questoes_eticas_da_manipulacao_do_dna, Slides de Química

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Ciências da Natureza e suas

Tecnologias - Biologia

Ensino Médio, 3º Ano Questões éticas da manipulação do DNA

INTRODUÇÃO

Biotecnologia corresponde a técnicas que têm permitido ao ser humano utilizar organismos para obter produtos de seu interesse. Durante milênios, os agricultores vêm cruzando diferentes espécies e variedades vegetais para obter plantas com determinadas características. Há cerca de 3 mil anos, por exemplo, lavradores chineses cultivaram uma leguminosa silvestre que produzia um feijão preto ou marrom: a soja. Atualmente, há cerca de 7 mil variedades de soja, o que ilustra a grande diversidade obtida por meio de técnicas convencionais de cultivo. Questões éticas da manipulação do DNA

Além disso, esses conhecimentos ajudam a aprimorar as informações que podem ser obtidas em diagnostico pré- natal sobre doenças genéticas em fetos. As técnicas de engenharia genética permitem ainda fazer a identificação de pessoas com base na análise do DNA, com um nível de certeza igual aos das impressões digitais. Por isso, fala-se em “impressões digitais” genéticas ou DNA fingerprint (palavra inglesa que significa impressão digital). Esses recursos têm sido empregados em testes de paternidade para resolver casos de troca de crianças em maternidades, além de problemas criminais, como estupros, roubos e assassinatos. A engenharia genética está abrindo caminhos para a produção de hormônios de forma mais rápida e eficiente. Questões éticas da manipulação do DNA

DNA

RECOMBINANTE

Questões éticas da manipulação do DNA

Cada enzima de restrição corta o DNA somente quando encontra uma sequência específica de bases nitrogenadas. Dessa forma, esse corte não é feito em qualquer lugar. Os cientistas já sabem onde atua cada uma das enzimas de restrição conhecidas. Por exemplo, existe uma enzima chamada Eco R1 , a qual corta o DNA toda vez que encontra as seguintes sequências pareadas: Questões éticas da manipulação do DNA Regiões que serão cortadas Por Eco R ... GAATTC ... ... CTTAAG ... Dois fragmentos resultantes ... G ... CTTAA AATTC ... G ...

Ao encontrar essa sequência, Eco R1 sempre corta o DNA entre as bases G e A. Além dessas enzimas com capacidade de cortar o DNA em locais específicos, os cientistas têm conseguido inserir segmentos isolados em outra molécula de DNA, com o uso de enzimas chamadas DNA ligases. Aproveitando-se dessas propriedades, os cientistas têm usado as enzimas de restrição para cortar moléculas de DNA de vários organismos, inclusive das próprias bactérias. Assim, tem se conseguido trabalhar com trechos menores da molécula de DNA e isolar genes. Esses genes ou trechos de DNA isolados são unidos a moléculas de DNA de outro organismo. A molécula de DNA associada ao novo trecho inserido é denominada DNA recombinante. Questões éticas da manipulação do DNA

Clonagem de DNA significa produção de inúmeras cópias idênticas de um mesmo fragmento de molécula de DNA. Esse processo tem início com o isolamento, pela ação das enzimas de restrição, de fragmentos do DNA a serem clonados. Depois de isolados, esses trechos são introduzidos no DNA de outros organismos, principalmente vírus e bactérias, que aceitam essa manipulação. Esses organismos são chamados de vetores. Ao se reproduzirem, esses microrganismos multiplicam as moléculas recombinantes, dando origem a um grande número de células idênticas. Consegue-se, desse modo, produzir grande número de cópias exatas (clones) de um mesmo trecho de DNA. Questões éticas da manipulação do DNA

Questões éticas da manipulação do DNA DNA humano As enzimas quebram a molécula de DNA em dois locais precisos, isolando um gene que codifica a síntese de uma substância A. Esquema simplificado da formação de DNA recombinante e sua clonagem em bactérias (Elementos representados em diferentes escalas, cores-fantasia.) Outras enzimas unem o gene isolado ao plasmideo retirado da bactéria Meio de cultura. Duplicação da bactéria, dando origem a um clone Bactéria recombinante. Passa a produzir as susbtâncias A e B Reintroduz-se o plasmideo na bactéria Local de ação da enzima – DNA ligase Gene Local de ação da enzima – DNA ligase Local de ação da enzima de restrição Extração Gene Bactéria O plasmideo codifica a síntese de uma Substância B. Cromossomo bacteriano Plasmideo Local de ação da enzima de restrição

ALGUMAS

UTILIZAÇÕES

PRÁTICAS DA

CLONAGEM GÊNICA

Questões éticas da manipulação do DNA

A produção de certos hormônios da espécie humana já tem sido realizada por meio de técnicas de clonagem, como as descritas. É o caso da insulina e da somatotropina (hormônio do crescimento). Hoje, já é possível produzir insulina clonando o gene humano em bactérias e o estimulando para que entre em atividade. Produzem-se, assim, quantidades consideráveis de insulina, posteriormente isolada e purificada para a utilização humana. Questões éticas da manipulação do DNA Processos Industriais de produção Purificação Bactéria com o gene Matérias-primas Humano para insulina Clonagem de bactérias recombinantes Esquema de produção de Insulina por engenharia genética. (Elementos representados em diferentes escalas; cores fantasia) Outras Insulina substâncias

O DNA fingerprint tem sido útil para a identificação de pessoas, para esclarecer dúvidas sobre a possível participação de suspeitos em crimes e para realizar testes de paternidade. Os testes que utilizam DNA fingerprint fornecem certeza de 99,9% em seu resultado. Os cromossomos humanos contêm cerca de 35 mil genes diferentes, mas isso representa apenas 3% do conteúdo do genoma humano. O restante é formado por DNA não codificante. Questões éticas da manipulação do DNA

Questões éticas da manipulação do DNA Esquema resumindo as etapas de separação de fragmentos de DNA por meio da eletroforese em gel. Amostras são colocadas em pequenas depressões do gel, que fica sustentado por placas de vidro e imerso em solução Aquosa. Eletrodos ligados nas duas Extremidades estabelecem um polo – e outro +. Os fragmentos maiores se deslocam menos e os menores, mais. Desliga-se a corrente elétrica. Os fragmentos ficam separados por tamanho, formando faixas na placa de gel. Cada coluna corresponde ao DNA de uma das amostras Esse padrão de bandas fica evidente quando se adiciona à placa de gel corante específico que fluoresce na luz ultravioleta, como mostra a fotografia. Fragmentos menores Fragmentos maiores Eletroforese completa Os fragmentos migram no gel Placas de vidro Gel Amostras contendo fragmentos de DNA de diferentes tamanhos; cada amostra é de uma pessoa Polo negativo Polo positivo I II III

TERAPIA GÊNICA

Questões éticas da manipulação do DNA

Essa técnica consiste em substituir o alelo anormal, que causa doença, pelo alelo normal. Os estudos de terapia gênica estão até o momento restritos a células somáticas, mas, em um futuro próximo, pretende-se atuar sobre as células que formam os gametas, de modo que o indivíduo afetado não possa mais transferir o alelo anormal para seus descendentes. As principais maneiras de introduzir genes em humanos, nos casos de terapia gênica, têm sido: Questões éticas da manipulação do DNA