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Conceitos Introdutóriosde Biotecnologia

Clélia Neves Afonso

Biotecnologia – diversidade de definições

“Biotecnologia é o conjunto de conhecimentos técnicos e métodos, de base científica ou prática, que permite a utilização de seres vivos como parte integrante e activa do processo de produção de bens e serviços”

“Biotecnologia é qualquer aplicação técnica que utilize sistemas biológicos ou organismos vivos, para fazer ou modificar produtos ou processos, para um fim específico.”

“Biotecnologia resulta da integração das ciências da vida e da engenharia, de forma a conseguir a aplicação de organismos, células ou partes das mesmas e análogas moleculares, em produtos e serviços.”

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Multidisciplinaridade da Biotecnologia

Biotecnologia

Na Biotecnologia faz-se a aplicação dos princípios de Biologia e de Engenharia ao processamento de materiais,

através de agentes biológicos, para fornecer bens(produtos industriais utilizados em alimentos, bebidas, medicamentos, etc) e

assegurar serviços (ex. purificação de água e tratamento de efluentes).

Os agentes biológicos podem ser microrganismos celulares, animais ou plantas ou ainda as suas moléculas (enzimas, anticorpos, DNA, e outros).

Materiais

Agentes

Biológicos

Bens

Serviços

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Biotecnologia

- os processos biotecnológicos vêm sendo utilizados desde a mais remota antiguidade, desde há muito que os microrganismos são usados para fazer pão, cerveja, vinagre, vinho, queijo

- A biotecnologia passou a ser considerada altamente prioritária há relativamente pouco tempo devido à extensão das aplicações e sofisticação das técnicas da biotecnologia correntemente utilizadas

- A utilização em maior escala da chamada biotecnologia “moderna” teve como ponto de partida a síntese química do DNA por Kornberg em 1967, que denominou de “revolução genética” as novas técnicas de manipulação genética.

Biotecnologia

A Biotecnologia procura melhore a qualidade de vida das pessoas e permitir modos de produção sustentados.

Engenharia genética

(Manipulação de genes)

≠

Biotecnologia

(produção de produtos de qualidade e em quantidade)

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Biotecnologia

Desenvolvimento da Biotecnologia

Era Pré-Pasteur (antes de 1865)

• O uso da Biotecnologia teve o seu início com os processos fermentativos, cuja utilização antecede o início da era Cristã, confundindo-se com a própria história da humanidade.

• A produção de bebidas alcoólicas pela fermentação de grãos de cereais, a utilização o fermento para fabricar cerveja e pão, a produção de vinagre, iogurte e queijos são, de há muito, utilizadas pelo ser humano sem que se compreendesse durante muito tempo o papel desempenhado pelos microrganismos.

• Somente no século dezassete, o pesquisador Anton VanLeeuwenhock, através da visualização em microscópio, descreveu a existência de seres minúsculos, os microrganismos.

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Desenvolvimento da Biotecnologia

Era Pasteur (de 1865 a 1940)

- Tiveram de correr 200 anos para que Louis Pasteur , em 1865, provasse que os microrganismos são os agentes activos em processos fermentativos (cerveja, vinho) e alteração de produtos, caindo por terra a teoria que a fermentação era um processo puramente químico.

- 1913-15 surge a produção industrial de compostos químicos por microrganismos (ex.: Acetona, Butanol, Glicerol, Ácido cítrico) impulsionada pela 1ª Guerra Mundial

- Processo de tratamento aeróbio de esgotos

Desenvolvimento da Biotecnologia

Era dos antibióticos (de 1940 a 1960)

• Biologia: Processos biológicos são controlados por enzimas.

• Genética: Enzimas são codificadas por genes específicos.

• Produção de penicilina (1940) em massa após a sua detecção ter sido feita em 1928.

•Na década de 40, durante a 2ª guerra mundial, os antibióticos passaram a integrar os processos industriais fermentativos, surgindo a necessidade de produção em larga escala de compostos em condições controladas e a necessidade de complexas operações de separação e purificação.

• Á produção de penicilina segue-se a produção de uma vasta gama de antibióticos.

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Desenvolvimento da Biotecnologia

Era pós-antibióticos (de 1960 a 1975)

• O avanço dos conhecimentos a nível do metabolismo microbiano conduz a uma maior exploração das capacidades dos organismos vivos

• Produção de vitaminas (B2 e B12)

• Produção de aminoácidos

• Produção de enzimas para uso na indústria (detergentes, xaropes)

•1964 Produção de “single cell proteins” (SCP) a partir de microrganismos

•1974 Crise do petróleo e consequente produção de etanol para utilização como combustível.

Desenvolvimento da Biotecnologia

Nova Biotecnologia (após 1975)

• Novos avanços com a descoberta da síntese química do DNA, e com as técnicas de Engenharia Genética: tecnologia do DNA recombinante, fusão celular ou hibridoma, entre outras.

• A tecnologia de DNA recombinante envolve a criação sintética de novos organismos vivos, com características não encontradas na natureza, formadas pela hibridação do DNA a nível molecular. Esta técnica permite, por exemplo, a inserção de genes humanos para a produção de insulina em microrganismos. Isso leva á produção industrial de insulina humana, substituindo, com grande vantagens, a insulina bovina ou suína empregadas no tratamentos de diabéticos.

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Desenvolvimento da Biotecnologia

Nova Biotecnologia (após 1975)

• A técnica de hibridoma possibilitou a manipulação genética a nível das células vivas onde duas ou mais células são fundidas resultando numa nova linhagem celular. Na prática, células animais que produzem anticorpos são fundidas com células do mieloma resultando em novas células (hibridomas) que se torna eficientes produtoras de anticorpos monoclonais (para diagnóstico e purificação de compostos).

Biotecnologia

Biotecnologia Industrial

ocupa-se do estudo das aplicações industriais da biotecnologia

Biotecnologia Alimentar

ocupa-se do estudo das aplicações a nível alimentar da biotecnologia

Microbiologia Alimentar

estuda os microrganismos associados aos alimentos (principalmente a nível da segurança alimentar)