Engenharia genética, manipulação genética e modificação genética são termos utilizados para definir o processo de manipulação dos genes num determinado organismo, comumente fora de seu processo natural reprodutivo. Neste artigo exploraremos a utilização das bactérias e seu grande potencial biotecnológico na engenharia genética. Confira!
Definição da engenharia genética
A engenharia genética é um dos principais pilares da biotecnologia, que consiste em um conjunto de técnicas de manipulação do DNA por meio da sua recombinação, com o objetivo de fabricar organismos melhorados, visando ao aprimoramento ou estruturação genética de determinada espécie, seja vegetal ou animal, conforme as necessidades científicas. Biotecnologia e engenharia genética são importantes ferramentas de pesquisa que têm cada vez mais contribuído para o desenvolvimento da sociedade em diversos aspectos. Os processos de indução genética possibilitaram que sequências de bases completas de DNA fossem decifradas, procedimento que facilitou a clonagem de genes, uma técnica amplamente utilizada em microbiologia celular como forma de identificar e copiar determinado gene no interior de um organismo simples, como as bactérias.
Principais aplicações
Os avanços da tecnologia proporcionam cada vez mais conhecimentos sobre o genoma dos seres vivos, por isso surgem cada vez mais aplicações para a engenharia genética, como na medicina, pesquisa, agricultura e indústria. Alguns exemplos são as produções, em larga escala, de insulina, de interferon alfa humano com atividade biológica contra infecções ocasionadas por vírus e contra algumas formas de tumores malignos humanos, de vacinas e anticorpos em geral. Os organismos geneticamente modificados também podem ser utilizados para produção de biocombustível, alimentos geneticamente modificados, como soja, milho, peixes, entre outras infinitas possibilidades.
As bactérias na engenharia genética
As bactérias são frequentemente utilizadas na engenharia genética por possuir um grande potencial biotecnológico. Nesse cenário, cientistas combinam fragmentos ou partes do DNA de diferentes organismos através do corte e recombinação dos genes. Esse processo acontece primeiramente com a retirada do DNA de um organismo (doador) e separação do gene que será usado.
Em seguida há a combinação desse gene ao DNA de outro organismo, o qual o resultado é um DNA que contém características dos dois organismos. Esse novo DNA é chamado de DNA recombinante. Para realizar mais cópias desse DNA recombinante, os cientistas podem colocá-lo dentro de bactérias, pois quando elas se reproduzem o DNA também se reproduz. Esse processo chama-se “clonagem de genes” e é utilizado na produção de uma infinidade de substâncias para aplicações muito importantes, principalmente na área da medicina, através da reprogramação e produção de anticorpos que atuam inclusive no tratamento de alguns tipos de câncer.
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Mestrado em Genética (UFMG, 2011)
Graduação em Ciências Biológicas (PUC-Minas, 2008)
Ouça este artigo:
A Engenharia Genética é a manipulação direta do genoma de um organismo utilizando biotecnologia.
Foto: GeK / Shutterstock.com
É um conjunto de tecnologias, baseadas na tecnologia do DNA recombinante, utilizadas para alterar a composição genética de um ser vivo, incluindo o isolamento, a manipulação e a transferência de genes intra e interespecíficos para produzir organismos novos ou melhorados.
Tecnologia do DNA recombinante
A tecnologia do DNA recombinante começou a ser definida no início do ano de 1970. Onde, a partir de uma amostra contendo moléculas do DNA de interesse ou DNA doador, são utilizadas enzimas de restrição, que permitem cortar o DNA em pontos bem definidos, isolando fragmentos de ácido nucleico. Estes são introduzidos ao cromossomo vetor, formando assim as moléculas de DNA recombinante.
A clonagem de DNA acontece em sequencia. Dessa forma, as novas moléculas de DNA produzidas são inseridas em células bacterianas que são amplificadas por replicação resultando em clones bacterianos idênticos que contêm o DNA recombinante.
Se soubermos a sequencia de algumas partes dos genes ou a sequencia de interesse, é possível amplificá-la in vitro utilizando o procedimento chamado reação em cadeia da polimerase (PCR) ao invés da clonagem. A PCR utiliza iniciadores de DNA e a enzima Taq polimerase associadas a processos de diferentes temperaturas para amplificar o DNA de interesse.
Transgenia e organismos geneticamente modificados
Organismos transgênicos e organismos geneticamente modificados (OGM) não são sinônimos. Os transgênicos são organismos que tiveram a inserção de material genético de outro organismo de espécie diferente. Os geneticamente modificados são organismos que tiveram o seu genoma modificado em laboratório, sem necessariamente receber material genético.
Aplicações da engenharia genética
Quanto mais se aprende sobre o genoma dos seres vivos, mais aplicações da engenharia genética surgem. Esta tem aplicação na medicina, na pesquisa, na indústria e na agricultura, e, pode ser usada em diversas de plantas, animais e micro-organismos. Aí estão as produções, em larga escala, de insulina, de hormônio do crescimento, de interferon alfa humano com atividade biológica contra infecções ocasionadas por vírus e contra algumas formas de tumores malignos humanos, de vacinas e anticorpos monoclonais humanos. Uso de organismos geneticamente modificados para produção de biocombustível, biorremediação e biomineração. Produção de alimentos geneticamente modificados como soja, milho, peixes.
É através da engenharia genética que os pesquisadores criam modelos animais para o estudo de doenças humanas como câncer, obesidade, artrite, ansiedade e mal de Parkinson. E usando a terapia gênica, que é a extensão da tecnologia transgênica ao tratamento de doenças humanas, genes causadores de doenças são substituídos por genes saudáveis.
Ética em engenharia genética
Apesar de todas as contribuições importantes, a engenharia genética não é não mais amplamente utilizada devido às preocupações éticas. Existe um grande debate em muitos países sobre o uso seguro de transgênicos e OGM para o ambiente e para a saúde da população, pois ainda não se sabe quais podem ser as consequências do uso destes em longo prazo.
A aplicação da engenharia genética a seres humanos levanta um conjunto maior de questões éticas, morais, sociais e espirituais sobre a modificação do genoma humano. E podemos refletir brevemente: Até que ponto o aperfeiçoamento biológico do corpo humano, expandindo suas capacidades, adicionando aptidões e competências ausentes nos corpos naturais, traz benefícios para o indivíduo, para a coletividade e para a evolução da espécie humana?
Referências bibliográficas:
Candeias, J. A. N. A engenharia genética. 1991. Ver. Saúde pública. 25 (1): 3-10.
Choi, D. J. The ethics of genetic engineering. 2014. Disponível em: <//www.choibles.com/wp-content/uploads/2014/11/ER-24-Term-Paper.pdf>
Griffiths, A. J. F., Wessler, S. R., Lewontin, R. C., Carroll, S. B. Introdução à genética. 9. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2009.
Texto originalmente publicado em //www.infoescola.com/biologia/engenharia-genetica/