificação ao se analisar os marcadores do DNA de um indivíduo

Na Prática

• Pega amostras do indivíduo
• Isola o DNA e corta com enzimas de restrição para se obter as VNTRs
• Assim, o DNA é quebrado em fragmentos de diferentes tamanhos
• A técnica de eletroforese em gel isola esses fragmentos

Na Prática

Obrigado e até a próxima aula!

Clonagem

Clonagem

Os clones são idênticos?

Fenótipo = genótipo + ambiente

🧐

Portanto, não se trata de clonagem de indivíduos, mas  clonagem de genomas!

Obrigado e até a próxima aula!

Projeto Genoma Humano

Sequenciamento do Genoma

Terapia Gênica

Edição Gênica

• Ao longo desse módulo, vimos algumas técnicas que podem ser definidas como edição gênica
• É como uma edição de textos
  • Adicionar sentenças (colocar um gene novo)
  • Retirar sentenças
  • Inverter sentenças
  • Tirar ou colocar uma única letra seria como mudar uma base nitrogenada

Edição Gênica - Histórico

• O fundamento dessas técnicas são as endonucleases
  • Nossas queridas tesouras moleculares
• No entanto, as técnicas mais antigas não eram muito precisas
  • A edição podia não acontecer adequadamente
• Também eram abordagens muito caras

Repetições palindrômicas curtas agrupadas e regulamente inter espaçadas

Revolução: descoberta Crispr

Revolução: descoberta Crispr

Repetições palindrômicas curtas agrupadas e regulamente inter espaçadas

• Uma cientista percebeu que algumas bactérias utilizadas na produção de laticínios, depois de expostas a determinados vírus, apresentavam sequências nucleotídicas destes vírus no locus Crispr
• Ou seja, a bactéria tava pegando informações do DNA viral e colocando ali no Crispr
• O sistema age como um registro de moléculas invasoras anteriores

• A bactéria armazena a informação do invasor para utilizá-la posteriormente
• Quando se encontrar de novo com aquele trecho de DNA (uma invasão), ela reagirá cortando a molécula naquele trecho específico
• Isso acontece pela proteína Cas 9, uma endonuclease guiada por RNA
• Assim, o corte é feito de acordo com complementariedade de bases

Revolução: descoberta Crispr

Revolução: descoberta Crispr

Revolução: descoberta Crispr

Revolução: descoberta Crispr

Revolução: descoberta Crispr

Aplicação da técnica Crispr-cas9

Pulo do Pato!!!

Aplicação da técnica Crispr-cas9

• O RNA guia (sgRNA) pode ser desenhado para direcionar a proteína CAS9 para qualquer local no genoma
• A célula tem mecanismos para reparar a quebra da molécula de DNA

Aplicação da técnica Crispr-cas9

• O RNA guia (sgRNA) pode ser desenhado para direcionar a proteína CAS9 para qualquer local no genoma
• A célula tem mecanismos para reparar a quebra da molécula de DNA

O que pode ser feito?

O que pode ser feito?

Obrigado e até a próxima aula!