17/2/2017 0 Comentários Engenharia GenéticaQuando falamos na modificação ou manipulação do genoma de um organismo, de modo a introduzir novas características, falamos em Engenharia Genética. Apesar da extensão desta área, há técnicas que são imprescindíveis para a manipulação genética. São estas técnicas que estão explicadas neste artigo. Duas das descobertas mais importantes da engenharia genética são as endonucleases de restrição e as ligases do DNA. As endonucleases de restrição são enzimas que cindem o DNA em pontos específicos, chamados zonas de restrição. A enzima corta o DNA todas as vezes que encontra esta sequência, de 3' para 5', resultando, na maioria dos casos, numa extensão de DNA em cadeia simples em cada extremidade (extremidades coesivas). Com a ajuda das ligases de DNA, estas extremidades coesivas podem ligar-se a outra cadeia de DNA, por complementaridade de bases. Estas duas enzimas fornecem a oportunidade de encontrar um gene específico no genoma de um indivíduo (visto que as enzimas de restrição reconhecem uma sequência específica de nucleótidos) e de transferir genes de uma molécula de DNA para outra - de um organismo para outro. Para transferir o material genético de um indivíduo para outro é preciso uma entidade transportadora, à qual se dá o nome de vetor. Os plasmídeos dão moléculas circulares de DNA que existem nas bactérias mas não são essenciais para a sua sobrevivência. Isto faz dos plasmídeos ótimos vetores visto que podem ser usados para transferir genes para outro ser vivo Um dos objetivos da Engenharia Genética é a síntese de proteínas humanas por outros seres vivos, bactérias por exemplo, de modo a que esta possam ser recolhidas e administradas a uma pessoa que não as consegue produzir, ou as produz em pouca quantidade. Isto é feito com a insulina, proteína em falta nos indivíduos com diabetes, e consegue-se da seguinte maneira. TÉCNICA DO DNA COMPLEMENTAR Os procariontes não têm mecanismos de processamento de RNA, por isso, se lhes fosse introduzido o gene do DNA humano que contêm a informação para a produção da insulina, as bactérias iriam produzir uma proteína diferente visto que traduziriam tanto intrões como exões do DNA. De modo a criar uma molécula de DNA sem intrões para ser introduzida na bactéria e ser produzida a proteína correta, isola-se uma molécula de RNA madura e coloca-se em contacto com a Transcriptase Reversa. Esta enzima faz o contrário da RNA polimerase, criando uma cadeia de DNA simples complementar à cadeia de mRNA. Seguidamente promove-se a degradação do mRNA e a replicação do DNA com a DNA polimerase. Deste processo resulta uma molécula de cDNA.
REAÇÕES DE POLIMERIZAÇÃO EM CADEIA Se o nosso objetivo era produzir uma pequena quantidade de proteínas podíamos parar por aqui e deixar a bactéria trabalhar. Mas na maior parte dos casos queremos uma amostra grande de proteínas. Isto consegue-se introduzindo o plasmídeo com o gene da proteína em mais que uma bactéria. Para amplificar qualquer porção de DNA fora das células o DNA é aquecido numa solução com primers, nucleótidos livres e DNA polimerase, de modo a separar as duas cadeias. À medida que a solução arrefece, os primers (que indicam a zona a copiar) ligam-se ao DNA e começa-se a dar-se a criação de uma segunda cadeia de DNA, complementar à molde, com a ajuda das DNA polimerase. A partir de cada molécula inicial formam-se então duas novas moléculas, cada uma conservando uma cadeia da anterior. Este processo é relativamente rápido e permite a obtenção de grandes quantidades de DNA em pouco tempo. Fontes: SILVA, Amparo Dias; SANTOS, Maria Ermelinda; MESQUITA, Almira Fernandes; FÉLIX, José Mário; "Fundamentos de engenharia genética", in Terra, Universo de Vida, 1ª edição, Porto Editora, 2016 http://biogeolearning.com/site/v1/recursos-biologia-12/resumos-bio12/ https://www.khanacademy.org/science/biology/biotech-dna-technology/dna-cloning-tutorial/v/dna-cloning-and-recombinant-dna Carolina Pinto
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