Modificação do GenomaModificação do GenomaHibridização molecular

e Clonagem

Modificação do Genoma Modificação do Genoma o O termo engenharia genética no sentido

mais amplo compreende uma série de procedimentos utilizados para modificar o genoma de um organismo.

Para modificar o genoma, usa-se uma tecnologia que consiste, basicamente na introdução num organismo qualquer segmento de ADN normalmente não existentes no seu genoma (ADN exógeno), de maneira que estes segmentos sejam aí replicados, transcritos e traduzidos.

Modificação do GenomaModificação do Genoma

A introdução do DNA nas A introdução do DNA nas célulascélulas

A introdução de fragmentos de DNA contendo genes de interesse numa célula, só culmina na reprodução da mensagem genética do gene, se este estiver contido num vector de clonagem apropriado.

Tais vectores contém sequências de regulação importantes para que a maquinaria celular possa "ler correctamente" a informação contida no gene.

.

A hibridação do DNAA hibridação do DNAA hibridação do DNA-DNA baseia-se na

capacidade destas moléculas, em cadeias simples, sao capazes de se associar formando cadeias duplas, estáveis, como resultado das ligações de pontes de hidrogénio entre duas cadeias simples que apresentam sequências de nucleótidos com bases complementares.

Quando as duas cadeias simples, que se associam, são de proveniência diferente, forma-se uma cadeia híbrida e daí o nome hibridação.

A hibridação do DNAA hibridação DNA-DNA permite

detectar, especificamente, a presença de sequências de DNA que sejam complementares de uma sonda, um fragmento, de DNA, seleccionado de modo a permitir essa detecção específica.

A hibridação do DNAA hibridação é um processo fulcral na

área da engenharia genética.

A utilização de sondas permite caracterizar e identificar DNA, baseando-se nas propriedades do mesmo, destacando-se o emparelhamento de bases por pontes de hidrogénio e a desnaturação e renaturação das cadeias complementares.

A hibridação do DNAEstas reacções ocorrem entre ácidos

nucleicos independentemente da sua natureza, sendo apenas necessário que se encontrem em cadeia simples (DNA:DNA, RNA:DNA ou RNA:RNA).

A técnica de hibridação é importante para analisar genes expressos assim como genes não expressos. A visualização destes genes de interesse dá-se pelo emparelhamento das sondas que se encontram marcadas

Escolha do VectorEscolha do Vector Os vectores que são responsáveis por este processo,

podem ser plasmídeos e vírus e outros, manipulados geneticamente

A escolha do vector é muito importante na genética.

Deve permitir a inserção de DNA de forma ilimitada, ser facilmente produzido, ser direccionado para tipos específicos de células, não permitir a replicação autônoma de DNA, permitir expressão gênica prolongada não ser tóxico ou imunogênico

Os PlasmídiosOs Plasmídios Como os plasmídios são sequências circulares

de DNA, que se reproduzem de forma autónoma são elementos genéticos ideais para a transmissão de informação genética.

A transfecção de DNA na célula pode ser obtida por meio de vários métodos físicos ou químicos,

Dentre os métodos físicos estão a microinjeção directa (DNA/plasmídeo), e a injecção de DNA (com a utilização de partículas de ouro ou tungstênio).

Os métodos químicos envolvem a utilização de vectores associados ao DNA, fostato de cálcio.

Vectores viraisVectores viraisA utilização de vectores virais

(transdução) é um método geralmente mais eficiente.

Uma vez que o vírus utiliza o metabolismo celular para completar o ciclo de replicação na célula.

Para utilização de vectores virais, é necessária a delecção de regiões genómicas dispensáveis para a introdução dos genes terapêuticos.

Manipulação do genomaManipulação do genomaA manipulação do genoma do vírus

deve levar sua incapacitação de replicação no hospedeiro.

Os vetores virais utilizados são: retrovírus, lentivírus, adenovírus, vírus adeno-associado e o herpes vírus.

Os retrovírus são utilizados em diversos estudos clínicos e foram os primeiros a serem utilizados na terapia gênica.

HibridizaçãoHibridização A hibridização é uma técnica baseada na

detecção de pequenos segmentos d DNA e RNA a partir de "sondas" específicas. 

As sondas são sequências de nucleotídeos complementares desenvolvidas a partir de segmentos conhecidos do DNA ou RNA que se deseja identificar. 

Para permitir a visualização da reacção entre as moléculas de DNA ou RNA em estudo e as sondas, estas podem ser associadas a moléculas radioactivas, fluorescentes ou biotiniladas (esta última de forma semelhante à técnica de imuno-histoquímica.

ClonagemClonagem A origem do termo clonagem vem da Genética

Bacteriana que considera uma colônia de bactérias como um clone porque todos os indivíduos são geneticamente idênticos à bactéria inicial.

A célula hospedeira que adquiriu a molécula do DNA recombinante é agora chamada de transformante ou célula transformada.

Um único transformante, em condições ideais, sofre muitos ciclos de divisão celular, produzindo uma colônia que contém milhares de cópias do DNA recombinante.

ClonagemClonagemO processo de clonagem ocorre em etapas

distintas.A primeira etapa consiste na escolha do

DNA a ser usado no processo de clonagem. A segunda etapa consiste na ligação das

moléculas de DNA em um vetor apropriado e na introdução em uma célula hospedeira.

A terceira etapa consiste no isolamento do gene de interesse por meio de um arsenal de técnicas genéticas, bioquímicas e imunológicas.

ClonagemClonagem A capacidade de gerar cópias (clones)

praticamente infinitas de uma determinada sequência é o fundamento da Tecnologia do DNA Recombinante.

A clonagem consiste em se obter uma cópia

idêntica do organismo que se quer reproduzir. Ou seja, o descendente possui exatamente a

mesma carga genética do progenitor. A clonagem pode ocorrer no laboratório, induzida,

mas também pode ocorre clonagem natural de organismos inferiores por ex nos vírus, fungos e bactérias.

Clonagem de genesClonagem de genes Os processos de indução da modificação genética

permitiram que a estrutura de sequências de bases completas de DNA fossem decifradas, portanto facilitando clonagem de genes.

Um clone é uma cópia exacta de um individuo, com todas as características genéticas do ser original.

Essa cópia é feita a partir de uma célula adulta. "É como um gêmeo idêntico que nasce mais

tarde",Isso não significa que esse clone terá as mesmas características emocionais e os talentos do indivíduo original.

Clonagem em animaisClonagem em animaisA clonagem induzida em animais pode ser

feita, de duas formas:A primeira forma é a separação provocada

das células de um embrião. Pode produzir novos indivíduos geneticamente iguais, mas diferentes de qualquer outro já existente.

A segunda forma, é reproduzir assexuadamente um indivíduo igual a outro previamente existente, pela substituição do material nuclear, também é denominada de duplicação.

Clonagem em células do embrião

Clonagem em animaisClonagem em animais

Clonagem em animaisClonagem em animais Os cientistas obtiveram os primeiros clones de rãs,

por substituição de núcleos celulares.

Clonagem em animaisClonagem em animaisA clonagem animal pode ser realizada a partir

de células embrionárias ou células não reprodutivas.

A duplicação de embriões é a maneira mais simples de clonagem (esta clonagem denomina-se também clonagem de tecidos embrionários) e é bastante utilizada na pecuária.

A clonagem de mamíferos no estado adulto é que não é fácil, pois é complicado levar outras células a aceitar DNA estranho.

Clonagem em animaisClonagem em animaisOs clones obtidos a partir de células

embrionárias são limitados, pois cada ovo oferece somente de 8 a 16 células capazes de gerar embriões.

Quanto aos clones obtidos a partir de células não reprodutivas, o resultado é certo, pois já se conhece o ser adulto que vai originar os clones.

Neste caso, pode ser feito um número ilimitado de cópias.

Os indivíduos resultantes da clonagem têm, geralmente, o mesmo genótipo, isto é, o mesmo património genético.

Clonagem em animaisClonagem em animaisNo entanto, a identidade genética não

implica identidade na aparência física ou psicológica.

A ovelha Dolly, foi apresentada pela equipe do escocês Ian Wilmut como o primeiro clone de um mamífero adulto do mundo nascida em 1997, sobrevivente das 29 gestações, não é perfeita: tem cromossomas de adulto

Clonagem Clonagem

Clonagem em animaisClonagem em animais Notou-se um rápido envelhecimento

TiposTipos de de Clonagem em Clonagem em animaisanimais

Existem dois tipos de clonagem: clonagem reprodutiva e clonagem terapêutica.

Clonagem Reprodutiva: utilização da clonagem para produção de organismos completos. 

Clonagem Terapêutica: utilização da clonagem para produção de órgãos ou tecidos que serão posteriormente usados para tratar doenças ou deficiências

Clonagem ReprodutivaClonagem Reprodutiva

Natureza das células Natureza das células troncotronco

Clonagem Terapêutica é a técnica de manipulação genética que fabrica embriões a partir da transferência do núcleo da célula já diferenciada, de um adulto ou de um embrião, para um óvulo sem núcleo.

A partir da fusão inicia-se a primeira fase do processo de divisão celular, de16 a 32 (células totipotentes).

Clonagem TerapêuticaClonagem TerapêuticaNa segunda fase 32-64 serão células

pluripotentes, do blastocisto que serão retiradas as células tronco para diferenciação, in vitro, dos tecidos que se pretende produzir.

Nesta fase ainda não existe nenhuma diferenciação dos tecidos ou órgãos que formam o corpo humano e por isso podem ser induzidas para a terapia celular.

Terapia Celular: tratamento de doenças ou lesões com células-tronco manipuladas em laboratório.

Clonagem ReprodutivaClonagem Reprodutiva É a técnica pela qual se forma uma cópia de um

indivíduo. O procedimento baseia-se na transferência do

núcleo de uma célula diferenciada, adulta ou embrionária, para um óvulo sem núcleo com a implantação do embrião no útero humano. Gemeos uniovulares são clones naturais.

Principal diferença das técnicas de Clonagem Terapêutica e Reprodutiva. Nas duas situações há transferência de um núcleo de uma célula diferenciada para um óvulo sem núcleo.

Mas na técnica de clonagem para fins terapêuticos as células são multiplicadas em laboratório para formar tecidos específicos e nunca são implantados em um útero.

Clonagem em HumanosClonagem em Humanos A transferência nuclear da célula somática tem

início quando o médico tira o óvulo de uma doadora e remove o núcleo do óvulo.

Fazendo isso, ele cria um óvulo desprovido de núcleo.

Uma célula contendo DNA é então retirada da pessoa que está sendo clonada. Por meio de electricidade, o óvulo desprovido de um núcleo é fundido com a célula contendo o DNA do ser humano que está sendo clonado.

Forma-se então um embrião, que é implantado na mãe de aluguer, aquela que forneceu o óvulo.

Clonagem em HumanosClonagem em Humanos

Clonagem em HumanosClonagem em HumanosNos humanos por questões éticas e várias

politicas a nível internacional. As formas de clonagem humana não

envolvem a criação de um ser humano completo.

Mas usa-se a clonagem para a reparação de tecidos.

Um dos objectivos da clonagem em humanos é a clonagem terapêutica.

Um processo pelo qual o DNA de uma pessoa é utilizado para criar novas células.

Clonagem terapêuticaClonagem terapêuticaA Clonagem Terapêutica é um procedimento

cujos estágios iniciais são idênticos à clonagem para fins reprodutivos.

É utilizado em laboratório para a produção de células tronco ou estaminais com a finalidade de produzir tecidos para transplante.

Para muitos cientistas, com esta clonagem o novo tecido humano pode ser desenvolvido em laboratórios para substituir tecidos das diversas partes do corpo que estiverem danificadas.

Clonagem terapêuticaClonagem terapêuticaA clonagem terapeutica segue as

seguintes etapas:O DNA é extraído de uma pessoa

doente. O DNA é então implantado no óvulo de

uma doadora, desprovido de núcleo. O óvulo então divide-se como uma

fertilização típica e forma um embrião.

Clonagem terapêuticaClonagem terapêuticaCélulas-tronco são removidas do

embrião. Qualquer espécie de tecido ou

órgão pode ser formada a partir destas células-tronco para tratar o doente.

usando células-tronco do próprio paciente, não haveria mais riscos de rejeicção do transplante pelo corpo da do individuo.