Engenharia Genética

1. O QUE É A ENGENHARIA GENÉTICA?
· Termos sinónimos:
Manipulação genética, clonagem de genes, tecnologia do
DNA recombinante, modificação genética, nova genética.
Áreas de acção:
· Investigação básica - função e estrutura dos genes
· Produção de proteínas
· Produção de plantas e animais transgénicos
· Diagnóstico e tratamento médico
Escola Superior Agrária de Castelo Branco

Carlos M G Reis

Engenharia Genética

Perspectiva histórica

Fonte: Nicholl 2002
Escola Superior Agrária de Castelo Branco

Carlos M G Reis

Engenharia Genética

Perspectiva histórica (Fonte:Agência Portuguesa de Segurança Alimentar)
1865 - Gregor Mendel inicia a "Era da Genética" com os
estudos das características da descendência na ervilheira.
1910 - Thomas Hunt Morgan demonstra que os genes estão
localizados nos cromossomas (Prémio Nobel da Medicina
em 1933).
1919 - Karl Ereky, um engenheiro húngaro, usa pela
primeira vez o termo Biotecnologia.
1941 - George Beadle e Edward Tatum demonstram que um
gene produz uma proteína (Prémio Nobel da Medicina em
1958).

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Engenharia Genética

1953 - James Watson e Francis Crick propõem a dupla hélice
como estrutura para a molécula de DNA (Prémio Nobel da
Medicina em 1962, que partilham com Maurice Wilkins).
1967 - Har Khorana, Robert Holley e Marshall Nirenberg
decifram o mecanismo que permite ao DNA ser traduzido em
proteínas (Prémio Nobel em 1968).
1967 ­ Isolamento da enzima DNA ligase: esta enzima
permite ligar dois fragmentos de DNA
1969 - Descoberta das enzimas de restrição por Herbert
Boyer (isolou a enzima EcoRI de Escherichia coli).
1972 - Início da tecnologia do DNA recombinante. Paul Berg
recombina DNA do vírus SV40 com DNA de Escherichia coli
(Berg partilha o Prémio da Química com Water Gilbert e Fred
Sanger em 1980).
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Engenharia Genética

1973 - Stanley Cohen e Herbert Boyer fazem a primeira
experiência de Engenharia Genética aplicada a um
microrganismo, a bactéria Escherichia coli. Este foi
considerado o primeiro organismo geneticamente modificado
(OGM).
1975 - Walter Gilbert e Allan Maxam em Harvard e Fred
Sanger em Cambrige desenvolvem paralelamente duas
técnicas que permitem determinar a sequência exacta de
bases que fazem um gene (Sanger recebeu o Prémio Nobel
em 1980, juntamente com Paul Berg).
1977 - Clonagem do primeiro gene humano
1978 - A bactéria E. coli é usada para produzir insulina na
forma humana pelos cientistas da Genentech.
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1982 - A insulina humana, a Humulin, torna-se no primeiro
medicamento geneticamente modificado aprovado pela
Food and Drug Administration (FDA), nos EUA. Cerca de 5%
dos diabéticos eram alérgicos à insulina de porco,
anteriormente utilizada.
1983 - Primeira planta transgénica: uma variedade de
tabaco em que um grupo de investigadores, na Bélgica,
introduziu os genes de resistência ao antibiótico canamicina.
1985 A Genentech torna-se na primeira empresa de
Biotecnologia
a
lançar
o
seu
próprio
produto
biofarmacêutico: a ProTropin uma hormona de crescimento
para crianças com deficiências na hormona de crescimento.
1985 - Produção da primeira planta com gene de resistência
a insecto
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1986 - A Reacção em cadeia da polimerase (Polymerase
Chain Reaction, PCR) é concebida por Kary Mullis (Prémio
Nobel da Química em 1993).
1987 - Surge a primeira planta tolerante a um herbicida total
1988 - Primeiro cereal transgénico: o milho
1989 - Início do Projecto de sequenciação do Genoma
Humano
1990 - Primeira ovelha transgénica (Tracey). Contém
inserido um gene humano que lhe permite secretar no leite o
inibidor da alfa-1 proteinase humana, uma glicoproteína
importante no tratamento do enfisema pulmonar.
1990 - Primeira utilização de terapia génica para tratar um
paciente humano.
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1993 - Aprovação (EUA) de uma hormona de crescimento
bovina que aumenta a produção leiteira
1994 - Pela primeira vez ocorre uma autorização (da FDA EUA) para a cultura comercial de um alimento
geneticamente modificado: o Flavr Savr (Calgen). Um
tomate de vida prolongada com amadurecimento tardio, por
evitar a produção de uma enzima envolvida no processo de
senescência.
1997 - Nascimento do primeiro mamífero clonado a partir de
células adultas: a ovelha Dolly.
1997 - Primeira planta transgénica com gene humano: o
tabaco produtor de proteína c humana, uma enzima
(protease) que desempenha um papel crítico no mecanismo
anti-coagulação naturalmente presente nas células.
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1997 - Construção do primeiro cromossoma humano
artificial, que potencialmente pode vir a ser utilizado na
terapia génica.
1999 - Sequenciação do genoma de Drosophila, a
mosquinha da fruta.
2000 - Sequenciação do genoma humano parcialmente
completa
2000 - A área total plantada com plantas transgénicas no
mundo inteiro é de 44,2 milhões de hectares (quatro vezes a
área de Portugal).
2004 - Sequenciação completa do genoma humano. Para
grande surpresa da comunidade científica, só tem cerca de
25 000 genes, muitos menos do que o arroz (45 000) ou o
milho (50 000).
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Ferramentas básicas na manipulação genética:
1967 ­ Isolamento da enzima DNA ligase: esta enzima
permite ligar dois fragmentos de DNA
1970 ­ Isolamento da primeira enzima de restrição: as
enzimas de restrição funcionam como "tesouras
moleculares" que cortam a molécula DNA em locais
precisos.

1972 - Primeiras moléculas de DNA recombinante
1973 ­ Ligação fragmentos de DNA ao plasmídeo pSC101 !
clonagem de genes (fig. 1.3)
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Engenharia Genética

Manipulação genética ­ os quatro
experiência de clonagem molecular

passos

de

uma

Obtenção de fragmentos de DNA

Ligação a um vector

Introdução numa célula hospedeira para amplificação

Selecção da sequência desejada

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Clonagem de genes

Fonte: Nicholl 2002
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Clonagem de genes

http://users.rcn.com/jkimball.ma.ultranet/BiologyPages/R/RecombinantDNA.html

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