Biotecnologia ENGENHARIA GENÉTICA

1. Biotecnologia ENGENHARIA GENÉTICA

2. ►CLONAGEM ►DNA RECOMBINANTE └TRANSGENIA └TERAPIA GÊNICA ►DNA-FINGERPRINT

3. CLONAGEM

4. 1997: A REVOLUÇÃO DOLLY !

6. A ovelha foi sacrificada no Instituto Roslin, na Escócia, após ser diagnosticada com uma doença pulmonar progressiva comum em animais mais velhos.

7. Cachorros O animal mais recentemente clonado!!! -

8. Clones Brasileiros • Bovinos

9. Células Tronco

10. botão interno 1 2 3 4 5 6 7 trofoblasto As primeiras células embrionárias

11. Parede uterina Trofoblasto Cavidade uterina Nidação– Início da gravidez • O blastocisto

12. TIPOS DE CLONAGEM

17. A VIDA ATÉ O NASCER UM SPTZ penetra a membrana do óvulo na trompa SPTZ em direção ao óvulo na trompa Óvulo não fecundado fora do folículo Óvulo não fecundado no ovário SPTZ entrando no óvulo Óvulo fecundado  OVO Embrião – 10 dias 1ª divisão celular – 24 hs fecundação 39 semanas RECÉM NASCIDO 12 semanas  FETO 6 meses  FETO COMPLETO GOMES, FAM 2008

18. TRANSGÊNICOS

19. Aplicações: DNA recombinante: Transgênicos  introdução de genes de uma espécie em outra espécie diferente Terapia Gênica  Utilização de genes normais para substituir genes alterados cuja deficiência origina diversas doenças.

20. Funcionamento Molecular da Célula

22. Síntese de Proteínas

23. Tradução • Também chamada síntese de proteínas • Quando o RNAm chega ao citoplasma ele se associa ao ribossomo. Após essa associação os RNAt levam os aminoácidos, que serão ligados, formando assim a proteína.

24. Quando o RNAm chega ao citoplasma, ele se associa ao ribossomo. • Nessa organela existem 2 espaços onde entram os RNAt com aminoácidos específicos. U A C A A A A U G U U U C U U G A C C C C U G A • somente os RNAt que têm seqüência do anti-códon complementar à seqüência do códon entram no ribossomo.

25. Uma enzima presente na subunidade maior do ribossomo realiza a ligação peptídica entre os aminoácidos. U A C A A A A U G U U U C U U G A C C C C U G A

26. O RNAt “vazio” volta para o citoplasma para se ligar a outro aminoácido. U A C A A A A U G U U U C U U G A C C C C U G A

27. O ribossomo agora se desloca uma distância de 1 códon. • O espaço vazio é preenchido por um outro RNAt com seqüência do anti-códon complementar à seqüência do códon. U A C A A A G A A A U G U U U C U U G A C C C C U G A

28. Uma enzima presente na subunidade maior do ribossomo realiza a ligação peptídica entre os aminoácidos. U A C A A A G A A A U G U U U C U U G A C C C C U G A

29. U A C A A A G A A A U G U U U C U U G A C C C C U G A • O RNAt “vazio” volta para o citoplasma para se ligar a outro aminoácido. • e assim o ribossomo vai se deslocando ao longo do RNAm e os aminoácidos são ligados.

30. Quando o ribossomo passa por um códon de terminação nenhum RNAt entra no ribossomo, porque na célula não existem RNAt com seqüências complementares aos códons de terminação. G G G Códon de terminação A U G U U U C U U G A C C C C U G A

31. G G G • Então o ribossomo se solta do RNAm, a proteína recém formada é liberada e o RNAm é degradado. A U G U U U C U U G A C C C C U G A

32. Considerações Finais • Uma proteína  + de 70 aminoácidos ligados. • 1 códon  3 nucleotídeos no RNAm • 1 códon  1 aminoácido na proteína • Nº de ligações peptídicas  Nº de aminoácidos – (menos) 1.

33. Considerações Finais • 1 anticódon  3 nucleotídeos no RNAt • O anticódon é complementar ao códon • Cada RNAt leva consigo apenas um tipo de aminoácido  quem determina qual aminoácido será transportado é o anticódon.

36. Transcriptase RNA polimerase Replicação DNA Transcrição Tradução mRNA Proteínas hnRNA Transcriptase Reversa citoplasma núcleo

37. DNA RECOMBINANTE - TRANSGENIA ◘ introdução de genes de uma espécie em outra espécie diferente ◘ possível devido à universalidade do código genético Procedimentos: 1- separar o gene desejado 2- multiplicar este gene 3- inserção no hospedeiro

38. DNA RECOMBINANTE - TRANSGENIA ◘ introdução de genes de uma espécie em outra espécie diferente ◘ possível devido à universalidade do código genético Procedimentos: 1- separar o gene desejado 2- multiplicar este gene 3- inserção no hospedeiro

39. DNA recombinante: ferramentas - Vírus: infectam células e introduzem os genes desejados nas células; Bactérias/ plasmídeos: sintetizam proteínas a partir de genes contidos em pedaços de DNA bacteriano (plasmídeo); Enzimas de restrição: enzimas que cortam DNA em locais específicos.

40. Membrana plasmática Citoplasma Parede celular Cápsula Ribossomos Mesossomo Fímbrias Enzimas relacionadascom a respiração,ligadas à faceinterna da membrana plasmática Plasmídeos Nucleóide Flagelo DNA associadoao mesossomo Célula bacteriana

41. Molécula de DNA circular Fragmentos deDNA doador Célula bacteriana Célula bacteriana Célula transformada Transformação Lise celular Quebrado DNA Fragmentos de DNA ligam-se à superfície da célula receptora. O fragmento de DNA é incorporado à célula receptora. O fragmento de DNA é integradoao cromossomo da célula receptora.

42. Cortar o DNA com enzimas de restrição Fragmento 1 Fragmento 3 Fragmento 2 Fragmento 4 Inserir fragmentos em vetores Introduzir vetores em bactérias

43. Fago DNA do fagocom genes dabactéria Transdução Quando o profago inicia o ciclolítico, o DNA da bactéria édegradado e novos fagos podemconter algum trecho do DNAda bactéria. O DNA do fago integra-se ao DNAda bactéria comoum profago. O DNA deum fago penetrana célula deuma bactéria. Genes de outra bactériasão introduzidos e integrados ao DNAda bactéria hospedeira. A célulabacteriana serompe e libera muitos fagos, quepodem infectar outras células. O fago infectanova bactéria.

44. DNA RECOMBINANTE - TRANSGENIA

45. Outros exemplos de transgênicos Planta de algodão resistentes às lagartas. Reduz a necessidade de utilização de pesticidas. Os gastos de produção diminuem e a poluição ambiental também é reduzida. Golden Rice. Arroz geneticamente modificado que contém um gene que codifica a produção de β-caroteno. Foi produzido para evitar que as populações pobres da Ásia adoecessem por avitaminoses.

46. Produção de insulina humana em bactérias: • Isola-se o gene da insulina humana utilizando-se enzimas de restrição para cortar o DNA humano; • Insere-se o gene em um plasmídeo bacteriano; • Ativa-se o plasmídeo, para a transcrição do gene e produção da proteína (insulina); • Retira-se a insulina da bactéria.

47. Célula da planta Célula bacteriana Gene para o antígeno Transferência de genes DNA Plasmídeo Gene queconfere resistênciaa certo antibiótico Calo Meio comantibiótico Suspensão de bactériasAgrobacterium tumefaciens Célulasmortas Batatas transgênicas quepodem atuar como “vacina” Como fazer uma vacina comestível

48. TERAPIA GÊNICA

49. Aplicações: • DNA fingerprint (impressão digital de DNA): • Determinação da identidade genética do indivíduo • Utilizado em testes de paternidade • Utilizado em biologia forense (resolução de crimes)

50. Como se faz DNA fingerprint: Íntron Éxxon Íntron Intron pedaço de cromossomo (DNA) sem função; Éxxon  pedaço de cromossomo (DNA) funcional. 1º Passo: recortar pedaços de DNA com enzimas de restrição 2º Passo: mistura dos pedaços de DNA com “primers” radioativos 3º Passo: separação dos pedaços com eletroforese com gel de agarose