EXEMPLO DE FORMAÇÃO DE UM OGM
O organismo transgénico que pretendemos criar é uma “laranjeira” cujas laranjas tenham casca de maçã.
O processo inicia-se pela selecção dos genes que codificam a cor e outras características da casca da maçã e que pretendemos transferir. Através de enzimas de restrição específicas isola-se o gene pretendido. Escolhe-se, em seguida, um vector de clonagem adequado para as plantas. Como a parede vegetal dificulta a entrada de plasmídeos é frequente recorrer à Agribacterium tumefaciens. Insere-se o gene pretendido num plasmídeo desta bactéria através da técnica do DNA recombinante. Assim, utilizam-se enzimas de restrição (do mesmo tipo das que foram utilizadas para isolar o gene pretendido) para “cortar” o plasmídeo ficando este e o gene com extremidades coesivas que, através de ligases do DNA, se “fundem”, ficando o gene inserido no plasmídeo. A Agrobacterium transfere parte do plasmídeo, o T-DNA (DNA de transferência), para a célula vegetal. O material genético é inserido nos cromossomas que se encontram no núcleo. As células transformadas, por diferenciação e crescimento, originam uma planta adulta transgénica.
A planta transgénica formada produz laranjas com casca de maçã, tal como o pretendido.

ORGANISMOS GENETICAMENTE MODIFICADOS
Organismos geneticamente modificados (OGM), são organismos geneticamente manipulados de modo a favorecer características desejadas. Os OGM’s possuem alterações no genoma realizadas através das tecnologia do DNA recombinante.

Os genes contêm as informações necessárias para que se manifestem características hereditárias dos seres vivos. O que a engenharia genética faz é isolar genes de determinados organismos, identificando a característica que estes transmitem, para depois introduzi-los noutros organismos. Consegue, assim, obter características que a natureza não tinha previsto para o organismo que foi manipulado. O gene introduzido também pode ser produzido em laboratório. A insulina (anteriormente obtida a partir de extractos de pâncreas de porco e boi) e a hormona do crescimento (obtida a partir de extractos da hipófise de cadáveres) são exemplos de produções agora realizadas em laboratório, através de técnicas de engenharia genética. Na área da alimentação, a engenharia genética tem procurado desenvolver, principalmente, plantas que produzam o seu próprio pesticida e/ou resistam a determinados pesticidas. Este processo procura criar espécies muito mais produtivas, por serem resistentes, quer às pragas, quer aos pesticidas, permitindo tratar as doenças sem prejudicar as colheitas.

Na maior parte das vezes que se fala em OGM’s, estes são organismos transgénicos, mas OGM e transgénicos não são sinónimos: todo o transgénico é um organismo geneticamente modificado, mas, nem todo o organismo geneticamente modificado é um transgénico. Um transgénico é um organismo que possui uma sequência de DNA, ou parte do DNA de outro organismo, pode até ser de uma espécie diferente. Enquanto um OGM é um organismo que foi modificado geneticamente, mas que não recebeu nenhuma região de outro organismo. Por exemplo, uma bactéria pode ser modificada para expressar um gene bem mais vezes. Isso não quer dizer que ela seja uma bactéria transgénica, mas apenas um OGM, já que não foi necessário inserir material externo

Fontes: http://pt.wikipedia.org/wiki/OGM ; http://www.deco.proteste.pt/organismos-geneticamente-modificados-ogm/o-que-sao-organismos-geneticamente-modificados-s379751.htm

VIDEOS SOBRE OGM

SIDA
SIDA significa Síndrome de Imunodeficiência Adquirida, ou seja:
→ é um síndrome porque é constituído por um grupo de sinais e de sintomas
→ é de imunodeficiência porque o sistema imunitário fica cada vez mais deficiente, com menos capacidade de resposta ao longo da evolução da doença
→ adquirida porque ao contrário de algumas doenças de imunodeficiência que são congénitas, ou seja, os indivíduos já as têm à nascença, esta doença surge depois de uma infecção por um vírus, o vírus VIH.

O VIH é o Vírus da Imunodeficiência Humana. É um vírus da família dos retrovírus, o que significa que dos 2 tipos de ácidos nucleicos que podem constituir o código genético: DNA (ácido desoxirribonucleico) e RNA (ácido ribonucleico) este vírus é constituído por RNA. Existem 2 tipos de VIH: VIH-1 e VIH-2. O VIH-1 é o mais frequente em todo o mundo e o VIH-2 foi inicialmente descoberto em África e é mais parecido com o Vírus da Imunodeficiência dos Símios do que com o VIH-1.
Para um indivíduo desenvolver SIDA tem de ser primeiro infectado pelo VIH. A transmissão pode acontecer de três formas: relações sexuais; contacto com sangue infectado; de mãe para filho, durante a gravidez ou o parto e pela amamentação.

Depois dessa transmissão ser feita, no interior da célula hospedeira o DNA viral é transcrito para transcriptase reversa e o DNA é integrado no genoma. Quando activo o DNA viral dirige a produção de vírus que causam a destruição da célula hospedeira e infectam novas células. Nesta altura o sistema imunitário responde e faz baixar a virémia, ou seja, a concentração de vírus que se encontra no sangue. Aqui o indivíduo pode não sentir nada e chama-se assintomático (fase da latência) ou pode ter um episódio de sintomas de infecção aguda (imunodeficiência) que são normalmente sintomas parecidos com uma gripe e ainda outros sintomas menos frequentes. Passada esta altura a virémia baixou devido a esta resposta do sistema imunitário mas ainda há vírus suficientes para continuar a replicar. Esses vírus vão infectando as células do sistema imunitário, especialmente um tipo particular: linfócitos TH. Essas células infectadas vão sendo destruídas. Enquanto o indivíduo tem linfócitos TH suficientes não sente nada, está assintomático (este período pode durar 10 anos). Quando o indivíduo já tem tão poucos linfócitos TH e não consegue responder a uma infecção surgem as infecções oportunistas. É a existência destas infecções e de outras doenças associadas ao efeito do vírus sobre o organismo que se chama SIDA.

A pessoa infectada (seropositiva), fica mais debilitada e sensível a outras doenças chamadas infecções oportunistas que são provocadas por micróbios e que não afectam as pessoas cujo sistema imunológico funciona convenientemente.
Este vírus manifesta-se e evolui de modo diferente de pessoa para pessoa o que dificulta imenso o combate contra a SIDA. Não há cura nem vacinação para a SIDA, mas existem tratamentos para reduzir a replicação do vírus, os antiretrovirais. Outros medicamentos disponíveis, que se usam em associação com estes, são os inibidores das proteases. Também muito importante é ajudar o doente e a família a lidar com a seropositividade primeiro e com a SIDA depois e principalmente a educação dos doentes para evitarem comportamentos que possam pôr em risco outras pessoas.

Fontes: http://www.hoops.pt/saude/saud-sida.htm ; http://www.roche.pt/sida/o_que_e_a_sida/

VIDEOS SOBRE SIDA

VACINAÇÃO
Uma vacina é uma solução preparada com antigénios tornados inofensivos, como por exemplo, microrganismos mortos ou atenuados ou toxinas inactivas. A vacina desencadeia no organismo uma resposta imunitária primária e formam-se células de memória. Estas células ficam no organismo e estão prontas a defendê-lo posteriormente, se ele for invadido pelos mesmos agentes patogénicos, desencadeando uma resposta imunitária secundária.

O maior benefício da vacinação é impedir que a pessoa se infecte. Pode haver casos em que a defesa não é total, mas se houver infecção é muito ligeira. Outro benefício é o bloqueio da disseminação da doença ou a sua erradicação quando grandes massas populacionais estão vacinadas, evitando-se a contaminação entre as pessoas. Na maioria das vacinas são necessárias várias doses para que haja defesa eficaz. As doses das diferentes vacinas são dadas ao longo da infância para a eficácia ser máxima.

Não se deve vacinar em qualquer ocasião, por exemplo se tiver febre, infecções, doenças activas da pele, cancro, se estiver a tomar corticosteróides ou a fazer radiações, etc.
As grávidas também não podem ser vacinadas com todas as vacinas. Algumas vacinas podem provocar infecção no feto e malformações.
Existem varias reacções às vacinas, as mais vulgares são: febre, borbulhas, mal-estar geral e inchaço, dor e vermelhidão no local da injecção. São reacções de curta duração.

Fonte: http://farmaceutico.planetaclix.pt/vacinacao.html#Virus; http://www.cientic.com/tema_imunidade_pp4.html; Terra, universo de vida, Biologia 12ºano

VIDEOS SOBRE VACINAÇÃO

IMUNIDADE CELULAR
A imunidade celular é mediada pelos linfócitos T e é particularmente efectiva na defesa do organismo contra agentes patogénicos intracelulares, pela destruição de células infectadas e contra células cancerosas. É também responsável pela rejeição de enxertos e de transplantes.

A defesa do organismo através da imunidade humoral, envolve os seguintes acontecimentos:
1 - O processo tem início com a apresentação do antigénio aos linfocitos T auxiliares (TH). As células apresentadoras podem ser macrófagos que fagocitaram e processaram agentes patógenicos (ao digerirem agentes patogénicos, formam-se fragmentos de moléculas com poder antigénico que são inseridas na sua membrana, assim estes exibem na sua superfície o antigénio, apresentando-o aos linfócitos TH que o reconhecem devido aos receptores específicos que possuem ficando activados); podem ser linfócitos B, células infectadas, células cancerosas ou células de outro organismo.

2 - O clone dos linfócitos TH divide-se e diferencia-se em linfócitos T citotóxicos (TC) e linfócitos T memória. Os linfócitos TH também libertam mediadores químicos (citoquinas) que estimulam a fagocitose, a produção de interferões e a produção de anticorpos pelos linfócitos B.
3 - Os linfócitos T de memória desencadeiam uma resposta mais rápida e vigorosa num segundo contacto pelo mesmo antigénio.

Memória Imunitária
Resposta imunitária primaria: o primeiro contacto do organismo com um antigénio origina uma resposta imunitária primaria, durante a qual são activados linfócitos B e T que se diferenciam em células efectoras e células de memoria.

Resposta imunitária secundária: eliminado o antigénio, as células efectoras desaparecem. As células de memória permanecem no organismo e dão origem a uma resposta imunitária secundaria, mais rápida, intensa e prolongada, num segundo contacto com o mesmo antigénio.

Estas propriedades designam-se resposta imunitária. A memória imunitária está na base da imunização artificial através da vacinação.

Fonte: http://www.cientic.com/tema_imunidade_pp4.html

VIDEO SOBRE IMUNIDADE CELULAR

IMUNIDADE HUMORAL
A Imunidade Humoral é mediada por anticorpos que circulam no sangue e na linfa e que são produzidos após o reconhecimento do antigénio por linfócitos B. É importante no combate a organismos extra celulares e pode ainda haver participação de fagócitos.

A defesa do organismo através da imunidade humoral, envolve os seguintes acontecimentos:
1 - Reconhecimento de determinantes antigénios por linfocitos B com receptores específicos;

2 - Activação do clone do linfócitos B, que entram em divisão celular;
3 - Diferenciação em plasmócitos e linfócitos B de memória;
4 - Interacção dos anticorpos com o antigénio e a sua destruição;

5 - Morte dos plasmócitos e degradação dos anticorpos, após a destruição do antigénio, diminuindo a sua concentração no sangue.

Os plasmócitos são células produtoras de anticorpos, que são libertados no sangue e na linfa. Os linfócitos B de memória são células que ficam no sangue por longos períodos de tempo e que respondem rapidamente num segundo de contacto com o mesmo antigénio.

Anticorpos
Um anticorpo é uma proteína especificada produzida por plasmócitos em resposta à presença de um antigénio, com o qual reage especificadamente. Os anticorpos pertencem a um grupo de proteínas designadas imunoglobulinas. Apresentam estrutura em forma de “Y”, constituída por quatro cadeias polipeptídicas, duas cadeias pesadas e duas cadeias leves. As cadeias polipeptidicas possuem uma região constante, muito semelhante em todas as imunoglobulinas, e uma região variável. Na região variável das imunoglobulinas existem sequências de aminoácidos que lhe conferem uma conformação tridimensional particular e que permitem interacções electrostáticas específicas. É nesta região que se estabelece a ligação com o antigénio, formando o complexo antigénio-anticorpo.

Mecanismos de acção dos anticorpos
Precipitação – ligação de moléculas solúveis do antigénio, formando complexos insolúveis que precipitam.
Aglutinação – os anticorpos agregam os agentes patogénicos, neutralizando-os e tornando-os acessíveis aos macrófagos. A aglutinação é possível porque cada anticorpo tem pelo menos dois locais de ligação ao antigénio.
Intensificação da fagocitose – a ligação anticorpo-antigenio estimula a aderência dos macrófagos e a fagocitose, dada a ligação entre as regiões constantes dos anticorpos e os receptores das membranas dos fagócitos.
Neutralização – a fixação dos anticorpos sobre os vírus ou toxinas bacterianas impede a sua entrada para a célula.
Activação do sistema de complemento – o complexo anticorpo-antigénio activa uma das proteínas do sistema e desencadeia a reacção em cascata que activa todo o sistema.

Classes das imunoglobulinas
Na região constante das imunoglobulinas interage com os outros elementos do sistema imunitário e possui características que permitam distinguir cinco classes. Diferentes classes de imunoglobulinas predominam em diferentes fases da infecção e em diferentes fluidos do organismo.

Tipos de Imunoglobulinas:
· IgG: é a classe mais abundante no soro humano; pode atravessar a placenta, permitindo que a mãe transfira a sua imunidade para o feto. Existe também no colostro e no leite, tendo um papel vital na protecção do recém-nascido contra infecções.
· IgM: sob a forma livre existe exclusivamente no soro.
· IgA: Encontra-se essencialmente nas lágrimas, na saliva, na secreção nasal, no suor, no leite, no suco intestinal e no muco que reveste as mucosas, impedindo a penetração de germes patogénicos.
· lgD: Encontra-se essencialmente na superfície dos linfócitos B, funcionando como receptor antigénico. No soro aparece em baixas concentrações.
· IgE: Liga-se a basófilos e mastócitos e é responsável pelas alergias. No soro existe em concentrações muito baixas.

Fontes: http://pt.wikipedia.org/wiki/Imunidade_humoral; http://www.cientic.com/tema_imunidade_pp4.html; http://codigoimunologia.blogspot.com/2009/03/anticorpos-ou-imunoglobulinas.html

VIDEOS SOBRE IMUNIDADE HUMURAL

DEFESA ESPECÍFICA
A defesa específica ou imunidade adquirida inclui o conjunto de processos através dos quais o organismo reconhece os agentes invasores e os destrói de uma forma dirigida e eficaz. Ao contrário do que acontece na defesa não especifica, a resposta do organismo ao agente invasor melhora a cada novo contacto. Verifica-se especificidade e memória.

Antigénios
Todos os componentes moleculares que desencadeiam uma resposta específica são antigénios ou antigenes. Podem ser moléculas superficiais de bactérias, vírus ou outros microrganismos, toxinas produzidas por bactérias ou mesmo moléculas presentes no pólen, pêlo de animais e células de outras pessoas. Um antigénio possui várias regiões capazes de serem reconhecidas pelas células do sistema imunitário. Cada uma dessas regiões é um determinante antigénio ou epítopo.

Linfocitos B e Linfocitos T
As principais células que intervêm na defesa específica do organismo são os linfócitos B e linfócitos T. Ambos se formam a partir de células estaminais da medula vermelha dos ossos. As células precursoras dos linfócitos T migram para o timo, onde completam a sua maturação. As células precursoras dos linfócitos B sofrem todas as alterações na medula óssea.

Tradicionalmente os mecanismos de defesa específica do organismo estão divididos em Imunidade Humoral e Imunidade Específica.

Fonte: http://www.cientic.com/tema_imunidade_pp4.html

VIDEOS DE INTRODUÇÃO À IMUNIDADE ESPECÍFICA

DEFESA NÃO ESPECIFICA
A defesa não específica, ou imunidade inata, inclui o conjunto de processos através dos quais o organismo previne a entrada de agentes estranhos e os reconhece e destrói, quando essa entrada acontece.
A resposta do organismo é sempre a mesma qualquer que seja o agente invasor e qualquer que seja o número de vezes que este contacta com o organismo.
Não se verifica especificidade, nem memória.

Fonte: http://www.cientic.com/portal/index.php?option=com_content&view=article&id=100%3Adiapositivos-de-imunidade-e-doencas-defesa-nao-especifica&catid=37%3Aimunidade-e-controlo-de-doencas&Itemid=89

VIDEO RESUMO DO SISTEMA IMUNITÁRIO - ANIMAÇÃO

DNA FINGERPRINT
No genoma humano existem sequências de DNA repetitivas que são reconhecidas e cortadas por determinadas enzimas de restrição. Estas enzimas dividem o DNA em fragmentos cujas dimensões e composição em nucleotídeos variam de pessoa para pessoa e reflectem as diferenças entre os alelos. Estas porções de DNA, sujeitos a electroforese, revelam um padrão de fragmentos de restrição que é único para cada indivíduo, funcionando como um “código de barras” genético.

Aplicações do DNA fingerprint
Investigação criminal, forense e histórica – a técnica permite partir de material biológico deixado num local (cabelo, sangue, esperma...) e compará-lo com o dos suspeitos; permite a identificação de cadáveres.Determinação de paternidade – a comparação das impressões digitais genéticas dos progenitores e do descendente permite excluir a paternidade ou confirmá-la com um elevado grau de certeza.

Fontes: http://missjohn260.blogspot.com/2008/02/dna-fingerprint.html ; http://www.cientic.com/tema_engenetica.html

VIDEOS SOBRE DNA FINGERPRINT

REACÇÕES DE POLIMERIZAÇÃO EM CADEIA

A reacção de polimerização em cadeia é um método de amplificação (de criação de múltiplas cópias) de DNA sem o uso de um organismo vivo, por exemplo, Escherichia coli (bactéria) ou leveduras. O método PCR é usado habitualmente nos laboratórios de investigação médica e biológica para uma variedade de tarefas, como a detecção de doenças hereditárias, que é a identificação de "impressões digitais" genéticas, a construção de árvores filogenéticas (árvores de relação entre espécies), a clonagem de genes, testes de paternidade, exames para detecção de agentes patogénicos.

APLICAÇÕES

O PCR encontra a sua principal aplicação em situações onde a quantidade de DNA disponível é reduzida. Em teoria, é possível amplificar qualquer DNA. Uma das principais aplicações do PCR é na medicina forense, onde pequenas amostras de DNA retiradas da cena de um crime (pedaços de cabelo, gotas de sangue ou saliva, pedaços de pêlo ou até mesmo a minúscula quantidade de DNA deixada numa impressão digital) são amplificadas para serem analisadas pelo método de fingerprint. O PCR também é utilizado em procedimentos científicos de Biologia Molecular como amplificação para gerar mutagénese, detecção de mutações ou preparação de fragmentos de DNA para clonagem (inserção em plasmídeos, por exemplo).

PROCEDIMENTO

A Reacção de polimerização em cadeia (PCR) é um método muito sensível de análise e por isso é realizado com muito cuidado para evitar contaminações que possam inviabilizar ou tornar erróneo o resultado. Em primeiro lugar, deve-se extrair o material genético da célula ou outro material a ser estudado (exemplo: vestígios de crimes) sem danificá-lo. Normalmente o material extraído é o DNA. Depois de extraído o DNA, a este é adicionada uma mistura que contém nucleotídeos e a enzima DNA polimerase. Na primeira etapa do ciclo a temperatura é elevada de 94 a 96°C por pouco tempo para que haja a separação da dupla cadeia de DNA (desnaturação). Na segunda etapa, a temperatura é reduzida entre 50 a 60°C, ligando-se alguns primers a zonas específicas da cadeia simples de DNA. Na última etapa do ciclo a temperatura é elevada a 72°C para que a enzima polimerase possa funcionar reconstituindo a dupla hélice do DNA, em seguida um novo ciclo é iniciado.

Fonte: http://pt.wikipedia.org/wiki/Rea%C3%A7%C3%A3o_em_cadeia_da_polimerase

VIDEO SOBRE REACÇÕES DE POLIMERIZAÇÃO EM CADEIA

MÚSICA SOBRE PCR - CURIOSIDADE

DNA COMPLEMENTAR
O DNA complementar (cDNA) é uma molécula de DNA obtida por complementaridade de bases apartir do mRNA que já sofreu processamento (sem intrões).
O processo de obtenção de cDNA é o seguinte:
- Isola-se uma molécula mRNA funcional das células.
- Adiciona-se transcriptase reversa e nucleótidos livres. A transcriptase reversa catalisa a síntese de uma cadeia simples de DNA a partir de um molde de mRNA.
- Junta-se uma enzima que degrada o mRNA que serviu de molde e DNA polimerase que catalisa a formação da cadeia complementar do DNA.

O cDNA pode ser inserido num vector (utilizando enzimas de restrição) contendo o promotor e sequências reguladoras e posteriormente inserido em bactérias. A utilização desta técnica facilita a produção de proteínas de seres eucariontes em bactérias uma vez que estas não possuem mecanismos de processamento de mRNA, isto é, em presença de um DNA original transcreveriam todo o gene, incluindo os intrões, obtendo-se proteínas diferentes das pretendidas.

Curiosidade: Todos os cDNA que se sintetizam a partir do RNA podem ser clonados em bactérias, originando uma biblioteca de cDNA, em que toda a informação (genes que se encontravam a ser transcritos – expressos – num dado momento), fica armazenada em bactérias por longos períodos de tempo, desde que sejam fornecidas todas as condições indispensáveis para a sua manutenção.

Fontes: http://biohelp.blogs.sapo.pt/2575.html%20;%20http://www.cientic.com/tema_engenetica.htmlhttp://www.cientic.com/tema_engenetica.html

DNA RECOMBINANTE
Segmentos de DNA de organismos diferentes são cortados pela mesma enzima de restrição e unidos pela enzima DNA ligase, produzindo dessa forma uma molécula híbrida, que é o DNA recombinante. Este DNA designa o resultado obtido a partir de pedaços de DNA de fontes diferentes ligados entre si. As vezes, o DNA provém de dois organismo diferentes, como é o caso do gene para insulina ligado ao DNA e da bactéria. Outras vezes, um pedaço de DNA de um organismo pode ser ligado a um DNA sintético produzido em laboratório pela junção de nucleotídeos na sequência desejada.
Para se conseguir DNA recombinante, é preciso cortar as moléculas de DNA que se quer recombinar e em seguida, "colar" suas extremidades. Para isso, os investigadores contam o DNA com ferramentas extremamente úteis chamadas enzimas de restrição. Estas enzimas são capazes de cortar uma molécula de DNA em locais bem específicos, ou seja, cada tipo de enzima de restrição reconhece apenas uma certa sequência de nucleotídeos e efectua o corte somente ao encontrar essa sequência na molécula de DNA.Cada bactéria tem as suas próprias enzimas de restrição e cada enzima reconhece apenas um tipo de sequência, independentemente da fonte do DNA.O esquema a seguir, explica melhor o fenómeno e demonstra a técnica de se enxertar um pedaço de DNA estranho (gene) num plasmídeo bacteriano. O gene a ser enxertado pode ser obtido de um animal, de uma planta ou ser preparado em laboratório. Note-se que tanto o plasmídeo como o pedaço de DNA a ser enxertado têm que ser submetidos à mesma enzima de restrição, que os cortará em regiões com a mesma sequência, de forma a aparecerem extremidades coesivas.

TÉCNICA DO DNA RECOMBINANTE
· “Abertura” da molécula de DNA do plasmídeo, num ponto específico, pela enzima de restrição;
· Isolamento de genes de interesse noutras moléculas de DNA “dadoras” recorrendo a enzimas de restrição do mesmo tipo;
· Junção do gene a inserir, do plasmídeo e de ligases do DNA;
· Ligação do gene ao plasmídeo formando-se o DNA recombinante;
· Introdução do plasmídeo recombinante em bactérias, que funcionam como células hospedeiras do novo gene;
· Produção da proteína desejada a partir do DNA recombinante.

Fontes: http://www.libertaria.pro.br/tdna_recombinante_intro.htm ; http://www.cientic.com/tema_engenetica.html

VIDEOS SOBRE DNA RECOMBINANTE

ENZIMAS DE RESTRIÇÃO
Em Engenharia Genética, a obtenção dos fragmentos de DNA que se pretende usar para criar, novas moléculas, baseia-se no uso das enzimas de restrição, que funcionam como "tesouras" capazes de clivar o DNA com precisão. Estas enzimas são endonucleases das moléculas de DNA, cortando-as em locais bem definidos. As enzimas de restrição reconhecem e actuam sobre sequências específicas de DNA, catalisando a destruição de uma ligação fosfodiéster entre dois nucleótidos consecutivos ligados a determinadas bases. Os nucleótidos entre os quais a enzima corta, ou seja, entre os quais promove a hidrólise, encontram-se no interior dessas mesmas sequências específicas de reconhecimento. As diferentes enzimas de restrição diferem entre si em termos da sua especificidade no que respeita à natureza e extensão da sequência de nucleóticos de reconhecimento, e à forma como cortam o DNA. Assim, podem reconhecer sequências específicas de quatro, seis ou oito pares de nucleótidos, presentes no DNA em cadeia dupla, cortando no interior dessas sequências. Um corte num fragmento de DNA por uma enzima de restrição gera dois fragmentos, sendo as extremidades resultantes coesivas. As extremidades coesivas apresentam um pequeno número de nucleótidos em cadeia simples, capazes de se associar por ligações por pontes de hidrogénio, com outra cadeia simples em que a sequência de bases seja complementar desta.

Fonte: http://www.e-escola.pt/topico.asp?id=279

VIDEO SOBRE ENZIMAS DE RESTRIÇÃO

ENGENHARIA GENÉTICA
A partir da década de 70 do séc. XX foi desenvolvido um Vasco conjunto de técnicas de análise e manipulação de DNA, com implicações éticas e sociais.
A engenharia genética baseia-se num conjunto de técnicas e ferramentas que permite a intervenção no genoma de um organismo construindo novos genomas por recombinação de segmentos genómicos de um mesmo ou de diferentes cromossomas.

CANCRO

Cancro, nome comum da neoplasia maligna, é uma doença caracterizada por uma população de células que cresce e se dividem sem respeitar os limites normais, invadem e destroem tecidos adjacentes, e podem-se espalhar para lugares distantes no corpo, através de um processo designado metástase. Estas propriedades malignas do cancro diferenciam-no dos tumores benignos, que têm um crescimento limitado e não invadem tecidos adjacentes (embora alguns tumores benignos sejam capazes de se tornarem malignos). Quase todos os cancros são causados por anomalias no material genético. Estas anomalias podem ser resultado dos efeitos de carcinógenos, como o tabagismo, a radiação, as substâncias químicas ou os agentes infecciosos. Outros tipos de anormalidades genéticas podem ser adquiridas através de erros na replicação do DNA, ou são herdadas.

Cancro como doença genética

O cancro é fundamentalmente uma doença genética. Em células normais, o crescimento celular é controlado por diversos factores, ou hormonas, libertadas por células adjacentes ou distantes. Deste modo um tecido consegue crescer ou atrofiar em resposta a demandas aumentadas ou diminuídas da sua função. A progressão do cancro não é mais que a inactivação de determinados genes e a hiper-expressão de outros, dando origem a células largamente independentes da regulação local e central do organismo, que se dividem sem inibição. Outras mutações noutros genes poderão então dar às células neoplásicas novas capacidades invasivas, já que todas as células do organismo possuem o genoma completo e portanto a capacidade de produzir qualquer proteína, desde que os genes correspondentes sejam activados (neste caso por mutação). Assim, uma célula da cartilagem neoplásica pode sofrer mutação que lhe permite formar proteínas que provocam a formação de novos vasos sanguíneos, apesar de este gene nunca ser expressado na célula normal.




Genes tipicamente mutados do cancro

Qualquer tumor é constituído pela progénie de uma única célula que acumulou mutações em genes suficientes para evadir os mecanismos antitumorais e para ganhar autonomia na replicação. Existem basicamente quatro classes de genes importantes na patogenia do cancro:
- Oncogenes: são genes que normalmente estão envolvidos na proliferação celular (quando são normais são proto-oncogenes). Se sofrerem mutações que aumentam a sua actividade transformam-se em oncogenes, e aumenta a proliferação celular. Assim, por exemplo, um receptor activado por uma hormona de crescimento é um proto-oncogene, mas se o gene desse receptor for mutado de modo a que o receptor passe a estar activado mesmo sem hormona ligada, é um oncogene e há proliferação independente da hormona. Normalmente basta uma destas mutações numa das duas cópias de cada gene em cada célula para ser eficaz -mecanismo dominante. Exemplos de oncogenes: MYC; RET; RAS.

- Genes supressores tumorais: são genes que suprimem a proliferação caso detectem anormalidades celulares. São necessárias duas mutações que os inactivam, uma em cada cópia do gene, já que um gene é capaz de funcionar mesmo se o outro for inactivado - mecanismo recessivo. Exemplos: RB; NF1; APC.

- Genes que regulam a apoptose: genes que promovem a apoptose podem sofrer mutações (em ambos os alelos) inactivantes; enquanto genes que inibem a apoptose podem sofrer mutações que os tornam hiperactivos. Exemplos: BCL2; BAX.

- Genes da reparação do DNA: se estes genes estiverem inactivados, a taxa de mutações passa a ser muito maior, e portanto a probabilidade de haver mutações em outros genes das classes discutidas acima é maior – instabilidade genética.

Fontes: http://pt.wikipedia.org/wiki/Cancro_(tumor) ; http://www.cientic.com/tema_mutacoes.html

MUTAÇÕES
Uma mutação é uma modificação do material genético, uma alteração genotípica e transmissível. As mutações constituem o principal factor responsável pelas modificações que ocorrem na espécie. Podem ser classificadas em mutações génicas (alterações na estrutura do gene) e mutações cromossómicas (relacionam-se com o número ou a estrutura dos cromossomas).

Mutações Génicas
As mutações génicas podem ser classificadas em :
- Substituição: troca de um nucleótido por outro. São classificadas em dois tipos: transições e transversões.

- Delecção: há a perda de bases.

- Insersão: colocação de um novo par de bases, seja A-T ou G-C, entre dois outros pares preexistentes, ou apenas de um nucleótido no caso do RNA.

Consequências das mutações génicas

Mutações Cromossómicas
As mutações cromossómicas podem ser classificadas em:
- Numéricas: as mutações cromossómicas numéricas envolvem modificações no número cromossómico da espécie. São subdivididas em euploidias (consistem na variação numérica do conjunto básico de cromossomas e compreendem a haploidia e a poliploidia) e aneuploidias (consistem na variação numérica não de grupos inteiros de cromossomas, mas de somente parte do grupo e pode ser dividida em monossomia - perda de um único cromossoma = 2n - 1. Exemplo: síndrome de Turner; polisomia - acréscimo de 1, 2 ou mais cromossomas no genoma = 2n + 1 (...). Exemplo: síndrome de Down, síndrome de Klinefelter, síndrome de Edwards, Síndrome de Patau, Síndrome do triplo X, síndrome do tetra X e nulissomia - perda de um par de cromossomas homólogos = 2n-2).

- Estruturais: as mutações estruturais ocorrem quando fragmentos provenientes de fracturas cromossómicas durante a prófase I da meiose se perdem ou se juntam erradamente. Podem ser classificadas em: deleção (perda de uma parte do cromossoma); inversão (duas fracturas cromossómicas seguidas da reconstituição com o pedaço invertido entre as mesmas); translocação (transferência de parte de um cromossoma para um cromossoma não homólogo) e duplicação (presença de uma parte em duplicata no cromossoma, de maneira que a mesma sequência de genes repete-se duas vezes).

Conceitos Mutagênicos
- Mutação Reversa: após ter ocorrido uma mutação, o gene pode mutar novamente, produzindo as cópias normais.
- Muton: o muton é a maior porção do DNA que, ao ser alterado, provoca mutação. É representado por uma base nitrogenada e constitui a unidade de mutação.
- Mutação dominante e recessiva: existem mutações dominantes, embora quase todas sejam deletérias e recessivas. Nas populações naturais, ao longo das gerações, são seleccionados aqueles genes nocivos. Quanto mais dominante for um gene, mais eficiente será em cobrir os efeitos deletérios de suas mutações alelas.
- Mutações somáticas e germinativas: as mutações podem ocorrer tanto nas células somáticas, quanto nas germinativas. As mutações que ocorrem nas células somáticas podem produzir alterações que não são transmitidas à sua descendência. Somente as mutações que atingem as células germinativas podem ser transmitidas aos descendentes e são importantes para a variabilidade genética e a evolução dos organismos.

Factores Mutagénicos
As mutações são espontâneas, ocorrem naturalmente e as suas causas são desconhecidas. Contudo, os geneticistas desenvolvem e conhecem vários factores mutagénicos capazes de provocar mutações. Entre os principais indutores de mutações aparecem os agentes químicos e as radiações.

Fontes: http://www.aultimaarcadenoe.com/biologia5e.htm ;

- http://www.cientic.com/tema_mutacoes.html

VÍDEOS SOBRE MUTAÇÕES

COISAS BIZARRAS - MUTAÇÕES (CURIOSIDADES)

REGULAÇÃO GÉNICA
Em cada célula, apenas uma parte do genoma esta a ser expresso, determinando as suas características. Esse conjunto de genes que se expressa varia consoante o tipo de célula, sendo esta a principal causa da diferenciação celular. Este fenómeno é o resultado da regulação da expressão dos genes.
Nos organismos mais simples, como os procariontes, a regulação génica condiciona a eficiência energética e o consumo de recursos disponíveis, permitindo que estes organismos ajustem o seu metabolismo às modificações que ocorrem no meio, algo fundamental para a sua sobrevivência.

Em 1961, François Jacob e Jacques Monod propuseram o Modelo do Operão como principal mecanismo de controlo da expressão dos genes em bactérias.
Operão: unidade funcional constituída pelos seguintes elementos:
Genes estruturais: conjunto de genes que codificam proteínas com funções relacionadas, como, por exemplo, as várias enzimas de uma determinada via metabólica.
Promotor: sequência específica de nucleótidos do DNA à qual se liga a RNA polimerase e onde tem início a transcrição.
Operador: sequência de DNA que controla o acesso da RNA polimerase ao promotor e que permite activar ou desactivar a transcrição de todos os genes estruturais.
Gene Regulador: encontra-se a uma determinada distância do operão, tem o seu próprio promotor e codifica o repressor.
Repressor: proteína alostérica com duas formas, uma activa e uma inactiva. É específico, reconhece e liga-se apenas ao operador de um determinado operão.
A transcrição dos genes estruturais do operão origina uma longa molécula de RNAm. Este RNAm tem sinais de iniciação e de paragem que permitem individualizar as diferentes proteínas.

Metabolismo da lactose
Se no meio existir glicose, a bactéria utiliza este monossacarideo como fonte de energia. Se a concentração da glicose no meio for muito reduzida ou mesmo nula a E.coli pode utilizar a lactose como fonte de energia alternativa. A lactose é um dissacarídeo formado por glicose e galactose. Para que a E.coli possa utilizar a lactose como fonte de energia, é necessário que a bactéria sintetize três enzimas: a -galactosidase; a galactose permease e a galactose transacetilase.

Operão lac

Na ausência de lactose: Quando não existe lactose no meio, um repressor está ligado ao operedor, bloqueando a transcrição dos genes estruturais. Esta proteína repressora é codificada por um gene que se situa fora do operão e é designado gene repressor ou gene regulador, constantemente transcrito e traduzido. Assim, a bactéria produz continuamente pequenas quantidades de proteína repressora.

Na presença de lactose: Quando existe lactose no meio, esta molécula liga-se ao repressor, altera a sua conformação de tal forma que este se torna inactivo, desligando-se do operador. Assim, o operador fica livre, permitindo que os genes estruturais sejam transcritos e, posteriormente, traduzidos, formando-se as enzimas necessárias ao metabolismo da lactose.

Operão trp
O operão do triptofano (operão trp) é formado por cinco genes estruturais que codificam as enzimas necessárias á síntese do aminoácido triptofano, associados a um promotor e um operador.
Tal como na operão lac, na operão trp também pode ocorrer na ausência ou na presença de triptofano.

Na ausência de triptofano: Quando a concentração intracelular de triptofano está baixa, as enzimas necessárias á sua síntese são produzidas por transcrição dos genes estruturais, conduzindo a um aumento da concentração do aminoácido. A molécula repressora codificada por um gene mais distante mas, neste caso, é produzida sob a forma inactiva, não se podendo ligar ao operador e bloquear o operão.

Na presença de triptofano: Quando a concentração de triptofano atinge níveis elevados, algumas moléculas do aminoácido ligam-se ao repressor, alterando a sua conformação e tornando-o activo (o triptofano é um co-represssor). O repressor liga-se ao operador, bloqueando a transcrição dos genes estruturais do operão.

Regulão

Nos casos dos operões lac e trp cada um é controlado por um regulador diferente. Existem casos em que um grupo de operões é controlado por único tipo de regulador. Este grupo de operões toma a designação de regulão. Por exemplo, operões com intervenção no catabolismo de glícidos são controlados em simultâneo pelo mesmo gene regulador, tornando mais eficaz e rápida a conservação de glícidos em glicose.

Fonte: http://www.cientic.com/heredit3_pp33.html

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