Prof. Dra. Adriana DantasUERGS, Caxias do Sul RS

É o uso de organismos vivos ou moléculas sintetizadas por eles:

Produzir ou modificar produtos: alimentos, medicamentos.Realização de processos específicos: tratamento de águas residuais, por exemplo.

É uma técnica única de nosso tempo:Desde os tempos antigos foi variedades selecionadas de animais de fazenda, planta mais produtivas, mais resistentes.

Apesar de ter surgido como objeto de estudo nas Apesar de ter surgido como objeto de estudo nas

últimas décadas, a últimas décadas, a BiotecnologiaBiotecnologia é uma tecnologia é uma tecnologia

milenar. milenar.

A partir dos anos de 1970, com as técnicas de DNA A partir dos anos de 1970, com as técnicas de DNA

recombinante, a Biotecnologia ganhou mais ênfase.recombinante, a Biotecnologia ganhou mais ênfase.

Biotecnologia Biotecnologia ModernaModerna

O Brasil possui a maior biodiversidade do mundo, e O Brasil possui a maior biodiversidade do mundo, e

detém cerca de 20% das espécies do planeta. Portanto, detém cerca de 20% das espécies do planeta. Portanto,

possui um possui um grande potencial biotecnológicogrande potencial biotecnológico. .

BiotecnologiaBiotecnologia

Conjunto de tecnologias habilitadoras que envolvem a Conjunto de tecnologias habilitadoras que envolvem a

utilização de organismos vivos ou partes funcionantes, utilização de organismos vivos ou partes funcionantes,

células e moléculas para a geração de produtos, células e moléculas para a geração de produtos,

processos e serviços.processos e serviços.

áreas:áreas:

Saúde Saúde humanahumana

Meio Meio ambienteambiente

AgriculturaAgricultura

BiotecnologiaBiotecnologia

Caráter multidisciplinar => Química, Genética, Ciências Caráter multidisciplinar => Química, Genética, Ciências

Biológicas e da Saúde, Engenharias.Biológicas e da Saúde, Engenharias.

Micro-ambienteMicro-ambiente IndústriasIndústrias

A sua História no Mundo ...A sua História no Mundo ...

Primeira Geração:Primeira Geração: Idade Nova (2000 a.C.)Idade Nova (2000 a.C.)

Fatos: Fatos: -- cruzamento de espécies animais e plantas cruzamento de espécies animais e plantas

- leveduras para fermentação de pão e álcool- leveduras para fermentação de pão e álcool

Segunda Geração:Segunda Geração: Fim do século XIXFim do século XIX

Teoria de Louis Pasteur Teoria de Louis Pasteur

Fatos: - microrganismos causam enfermidades humanasFatos: - microrganismos causam enfermidades humanas

- ação dos microrganismos anaeróbios nas fermentações- ação dos microrganismos anaeróbios nas fermentações

Terceira Geração:Terceira Geração: Início de 1970. Início de 1970. Biologia MolecularBiologia Molecular

Fatos: 1Fatos: 1o o – isolamento e manipulação de genes (DNA)– isolamento e manipulação de genes (DNA)

22oo – fusão e multiplicação de células – fusão e multiplicação de células

Láctea e alcoólicaLáctea e alcoólica

A Era da Biotecnologia ModernaA Era da Biotecnologia Moderna

Manipulação do material genético e reprogramação de Manipulação do material genético e reprogramação de

microrganismosmicrorganismos

“fábricas” para produção de vários bens úteis

QuímicaQuímica

FarmacêuticaFarmacêutica

AlimentosAlimentos

AgrícolaAgrícola

Papel & Papel & celulosecelulose

Evolução da Biotecnologia nos Setores Evolução da Biotecnologia nos Setores

Agrícola e AlimentícioAgrícola e Alimentício

Três Estágios:Três Estágios:

11o o Estágio:Estágio: ± há 10 mil anos ± há 10 mil anos - Práticas de cultivo e variedades melhoradas- Práticas de cultivo e variedades melhoradas

22o o Estágio:Estágio: década de 1960década de 1960

- - “Revolução Verde”“Revolução Verde”

- Uso de herbicidas, fertilizantes e variantes de - Uso de herbicidas, fertilizantes e variantes de plantasplantas

33o o Estágio:Estágio: a partir de 1970 a partir de 1970

- - “Biorrevolução”“Biorrevolução”

- - Uso da eng. genéticaUso da eng. genética

Plantas transgênicasPlantas transgênicas

Áreas Globais Plantadas com Culturas Áreas Globais Plantadas com Culturas

TransgênicasTransgênicas

Fonte: Carneiro, 2003.

Novas Tecnologias em BiotecnologiaNovas Tecnologias em Biotecnologia

Cultura de Células: Plantas e HumanasCultura de Células: Plantas e Humanas

Clonagem: Molecular, Celular – Terapia Gênica Clonagem: Molecular, Celular – Terapia Gênica

AnimalAnimal GenômicaGenômica

BioinformáticaBioinformática

BionanotecnologiaBionanotecnologia

Preparação de queijo, pão, cerveja, utilizando microorganismos, mas sem ter o conhecimento científico necessário para compreender os processos

Biotecnologia Industrial ou branco é a biotecnologia aplicada a processos industriais: biorremediação, fontes mais limpas de energia nova (biomassa, biocombustíveis), enzimas para detergentes, processos industriais que requerem menos energia e recursos.

Tecnologia que utiliza agentes biológicos, particularmente os microrganismos, para remover poluentes tóxicos do ambiente, principalmente do solo e da água. Os poluentes são decompostos em substancias atóxicas por meio do metabolismos microbiano.

Bioremediação

Thiobacillus na industria de couro

Enzimas para detergentes

Biotecnologia Agroalimentar ou Verde

Biotecnologia da saude, ou vermelha, manipulação de medicamentos, desenvolver novas técnicas e terapias diagnótico

Produção:Hormônio de crescimento humano.Insulina humanaVacinasBioinseticidas

Avanços no cultivo de microorganismos. Microorganismos patógenos:

Microorganismos inóculos:

Penicillium notatum P. camemberti P. roqueforti

Saccharomyces cerevisiae Lactococcus lactis Lactobacillus bulgaris

Células HeLa, células cancerosas retiradas de um tumor preservada em cultura, permitir a investigação sobre o desenvolvimento do cancer.

Os ovos são retirados de uma mulher e são fertilizados com esperma no laboratório, os embriões obtidos são transferidos para o útero de crescimento.

As células-tronco têm duas características:› Reproduzir indefinidamente› Podem diferenciar-se em células diferenciadas

em um tecido de um organismo

Existem dois tipos:

Células-tronco embrionáriasCélulas-tronco adultas

Ao longo do século XX, estabeleceu as bases da genética e da biologia molecular:

1910, Morgan determinado que os cromossomas são os portadores de características hereditárias.

1943, Avery, McLeod e McCarty desmostren DNA é a molécula que transporta estas características.

1953, Watson e Crick deduziram a estrutura de dupla hélice do DNA das imagens obtidas por Rosalind Franklin

Eles são fragmentos de DNA que carregam a informação para um elemento particular do organismo.

A informação dos genes expressos são fabricados proteinas demonstrando as características

Mudanças aleatórias no material genético de um organismo.

São causas de erros na replicação de DNA ou os mecanismos de reparação

Um conjunto de técnicas de isolamento de DNA, manipulando-a para fazer novas combinações de genes e transferi-lo para uma entidade da qual será requerida para uma nova expressão.

Antes de insulina para os diabéticos veio a partir do pâncreas de porcos ou vacas e causou reações adversas do sistema imunológico.

É um organismo geneticamente modificado, um organismo que contém genes de outro organismo.

É um organismo ou grupos de organismos geneticamente idêntico a outro, causada por reprodução assexuada.

A clonagem reprodutiva que originou a ovelha Dolly

As células-tronco terapêuticas de clonagem pode ser originado a partir de um ovo pluripotente de um dador e o núcleo de uma célula a partir do paciente.

Amb la introducció de determinats gens s’ha aconseguit que cèl·lules de la pell tornin a ser cèl·lules mare pluripotents, d’aquesta manera s’evita la creació d’embrions.

APLICACÕESBIOTECNOLÓGICAS

Produção de fármacos Alimentos transgênicos Avanços médicos

Insulina, hormonios decrescimento, antibióticos.

Plantas resistentes a doenças Controle no amadurecimentoAlimentos ricos em vitaminas

e proteinas

Diagnósticos,Terapia gênica,

Clonagem reprodutiva eterapeutica

É uma medida surgida no século XX, voltada para o controle e a minimização de riscos advindos da prática de diferentes tecnologias, seja em laboratório ou quando aplicadas ao meio ambiente. A Biossegurança é regulada em vários países no mundo por um conjunto de leis, procedimentos ou diretivas específicas.

A Lei 8974 de Janeiro de 1995 - Lei de Biossegurança estabelece as diretrizes para o controle das atividades e produtos originados pela tecnologia do DNA recombinante. Estabelece ainda que compete aos órgãos de fiscalização do Ministério da Saúde, do Ministério da Agricultura e do Ministério do Meio Ambiente a fiscalização e a monitorização das atividades com OGMs, bem como a emissão de registro de produtos contendo OGMs ou derivados, a serem comercializados ou liberados no ambiente. Home page: www.ctnbio.gov.br

O fundamento básico da Biossegurança é estudar, entender e tomar medidas para prevenir os efeitos adversos da moderna biotecnologia, sendo prioritário proteger a saúde humana, animal e o meio ambiente, para assegurar o avanço dos processos tecnológicos.