Especiais

[Especial]Alimentos Transgênicos. Solução? (Parte 2)

Pessoal, me desculpem por ontem, acabei não conseguindo postar, portanto, por garantia, estou postando mais cedo mais uma parte do especial sobre alimentos transgênicos. Espero que gostem… Boa leitura!

Como funciona a modificação Genética

Por muitos anos a criação de plantas trabalhou com a seleção das melhores plantas para ter as melhores plantações. Naquela época, a variação ocorria através da mutação induzida ou da hibridização onde duas ou mais plantas são cruzadas. A seleção ocorre na natureza, através da seleção do mais adaptado, conceito onde apenas as sementes mais adaptadas ao meio ambiente sobrevivem. Por exemplo, os fazendeiros escolhem apenas as maiores sementes que não apresentam a cabeça achatada, presumindo que elas são as melhores. Hoje em dia os cientistas não apenas selecionam, mas também criam novas culturas inserindo genes para fazer com que as sementes resistam a qualquer ameaça que for necessário.

Para produzir uma planta transgênica são necessárias cinco etapas principais: Extração do DNA, clonagem do gene de interesse, modificação do gene para infiltração na planta, transformação e, finalmente, criação da planta, conforme fig. 1

Etapas da modificação genética

Para entender o processo de modificação genética, é necessário entender um pouco de DNA (ácido desoxirribonucleico). O DNA é a linguagem de programação universal de todas as células e armazenam a sua informação genética. Ele contém milhares de genes, os quais são segmentos pequenos de DNA que codificam a informação necessária para produzir e montar proteínas específicas. Todos os genes requerem regiões específicas para poderem ser expressos por uma célula, essas regiões incluem: (conforme fig. 2)

  • Região Promotora: indica onde o gene começa e é usado para expressar o gene;
  • Terminação: sequência que indica o término de um gene e
  • Região de Codificação: contêm o gene a ser expresso.

Estrutura do Gene

Todas as espécies são capazes de converter DNA em proteínas através de um processo chamado translação. Essa capacidade torna possível introduzir genes artificialmente de um organismo para outro, processo conhecido pelo termo “transgênico”. Mas apenas isolar o DNA e inserir em outro organismo não é funcional. Precisa, primeiro, saber quais segmentos específicos do DNA e, em especial, quais genes a inserir. Infelizmente, no que se refere a produzir novas plantas, não se sabe muito sobre quais genes são responsáveis por aumentar o rendimento da plantação, tolerância a diferentes stresses e insetos, cor, ou diversas outras características das plantas. Grande parte da pesquisa dos transgênicos está focada em como identificar e sequenciar os genes que contribuem para essas características.

Os genes que são determinados por contribuir por um atributo específico precisam ser obtidos em grande quantidade antes de poder ser inserido em outro organismo. Para obter o trecho de DNA como gene específico em grande quantidade, primeiro o DNA é extraído das células e colocado em um plasmídeo bacteriano. Um plasmídeo é uma ferramenta biológica molecular que permite que qualquer segmento de DNA possa ser inserido em uma célula container (geralmente uma célula bacteriana) e duplicado para produzir mais deles. Uma célula bacteriana (por exemplo: E. Coli) que contem um plasmídeo pode ser separado e utilizado diversas vezes para produzir cópias do gene que o pesquisador estiver interessado, um processo geralmente chamado de clonagem do gene. Plasmídeos contendo esse gene pode ser utilizado para modificar o gene da maneira que o pesquisador achar adequado, permitindo novos efeitos no atributo que o gene produz.

Assim que o gene de interesse foi ampliado, é hora de introduzi-lo na espécie de planta que o pesquisador estiver interessado. O alvo do DNA transgênico é o núcleo da célula da planta. Existem diversas maneiras de fazer isso, mas os dois mais comuns são: Arma de Genes e Agrobacterium.

O método de agrobacterium utiliza uma bactéria conhecida por Agrobacterium tumefaciens, uma bactéria que ocorre na natureza. Ela contém um pequeno DNA circular conhecido como plasmídeo Ti (Ti vem do inglês Tumor Inducing, indução de tumor) fig. 3. Quando essa bactéria infecta certas plantas, o plasmídeo Ti entra na célula da planta hospedeira. Algumas regiões do plasmídeo Ti se inserem no genoma da célula do hospedeiro. Essa inserção ocorre em uma região da fita de DNA com uma sequência específica. A célula do hospedeiro expressa o gene da bactéria, causando um crescimento massivo de células resultando em um tumor na planta, tumor que dá o nome à bactéria. A biotecnologia utiliza esse processo natural de transformação removendo os genes bacterianos da região transferida para o genoma do hospedeiro e substituindo pelos genes de interesse, conforme a fig. 4a. O uso do método Agrobacterium é limitado, pois ele só vai infectar algumas espécies de dicotiledôneas.

Estrutura da Agrobacterium tumefaciens

A arma de genes foi apresentada em 1980, quando os pesquisadores queriam inserir material genético no organismo, esse processo também é conhecido por método biolístico. Inicia-se o processo preparando o projétil a ser disparado, trata-se de átomos de metal (geralmente ouro ou tungstênio) cobertos com o DNA. Uma placa de Petri é utilizada a qual é preenchida com as células desejadas. O projétil é disparado na solução e as partículas liberam o DNA que entra nas células. Essas células se tornam geneticamente modificadas e podem ser utilizadas para diversos propósitos. Quando o material genético é inserido, também é inserido u marcador genético para indicar que o material genético entrou nas células. Algumas vezes os átomos dos metais não são cobertos pelo DNA, mas eles coletam o DNA da solução e o carrega para a célula fig. 4b. Esse método possui algumas limitações: esse método é muito caro, algumas as partículas podem penetrar na célula sem carregar o DNA causando danos às células. Existe a possibilidade que o material genético ou DNA não passe para a célula corretamente. Algumas pessoas pensam que o DNA pode ser inserido em células indesejadas o qual transforma os atributos genéticos nas plantas selvagens e, dessa forma, criar ervas daninhas resistentes a pesticidas e herbicidas. Em contrapartida, esse método não tem limitações quanto a tipos de plantas que podem ser modificadas, diferente do método Agrobacterium.

Fluxograma comparativo entre os dois processos mais comuns

Ambos os processos requerem o uso do tecido da planta. Células individuais da planta para serem transformadas e cultivadas. Elas são, então, submetidas ao processo de transformação. Células não transformadas devem ser eliminadas. Isso é feito através dos genes marcadores selecionáveis. No caso do Roundup Ready Gene®, Roundup (glifosfato) é usado diretamente como marcador selecionável, já que o Roundup vai matar células não transformadas fig. 4c. Quando outro atributo de interesse é transformado na planta, outro marcador selecionável como resistência à antibióticos ou herbicidas é utilizado. Apenas as células que foram transformadas com os dois genes sobreviverão. Plantas inteiras, então, são geradas a partir da única célula sobrevivente.

Após a transformação e geração da planta, as planas transgênicas devem ser testadas em campo para garantir que a transgênese funcionou corretamente. Nem todas as plantas transgênicas vão expressar os atributos ou produto do gene corretamente. Assim que uma planta transgênica que expressa o atributo foi identificada e está estável, o atributo pode ser gerado através dos processos de melhoramento convencional e cultivado em locais adaptados às condições ambientais de onde a planta é produzida.

Anúncios

Deixar um Comentário

Preencha os seus dados abaixo ou clique em um ícone para log in:

Logotipo do WordPress.com

Você está comentando utilizando sua conta WordPress.com. Sair / Alterar )

Imagem do Twitter

Você está comentando utilizando sua conta Twitter. Sair / Alterar )

Foto do Facebook

Você está comentando utilizando sua conta Facebook. Sair / Alterar )

Foto do Google+

Você está comentando utilizando sua conta Google+. Sair / Alterar )

Conectando a %s