BIOTECNOLOGIA E ENGENHARIA GENÉTICA Profa. Maria Paula

1. BIOTECNOLOGIA E ENGENHARIA GENÉTICA Profa. Maria Paula

2. FERRAMENTAS Enzimas: de restrição, DNA-ligase, DNA-polimerase, transcriptase Vetores: plasmídeos, vírus

3. 1) PGH • O número de genes é muito menor do que o esperado (cerca de 25.000) e não corresponde ao número de proteínas (cerca de 100.000) • A espécie humana compartilha uma quantidade muito grande de genes com outras espécies • A complexidade do organismo não está relacionada ao número de genes que ela apresenta. • Apenas menos de 2% de nosso material genético corresponde a regiões codificadoras

4. DNA-lixo, DNA não-codificador ou ncDNA • Localização: • Regiões intergênicas: entre os genes • Regiões intrônicas (íntrons): dentro dos genes • Transcrição de RNAm no núcleo: • Splicing (Editoração) • pré-RNAm RNAm • (com íntrons) (sem íntrons) • Cada gene pode apresentar 8 a 9 íntrons  splicing alternativo • Maior variedade de proteínas do que de genes • Procariontes: têm pouco ncDNA e não têm íntrons • Na evolução dos eucariontes, houve aumento do genoma, mas não houve aumento do número de genes codificadores. Aumenta a proporção de “DNA-lixo” • Espécie humana: 92% dos genes apresentam íntrons

6. Função do ncDNA • As regiões de ncDNA foram ultra conservadas durante a evolução  função importante • A atividade das proteínas depende da informação contida no DNA e de mecanismos de controle de sua produção e atividade • O controle é exercido por proteínas e também de moléculas de RNA: ncRNAs, produzidos a partir de ncDNAs • Vantagens da utilização de RNA na regulação: • são rapidamente produzidos • a produção depende de menor gasto de energia • formam-se a partir de todas as regiões do DNA • interagem com o DNA, RNAs e proteínas • A complexidade dos organismos está relacionada com a transcrição de ncRNAs

8. Função do ncRNA • Regulação da editoração alternativa, inibição da tradução, localização celular de proteínas, desligamento de genes, etc • OBS: outras formas de desligamento dos genes são: • metilação: um conjunto de partículas de hidrogênio e carbono (CH3) é capaz de se agrupar na base de alguns genes e “silenciá-los”; • modificação das histonas: estímulos externos podem alterar essas proteínas e tornar o DNA mais frouxo; • Controle  EPIGENÉTICA • CONSEQUÊNCIAS DESSES ESTUDOS • alteração do dogma da biologia: as proteínas não seriam os únicos componentes finais do fluxo de informações genéticas e vários RNAs não codificam proteínas • alteração do conceito de gene: um mesmo gene pode formar várias proteínas

9. 2) PCR: Reação em cadeia da polimerase • Gene é isolado e adicionado a solução com nucleotídeos, primers, DNA-polimerase • Solução é aquecida a 95ºC, resfriada a 50ºC e reaquecida a 70ºC • A quantidade de DNA aumenta exponencialmente

10. 3. DNA-RECOMBINANTE • Importante: • Universalidade do código genético • Utiliza material genético já editorado • Produção comercial: insulina, fatores de coagulação, eritropoetina, GH

11. 4. TERAPIA GÊNICA Transferência do gene normal para células específicas

12. 5. TRANSGÊNICOS Organismos que recebem, incorporam e manifestam genes de outras espécies Vantagens: minimizam a utilização de pesticidas, são mais produtivos ou mais resistentes, podem aumentar a produtividade sem aumentar a área de cultivo Desvantagens: seus efeitos tóxicos não foram completamente avaliados, podem eliminar os pequenos agricultores, podem reduzir a biodiversidade

13. 6. CLONAGEM Formação de organismos geneticamente idênticos

14. 7. Formação de células-tronco

15. 8. DNA Fingerprint VNTRs  variable number of tandem repeats (número variável de repetições em sequência Número de VNTRs varia entre as pessoas

16. 9. Vacinas de DNA Vantagem: aplicação de uma única dose