Avanços da biotecnologia 2013
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Prof. Dra. Adriana DantasUERGS, Caxias do Sul RS
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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.
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É uma técnica única de nosso tempo:Desde os tempos antigos foi variedades selecionadas de animais de fazenda, planta mais produtivas, mais resistentes.
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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. .
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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
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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
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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
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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
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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
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Áreas Globais Plantadas com Culturas Áreas Globais Plantadas com Culturas
TransgênicasTransgênicas
Fonte: Carneiro, 2003.
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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
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Preparação de queijo, pão, cerveja, utilizando microorganismos, mas sem ter o conhecimento científico necessário para compreender os processos
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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.
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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.
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Bioremediação
Thiobacillus na industria de couro
Enzimas para detergentes
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Biotecnologia Agroalimentar ou Verde
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Biotecnologia da saude, ou vermelha, manipulação de medicamentos, desenvolver novas técnicas e terapias diagnótico
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Produção:Hormônio de crescimento humano.Insulina humanaVacinasBioinseticidas
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Avanços no cultivo de microorganismos. Microorganismos patógenos:
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Microorganismos inóculos:
Penicillium notatum P. camemberti P. roqueforti
Saccharomyces cerevisiae Lactococcus lactis Lactobacillus bulgaris
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Células HeLa, células cancerosas retiradas de um tumor preservada em cultura, permitir a investigação sobre o desenvolvimento do cancer.
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Os ovos são retirados de uma mulher e são fertilizados com esperma no laboratório, os embriões obtidos são transferidos para o útero de crescimento.
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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
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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
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Eles são fragmentos de DNA que carregam a informação para um elemento particular do organismo.
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A informação dos genes expressos são fabricados proteinas demonstrando as características
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Mudanças aleatórias no material genético de um organismo.
São causas de erros na replicação de DNA ou os mecanismos de reparação
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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.
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Antes de insulina para os diabéticos veio a partir do pâncreas de porcos ou vacas e causou reações adversas do sistema imunológico.
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É um organismo geneticamente modificado, um organismo que contém genes de outro organismo.
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É um organismo ou grupos de organismos geneticamente idêntico a outro, causada por reprodução assexuada.
A clonagem reprodutiva que originou a ovelha Dolly
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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.
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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.
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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
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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.