PAPEL DOS MICRORGANISMOS NA BIOTECNOLOGIA

BIOTECNOLOGIA

Consiste :

Na união entre a engenharia e as ciências da vida (Química e Biologia)

Na manipulação dos seres vivos ou os seus componentes, no sentido de obter produtos úteis

A biotecnologia combina disciplinas tais como genética, biologia molecular, bioquímica, embriologia e biologia celular, com a engenharia química, tecnologia da informação, robótica, bioética e o biodireito, entre outras.A biotecnologia moderna faz uso da informação genética, incorporando técnicas de DNA recombinante.

Os processos biotecnológicos envolvem a utilização de microrganismos, ou células animais ou vegetais, e/ou produtos destes (como enzimas) para a produção de substâncias químicas utilizadas em farmacologia, nos alimentos, na energia ou no combate à poluição aquática

Nestas técnicas, há que referir a utilização de reactores biológicos (bioreactores) para crescimento dos organismos

A produção de antibióticos, de esteróides e de vitaminas, através de processos de Bioconversão são disso um bom exemplo

Um processo biotecnológico ocorre em 3 fases: Preparação da matéria-prima Bioconversão (por fermentação, Engenharia Genética)

Etapa em que são usados microrganismos para transformar um substrato num produto de interesse comercial, mas com redução do número das reacções em cadeia.

Diminuem o número de reacções necessárias para obtenção do produto

Recuperação dos produtos

O uso de microrganismos tem tido particular interesse na área da indústria farmacêutica, para a prevenção e/ou tratamento de doenças

Vitaminas Hormonas Vacinas

Esteróides Antibióticos

VITAMINASAs vitaminas são substâncias de natureza química diversa, obtidas a partir da alimentação ou de suplementos alimentares.

Características:

Essenciais para o crescimento e o funcionamento metabólico normal de um organismo O organismo humano não as consegue produzir Activas em doses mínimas

Muitas das vitaminas permitem a actuação enzimática e, embora sejam necessárias em reduzidas quantidades, a sua ausência pode causar graves doenças e mesmo a morte.

Actualmente, as vitaminas são utilizadas como suplementos alimentares, quer em alimentos consumidos pelo Homem, quer na alimentação animal.

As maiorias das vitaminas comercializadas são obtidas por síntese química. Algumas delas, no entanto, são demasiado complexas para serem obtidas desta forma, mas podem ser facilmente produzidas por microrganismos.

O excesso de vitaminas - hipervitaminose - pode ser a consequência da ingestão, ou da administração exagerada das mesmas.

A falta de vitaminas pode ser total - avitaminose -, ou parcial - hipovitaminose.

Algumas destas doenças podem ser tratadas apenas com suplementos vitamínicos.

HORMONA DO CRESCIMENTOA hormona do crescimento é uma substância produzida pela hipófise.

• Segrega a hormona do crescimento durante toda a vida• Controla ainda a produção de outras hormonas e de outros produtos químicos, chamados

factores do crescimento

Estes factores do crescimento, em conjunto com a própria hormona do crescimento, “viajam” através da corrente sanguínea e provocam o crescimento e o desenvolvimento de todo o corpo humano.

Em particular, actuam numa zona dos ossos, chamada placa epifisária, local onde ocorre o crescimento ósseo.

A Hormona do Crescimento e os factores de crescimento provocam a multiplicação das células na placa epifisária, aumentando, por isso, o comprimento do osso, o que, por seu turno, permite um aumento da altura da criança.

Para além de proporcionar o crescimento da criança, também desempenha um papel metabólico vital, durante a fase adulta.

É importante no desenvolvimento e manutenção dos músculos e dos órgãos, bem como ajuda a tornar os ossos fortes.

Ajuda a regular o metabolismo, queima a gordura, cria músculo e mantém os níveis de açúcar no sangue.

O desenvolvimento da tecnologia do DNA recombinante tornou possível introduzir o gene da hormona do crescimento humano em bactérias para que elas a produzissem. Actualmente, custuma ser produzida em bactérias, como a Escherichia coli e obtém-se uma hormona que é idêntica à produzida, naturalmente, no homem.

A utilização de hormonas de crescimento permite o tratamento de uma grande variedade de doenças, tanto em crianças como em adultos

P Regeneração de lesõesP Cura de doenças cerebrais e de deficiências motoras

Tratamento de casos de insuficiência da hormona no organismo:P Síndrome de Turner P Crescimento em crianças com insuficiência renal crónica P Baixa estatura associada ao atraso do crescimento intra-uterino

VACINAS

Uma vacina é uma preparação antigénica, que administrada num indivíduo induz uma resposta imunitária protectora específica de um ou mais agentes infecciosos.

O antigénio da vacina é, normalmente, composto por microrganismos (vírus ou bactérias), por exemplo, uma parte da parede celular de uma bactéria, uma toxina inactiva, entre outros. O antigénio escolhido para uma vacina deve ser “imunogénico”, ou seja, deve desencadear uma reacção imunitária e não provocar a doença.

Tipos de vacinas:

Vacinas vivas atenuadas

O microrganismo (micróbio, normalmente bactéria ou vírus), obtido a partir de um indivíduo ou animal infectado, é atenuado por passagens sucessivas em meios de cultura ou culturas celulares. Esta atenuação diminui o seu poder infeccioso.

Vantagem: Normalmente, basta a administração de uma única dose para produzir imunidade para toda a vida.

Desvantagens: Risco de poder induzir sintomas da doença que se pretende evitar; Risco de infecção do feto

Exemplo: vacina contra a tuberculose, a varicela, o sarampo, a papeira e a febre amarela.

Vacinas mortas ou inactivadas

Nas vacinas inactivadas os microrganismos são mortos por agentes químicos.

Vantagem: Total ausência de poder infeccioso do agente (incapacidade de se multiplicar no organismo do vacinado), ou seja, estas vacinas não provocam a doença, mas têm a capacidade de induzir protecção contra essa mesma doença.

Desvantagem : Induzir uma resposta imunitária que por vezes requer a necessidade de administrar várias doses de reforço.

Exemplo: vacina contra a hepatite B e a vacina contra o papiloma vírus humano (HPV).

Como funcionam as vacinas?

Uma infecção por um determinado microrganismo provoca reacções de dois tipos:

1º : Reacção Imediata A partir do tecido lesado são segregadas substâncias químicas que vão desencadear uma reacção de defesa, activando células dos tecidos e chamando ao local células do sangue que têm por função destruir ou enfraquecer o organismo invasor. Esta reacção nem sempre é suficientemente eficaz.

2º: Imunidade Adquirida É dirigida especificamente contra aquele agente, através da produção de proteínas específicas, anticorpos, que vão reagir com as proteínas (antigénios) do agente infeccioso, impedindo a sua multiplicação e promovendo a sua destruição. São activadas, também, as células de memória, que vão permitir que o organismo reconheça e produza mais rapidamente anticorpos específicos, sempre que entrar novamente em contacto com aquele agente.

ESTERÓIDES Os esteróides são um grande grupo de compostos químicos solúveis em gordura (lipossolúveis) que têm uma estrutura básica comum.

• Todos derivam do ciclo-pentano-peridro-fenantreno, conhecido como “núcleo esteróide”.

• Compreendem diversas substâncias químicas com importante papel na fisiologia humana.

• O colesterol é substância fundamental na formação dos esteróides.

Esteróides naturais:

Hormonas sexuais masculinas e femininasP Hormonas da glândula supra-renalP Sais biliares P Colesterol

Funções: Regulação do crescimento dos órgãos sexuais masculinos e femininos;

Preparação da parede interna do útero para receber o óvulo resultante da fecundação.

Esteróides Anabolizantes:

Derivados sintéticos da testosterona O termo anabolizante significa que provoca aumento tecidular, nomeadamente

muscular Via oral ou injectável

CONTRA-INDICAÇÕES

Não aconselhados em caso de:- Cancro da próstata ou da mama - Tumores hepáticos

As bactérias

As bactérias que passam pelo nosso sistema imunológico começam a reproduzir-se dentro

do nosso corpo e podem causar doenças.

A solução é matá-las.

O nosso corpo, para as matar, acaba por produzir uma inflamação.

Os antibióticos matam as bactérias e eliminam a inflamação

Os antibióticos

- Gravidez e aleitamento- Hipersensibilidade aos fármacos

Usos dos esteróides sintetizados em laboratório

Os estrógenios utilizam-se como contraceptivo oral, uma vez que são estes que constituem a pílula contraceptiva na sua totalidade.

Muitos dos casos de doping devem-se à ingestão de andrógenios, como a testosterona, que facilitam o desenvolvimento acelerado da musculatura.

A maior parte dos anti-inflamatórios são compostos por corticosteróides, como a cortisona e o cortisol.

Como se sintetizam estes compostos em laboratório?

• Bioconversão

Existem microrganismos capazes de produzir esteróides em muito pouco tempo.

ANTIBIÓTICOS

O antibiótico é uma substância que tem a capacidade de interagir com microrganismos que causam infecções no organismo.

Os antibióticos interagem com os microrganismos matando-os ou inibindo o seu metabolismo e/ou a sua reprodução.

Podem ser:

Bactericida - efeito letal sobre a bactéria Bacteriostático – interrompem a reprodução da bactéria

São venenos selectivos – só atingem a bactéria desejada sem afectar as células do nosso corpo.

Diferentes tipos de antibióticos atingem diferentes tipos de bactérias de maneiras diferentes.

Quanto aos vírus, os antibióticos não têm qualquer uso já que não os conseguem matar

Resistência aos antibióticos

A resistência aos antibióticos ocorre quando estes perdem a capacidade de controlar o crescimento ou morte bacteriana.

Os mecanismos de resistência são hereditários. É desta forma que as bactérias que vivem no nosso corpo sem nos causas problemas

(bactérias comensais) se tornam resistentes. Os antibióticos não diferenciam as bactérias que coabitam connosco (bactérias

comensais) das bactérias que são agressivas (bactérias patogénicas). Quando tomamos inutilmente antibióticos podemos estar a destruir as bactérias

comensais que são necessárias ao nosso organismo.

Tipos de antibióticos

Nome Função Efeitos colateraisAminoglicosídeo

sInterferem com a formação de

proteínas pela bactéria.Danos nos nervos da audição e

equilíbrio e lesões renais.

MacrolídeosInterferem na formação de

proteínas bacterianas durante a multiplicação.

Dor de estômago.

PenicilinasDanificam as paredes celulares da

bactéria à medida que a bactéria de reproduz.

Hipersensibilidade, reacções alérgicas.

TetracilclinasEvitam a produção de proteínas pela

bactéria invasora.

Irritação do trato gastrointestinal, sensibilidade da pele à luz solar e

lesão dos rins e do fígado.

Fluorquinolinas Interfere com as enzimas bacterianas.

Podem interferir com o crescimento ósseo.

Aldenir Semedo Filipa Varela Hugo Matos João Aguiar Vanessa Bonina