sábado, 30 de junho de 2018

Organismos Geneticamente Modificados - OGMs

Organismos Geneticamente Modificados (OGM) x Organismos Transgênicos x  Organismos Cisgênicos

Os organismos que tiveram seu material genético modificado por qualquer técnica de engenharia genética (DNA recombinante) são conhecidos como organismos geneticamente modificados (OGM). Eles são também conhecidos como organismos transgênicos (do latim trans = através de). As duas expressões não são exatamente iguais, já que o termo “transgênico” deve ser usado para um tipo especial de organismo geneticamente modificado: aqueles em que o material genético introduzido veio de outra espécie. As bactérias com DNA recombinante são um exemplo de transgênicos. Hoje em dia, além de bactérias, há também muitos animais e plantas transgênicos.

Você provavelmente já comeu vários organismos geneticamente modificados e eles provavelmente não te fizeram nenhum mal. Uma grande quantidade dos alimentos que consumimos hoje em dia, como o milho que é usado pra fazer a sua pipoca, sofreram modificações genéticas direcionadas por nós ao longo de milhares de anos. O que são organismos geneticamente modificados? Existem riscos associados a eles, como eles têm contribuído para a humanidade e como podem nos beneficiar mais ainda no futuro? Confira abaixo o vídeo do canal Minutos psíquicos para saber mais sobre o que são OGMs:




De acordo com Adriana Brondani (Bióloga, doutora em Ciências Biológicas pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) e diretora-executiva do Conselho de Informação dobre Biotecnologia - CIB ):

“             Um organismo geneticamente modificado (OGM), segundo a Lei de Biossegurança (11.105/05), é um ser vivo que teve seu material genético (DNA/RNA) modificado por engenharia genética. Já o termo “transgênico”, que não é definido pela lei, é um organismo que contém um ou mais segmentos de DNA ou genes que foram manipulados entre ou intraespécie. Assim, o transgênico é um tipo de OGM, mas nem todo OGM é um transgênico – como é o caso dos cisgênicos. O cisgênico é um organismo que passou por um procedimento que envolve a tecnologia do DNA recombinante, mas com o uso de genes de espécies que podem ser cruzadas naturalmente. Um dos exemplos mais conhecidos de cisgenia é resultante da pesquisa para tornar batatas resistentes ao fungo patogênico Phytophthora, realizada pelo instituto Plant Research International (PRI), da Universidade de Wageningen, na Holanda. Para chegar ao resultado desejado, os pesquisadores implantaram nas batatas um gene de resistência ao fungo presente em batatas selvagens. Segundo a legislação brasileira, independentemente da origem do material genético (seja ele do próprio organismo, de espécies sexualmente compatíveis ou de organismos distantes), todos são OGM – não importa se são transgênicos ou cisgênicos.


Há várias técnicas para introduzir um gene em uma célula: ela pode ser infectada com vírus que levam o gene em questão; com micropipetas que perfuram a membrana e injetam o gene na célula; com uma espécie de “canhão” de genes que atira partículas microscópicas de ouro ou tungstênio com moléculas de DNA aderidas à superfície dessas partículas (Técnica conhecida como biobalística); com auxílio da Agrobactérium tumefaciens, bactéria que tem capacidade natural de transferir parte de seu material genético para o genoma de algumas plantas.


       Como é feito o melhoramento genético em plantas? Ou o que seria melhor, consumir produtos oriundos de cultivos transgênicos, convencionais ou orgânicos? Assista os vídeos abaixo do canal # InstanteBiotec e conferira como é feito o melhoramento genético de plantas, e alguns exemplos de plantas transgênicas comercializadas hoje em dia, além de saber qual se a opção orgânica é mesmo melhor que os produtos convencionais, e qual o papel dos organismos geneticamente modificados nessa disputa.





Organismos geneticamente modificados - OGM



Animais transgênicos

Entre os animais transgênicos, há aqueles com genes humanos para produção de determinadas substâncias, como as cabras transgênicas que produzem no leite fatores de coagulação do sangue, proteínas que auxiliam no combate a diarréia e subnutrição.


Em 2010, cientistas argentinos anunciaram que uma vaca clonada produziu leite com duas proteínas do leite humano, a lactoferrina e a lizosima, que atuam contra infecções e ajudam a evitar anemia nos recém-nascidos. O DNA que codifica essas proteínas foi incorporado ao DNA da vaca. O objetivo é produzir leite para bebês que não tenham acesso ao leite materno.
Outros exemplos de animais transgênicos são os camundongos gigantes. Nesse caso, cópias do gene para a produção de hormônios do crescimento do rato são injetados em zigotos de camundongo. O gene do rato se integra ao genoma do zigoto, que é implantado em uma fêmea e se desenvolve. O resultado é um camundongo duas vezes maior que o normal. O camundongo gigante apresenta o novo gene em todas as células do corpo e, inclusive, produz gametas com o gene transplantado, produzindo filhotes que também serão gigantes. Um exemplo similar pode ser observado no esquema baixo:

Plantas Transgênicas e Agrotóxicos

            Há vários tipos de plantas transgênicas. Muitas ainda estão em fase de pesquisa. Algumas são mais produtivas ou nutritivas; outras resistem melhor à seca; e há ainda as que são resistentes a alguns agrotóxicos. Contudo, antes de entendermos melhor o uso de plantas transgênicas e sua relação com os agrotóxicos, vejamos um pouco sobre o que vem a ser um agrotóxico e seu histórico legal no pais.

         Segundo Paschoal (1979), a indústria química, os agricultores, o comércio e a mídia adotavam preferencialmente a expressão “defensivos agrícolas” para designar os produtos utilizados contra as pragas na agricultura; no entanto, tais produtos também eram referenciados como praguicidas, pesticidas, biocidas, entre outros. Machado (2008) afirma que após a promulgação da Lei Nº 7.802/89, considerou-se, finalmente, indevido o uso do termo “defensivo agrícola” que distorcia o conceito e cuja denominação fugia da linha terminológica internacional. Assim, adotou-se o termo “agrotóxico” que evidencia a presença de produto perigoso. Alves Filho (2002) determina que a regulamentação prevista pela Lei Nº 7.802/89 ressalta a importância de controlar o uso dos agrotóxicos, pois há um uso exagerado e indevido destas substâncias motivado principalmente pela desinformação de seus perigos reais. 
         O Brasil apresenta um arcabouço legal para tratar das questões referentes aos agrotóxicos, tendo como base a Lei dos Agrotóxicos, Lei Nº 7.802 de 11 de julho de 1989, regulamentada pelo Decreto Nº 4.074, de 04.01.2002, que disciplina a produção, comercialização e uso de agrotóxicos. Desta forma, o Art. 41 do referido decreto, determina que as empresas com registros de produtos agrotóxicos são obrigadas a apresentar ao poder público relatórios de comercialização desses produtos, com periodicidade semestral. O Instituto Brasileiro do Meio Ambiente e dos Recursos Naturais Renováveis - Ibama consolida esses dados, divulgando-os em relatórios anuais, nos quais apresenta as quantidades comercializadas por ingrediente ativo (BRASIL, 2016). 
        Conforme classificação adotada pelo IBGE (2015) em seu relatório sobre a comercialização de agrotóxicos, a classificação quanto ao potencial de periculosidade ambiental de um agrotóxico obedece à seguinte gradação, sendo que, quanto menor a classe, maior será o perigo de dano ambiental: 

Classe I – produto altamente perigoso; 
Classe II – produto muito perigoso; 
Classe III – produto perigoso; 
Classe IV – produto pouco perigoso. 

        Peres e Rozemberg (2003) argumentam que a o aumento da produção de alimentos de maneira sustentável continua sendo o grande desafio do setor agrícola. Os agrotóxicos, produtos utilizados para o controle de pragas, doenças e ervas daninhas, estão entre os principais instrumentos do atual modelo da agricultura brasileira, centrado em ganhos de produtividade. Por outro lado, os agrotóxicos podem ser persistentes, móveis e tóxicos no solo, na água e no ar; tendem a acumular-se no solo e seus resíduos podem chegar às águas superficiais, por escoamento, e às subterrâneas, por lixiviação (PERES; ROZEMBERG, 2003). A exposição humana e ambiental a esses produtos cresce em importância com o aumento das vendas. O uso intensivo dos agrotóxicos está associado a agravos à saúde da população, tanto dos consumidores dos alimentos quanto dos trabalhadores que lidam diretamente com os produtos, à contaminação de alimentos e à degradação do meio ambiente (PERES; ROZEMBERG, 2003).

Definições importantes:

AGROTÓXICOS - Segundo a Lei Federal n.º 7.802/1989, "agrotóxicos são os produtos e os agentes de processos físicos, químicos ou biológicos, destinados ao uso nos setores de produção, no armazenamento e beneficiamento dos produtos agrícolas, nas pastagens, na proteção de florestas, nativas ou implantadas, e de outros ecossistemas e também de ambientes urbanos, hídricos e industriais, cuja finalidade seja alterar a composição da flora ou da fauna, a fim de preservá-las da ação danosa dos seres vivos considerados nocivos."

AGROQUÍMICO - segundo o decreto 4.074, de 4 de janeiro de 2002, que regulamenta a Lei 7.802/1989, em seu artigo 1º, inciso IV, define os agroquímicos como: "Produtos e agentes de processos físicos, químicos ou biológicos destinados ao uso nos setores de produção, armazenamento e beneficiamento de produtos agrícolas, nas pastagens, na proteção de florestas, nativas ou plantadas, e de outros ecossistemas e de ambientes urbanos, hídricos e industriais, cuja finalidade seja alterar a composição da flora ou da fauna, a fim de preservá-las da ação danosa de seres vivos considerados nocivos, bem como as substâncias de produtos empregados como desfolhantes, dessecantes, estimuladores e inibidores de crescimento."

Plantas transgênicas e sua resistência ao glifosato

Algumas variedades de soja, algodão e milho transgênicos, por exemplo, possuem um gene, retirado de uma bactéria, que confere à planta resistência ao glifosato. Com esse gene a planta pode receber um determinado herbicida (glifosato) que mata as ervas daninhas sem ser afetada. Essa resistência faz com que o herbicida possa ser usado depois de a soja ou o algodão já terem sido plantados. Nas plantações convencionais, é preciso usar vários herbicidas, mais tóxicos que o glifosato, que só pode ser aplicado antes do cultivo. Contudo, por ser o agrotóxico mais utilizado no mundo, existe uma grande polêmica envolvendo este agrotóxico e seu suposto efeito cancerígenos. Abaixo seguem dois sites que falam mais sobre o glifosato, seu uso, como ele funciona e as polêmicas envolvendo a sua utilização:


  1. Revista Globo Rural: https://revistagloborural.globo.com/Noticias/Pesquisa-e-Tecnologia/noticia/2016/05/polemica-do-glifosato.html
  2. Monsanto: http://www.monsantoglobal.com/global/br/produtos/pages/mitos-verdades-glifosato.aspx


O que você realmente sabe sobre o Glifosato? Assista o vídeo abaixo:


         Mas será mesmo que o glifosato pode ser um agroquímico seguro, que não causa impactos ao meio ambiente ou para a saúde humana? Abaixo segue o resumo de um artigo de revisão da revista internacional Science of The Total Environment escrito por Van BruggenA.H.C. e colaboradores em 2018 intitulado "Environmental and health effects of the herbicide glyphosate" que aborda os efeitos do glifosato na saúde e no meio ambiente:

         O herbicida glifosato (N-(fosfonometil)glicina), tem sido amplamente utilizado nos últimos 40 anos, sob a suposição de que os efeitos colaterais foram mínimos. No entanto, nos últimos anos, aumentaram as preocupações em todo o mundo sobre o potencial amplo e direto dos efeitos diretos e indiretos à saúde do uso em larga escala do glifosato. Em 2015, a Organização Mundial da Saúde reclassificou o glifosato como provavelmente carcinogênico para humanos. Uma visão geral detalhada é dada na literatura científica sobre o movimento e resíduos de glifosato e o seu produto decomposto, o ácido aminometil fosfônico (AMPA) no solo e água, sua toxicidade para macro e microorganismos, seus efeitos sobre as composições microbianas e potenciais efeitos indiretos sobre plantas , saúde animal e humana. Embora os efeitos tóxicos agudos do glifosato e do AMPA em mamíferos sejam baixos, há dados em animais que levantam a possibilidade de efeitos na saúde associados a doses crônicas ultra-baixas relacionadas ao acúmulo desses compostos no ambiente. O uso intensivo de glifosato levou à seleção de ervas daninhas e microrganismos resistentes ao glifosato. Mudanças nas composições microbianas devido à pressão seletiva pelo glifosato podem ter contribuído para a proliferação de patógenos de plantas e animais. A pesquisa sobre uma ligação entre o glifosato e a resistência a antibióticos ainda é escassa, mas supomos que a pressão de seleção pela resistência ao glifosato em bactérias poderia levar a mudanças na composição do microbioma e aumento da resistência a antibióticos a agentes antimicrobianos clinicamente importantes. Recomendamos pesquisas interdisciplinares sobre as associações entre a exposição crônica ao glifosato de baixo nível, distorções nas comunidades microbianas, a expansão da resistência aos antibióticos e o surgimento de doenças animais, humanas e de plantas. É necessária uma pesquisa independente para revisitar os limites de tolerância para os resíduos de glifosato na água, alimentos e ração animal, levando em consideração todos os possíveis riscos para a saúde.

Para mais informações sobre o glifosato leia também este artigo de revisão escrito pelos autores Ozelito P. A. Junior e Teresa C.R. Santos do Departamento de Tecnologia Química da Universidade Federal do Maranhão, intitulado "Glifosato: propriedades, toxicidade, usos e legislação"e publicado na revista Química Nova http://ref.scielo.org/wwgf6p

O DDT e seus impactos ao meio ambiente - Da Guerra para a Agricultura

     Outro exemplo de agrotóxico é o diclorodifeniltricloroetano (DDT), é o mais conhecido dentre os inseticidas do grupo dos organoclorados. Estes pesticidas incluem os derivados clorados do difenil etano (onde se inclui o DDT, seus metabólitos DDE e DDD, e o metoxicloro); o hexaclorobenzeno (BHC); o grupo dos hexaclorocicloexanos (a-HCH, b-HCH, d-HCH e g-HCH ou lindano); o grupo dos ciclodienos (aldrin, dieldrin, endrin, clordano, nonaclor, heptaclor e heptaclor-epóxido), e os hidrocarbonetos clorados (dodecacloro, toxafeno, e clordecone). O DDT é considerado uma das substâncias sintéticas mais utilizadas e estudadas no século XX, tendo sua utilização desde a guerra até a agricultura, como mostra o texto abaixo:

Da guerra para a agricultura

Durante a Segunda Guerra Mundial (1939-1945), os agrotóxicos foram utilizados como arma química, tendo seu uso se expandido a partir de então. A utilização dos agrotóxicos na agricultura iniciou-se na década de 1920, quando seus efeitos ainda eram pouco conhecidos do ponto de vista toxicológico. Durante a Segunda Guerra Mundial (1939-1945), os agrotóxicos foram utilizados como arma química, tendo seu uso se expandido a partir de então. Depois do conflito, o uso dos agrotóxicos foi difundido nos Estados Unidos e na Europa. Foi quando começaram a ser utilizados como “defensivos agrícolas” na Revolução Verde, que prometia aumentar produção mundial de alimentos através de técnicas modernas. Os agrotóxicos, porém, não deixaram de ser usados como arma química. O caso mais emblemático ocorreu na Guerra do Vietnã (1964-1975), com o uso do laranja, um herbicida altamente tóxico. Aviões estadunidenses despejaram 83 milhões de litros da substância sobre 26 mil aldeias Sudeste Asiático. O produto era fornecido por várias empresas, mas o mais utilizado era o da Monsanto, que possuía níveis maiores de dioxinas, que provocam cânceres e má formação. O agente laranja causou doenças e incapacidades tanto em soldados quanto em civis e até hoje vietnamitas e veteranos da guerra sofrem seus efeitos no organismo. O primeiro alerta mundial contra a prática do uso de agrotóxicos veio com o livro Primavera Silenciosa, de Rachel Carson. Publicado em 1962, a obra descreveu diversos casos de pulverizações – especialmente de diclorodifeniltricloroetano (DDT) – nos Estados Unidos, nos anos de 1950 e 1960, quando morreram enormes quantidades de animais e houve a contaminação de águas de rios, córregos e solos.
Da guerra para a agricultura. Brasil de Fato.
Patrícia Benvenuti, 13 de Junho de 2012

As propriedades inseticidas do DDT foram descobertas em 1939 pelo entomologista suíço Paul Müller, o que lhe valeu posteriormente o Prêmio Nobel da Medicina devido ao uso do DDT no combate à malária.

O DDT foi utilizado na Segunda Guerra Mundial para prevenção de tifo em soldados, que o utilizavam na pele para combate a piolhos. Posteriormente foi usado na agropecuária, no Brasil e no mundo, dado seu baixo preço e elevada eficiência.

A produção em grande escala iniciou-se em 1945, e foi muito utilizado na agricultura como pesticida, por cerca de 25 a 30 anos. Tanta foi a quantidade que se estimou que cada cidadão norte-americano ingeriu, através dos alimentos, uma média de 0,28 mg por dia em 1950. Outra função para seu uso foi em programas de controle de doenças tropicais, inclusive no Brasil, como malária e leishmaniose visceral.

Foi a descoberta do DDT que revolucionou os conceitos de luta contra a malária. Sua eficácia contra formas adultas dos mosquitos e seu prolongado efeito residual fizeram com que no período de 1946-1970 todos os programas de controle se apoiassem quase que totalmente em seu emprego.

Em 1962, Rachel Carson sugeriu em seu livro "Primavera Silenciosa", que o amplo uso do DDT poderia ser a principal causa da redução populacional de diversas aves; muitas delas seriam as de topo de cadeia alimentar, como o falcão peregrino, e a águia calva ("bald eagle"- Haliaeetus leucocephalus), animal símbolo dos EUA. Este livro é considerado a primeira manifestação ecológica contra o uso indiscriminado do DDT.

Para mais detalhes sobre o DDT e sobre a obra de Rachel Carson "Primavera Silenciosa", assista os vídeos abaixo:

História Ambiental Rachel Carson
Retirado do filme Earth Day


Casos da Química 52 - Já Ouviu Falar em Primavera Silenciosa?


Perigos do inseticida DDT (Dicloro Difenil Tricloroetano)


Para mais informações sobre o DDT, leia o artigo de revisão escrito pelos autores, Claudio D'Amato, João P. M. Torres e Olaf Malm do Instituto de Biofísica Carlos Chagas Filho, Universidade Federal do Rio de Janeiro, intitulado"DDT (Dicloro Difenil Tricloroetano): Toxicidade e contaminação ambiental - uma revisão" e publicado na revista Química Nova http://ref.scielo.org/3fqqht

Plantas transgênicas, resistência à pragas e a saúde

Outro tipo de planta transgênica resistente a pragas é o milho Bt. Para cria-lo, foi utilizado um gene de bactéria Bacillus thuringiensis, que vive no solo e produz a toxina Bt (Iniciais do nome da bactéria) capaz de matar a lagarta do cartucho e da broca, pragas do milho. Esses insetos morrem assim que começam a comer a planta transgênica. Inofensiva ao ser humano, essa bactéria já é usada há mais de 50 anos como inseticida biológico.
Também tem sido estudada a opção de vacinação oral por meio de alimentação com vegetais transgênicos. Assim, esses alimentos funcionariam como medicamentos. É o caso de bananas e de alfaces com vacina contra meningite e a hepatite B, respectivamente.
Apesar dos benefícios, os transgênicos trazem também alguns riscos e uma grande polêmica entre cientistas e na sociedade em geral.
Para os críticos, não há provas suficientes de que esses produtos não causem danos à saúde ou desequilíbrios no ambiente – pelo menos a longo prazo. Por isso, em muitos países, é necessário identificar os produtos que possuem um componente transgênico acima de certa porcentagem mínima (no Brasil, o governo estabeleceu 1%). A identificação é um direito do consumidor, além de tornar mais fáceis estudos sobre a ocorrência de alergias e outros possíveis problemas entre os consumidores.
Em relação a saúde, os defensores dos transgênicos argumentam que os estudos não indicam nenhum problema. A maioria das proteínas e do DNA é destruída (fragmentada em aminoácidos e nucleotídeos) no cozimento ou pela digestão. Entretanto, uma pequena quantidade de fragmentos de DNA e de proteína pode ser absorvida e cair no sangue. Tudo indica, porém, que essas moléculas são destruídas pelos sistemas de defesa do organismo. Além disso, nos alimentos não transgênicos também há proteínas e genes – presentes nas células de plantas, de animais e nos vírus que parasitam essas células. E também não já evidencias de que isso cause problemas ao nosso organismo.
Contudo, sabemos que algumas pessoas têm alergia a certos alimentos. Da mesma forma, algumas pessoas também podem ser alérgicas aos alimentos transgênicos. Por isso eles têm de ser testados antes que sua venda seja liberada no mercado. Mas, para os defensores dos transgênicos, o risco de alergia a esses alimentos não é maior do que o dos alimentos convencionais.
Não podemos esquecer também que, pelo menos em alguns transgênicos, há uma redução na quantidade de agrotóxicos, o que é benéfico para a saúde humana.
Em relação ao ambiente, os grãos de pólen das plantas transgênicas podem ser levados por vento ou insetos e fecundar plantas convencionais. Por isso são necessários estudos ambientais analisando caso a caso. No caso da soja, o risco é menor porque elas fazem autopolinização. Já para o milho, que faz polinização cruzada, o risco é maior. Para diminuí-lo, plantas transgênicas devem guardar uma distância mínima das culturas convencionais.
Além disso, os animais que atacam as pragas poderiam morrer quando ingerissem os insetos que se alimentaram de plantas transgênicas com agrotóxicos em suas células. Mas o agrotóxico das culturas convencionais também pode matar esses insetos. Assim, a diminuição do uso de agrotóxicos que alguns transgênicos proporcionam poderia ajudar na preservação das espécies selvagens.
É possível também que o uso de certos transgênicos provoque uma seleção de insetos resistentes ao agrotóxico presente na planta. Mas essa resistência também pode aparecer nas plantações que recebem agrotóxicos. O risco pode ser diminuído usando plantas não transgênicas como um refúgio para os insetos não resistentes.
Defensores dos transgênicos dizem que a população mundial vem crescendo e, para produzir mais alimentos, os ambientes naturais serão cada vez mais destruídos. Transgênicos mais produtivos causariam uma menor destruição desses ambientes.

Os críticos afirmam que a preferencia pelo cultivo de um único tipo de transgênico reduz a diversidade de plantas na região. Isso seria perigoso por que quanto maior a diversidade genética, maior a resistência a pragas e a mudanças climáticas. Por isso é importante preservar as plantas nativas, que possibilitam o surgimento de novas variedades.
          Outro problema é que o fornecimento de sementes transgênicas poderia ficar sob controle de grandes empresas do setor agrícola, aumentando a dependência dos países menos desenvolvidos. No caso do Brasil, a Empresa de Pesquisa Agropecuária (Embrapa) já possui tecnologia para produzir alguns transgênicos, o que diminuiria essa dependência. A Embrapa produz soja resistente a herbicida; mamão, batata e feijão imunes a certos vírus; Cacau resistente à praga da vassoura-de-bruxa (um fungo). Essas plantas, porém, ainda não são cultivadas comercialmente.

Em suma, apesar de alguns benefícios, ainda há preocupações acerca de questões sociais, econômicas, ambientais e de saúde envolvidas no cultivo de transgênicos.

Debatendo o Tema dos Transgênicos

Agora, sabendo mais sobre os agrotóxicos e sua relação com os organismos geneticamente modificados, seus pontos positivos e negativos e sua influência no meio ambiente e na sociedade, vamos assistir um debate sobre o tema " Biotecnologia - Transgênicos" intitulado "Transgênicos: A gente come, lucra e não conhece" do canal Tome Ciência que relaciona os avanços na biotecnologia para o desenvolvimento de transgênicos e a importância das políticas públicas para tornar esta tecnologia eficaz no combate a fome, dentre outros temas! Veja a uma sinopse abaixo:

Muita gente já consome alimentos transgênicos sem ao menos saber o que são esses organismos geneticamente modificados. Há quem se preocupe com consequências para a saúde e meio ambiente. Mas a Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária – a Embrapa – já conseguiu avanços garantidos que permitiram significativos crescimentos na exportação agrícola brasileira. Pesquisadores e cientistas debatem o problema, que já foi resolvido em muitos países do primeiro mundo. A desconfiança do público e dos políticos se baseia na ignorância? Quem deve bater o martelo sobre o consumo dos transgênicos? Os cientistas? Os políticos? Saiba como anda a lei de biossegurança que trata do assunto. Participantes:

  • Silvio Valle, coordenador do curso de biossegurança e pesquisador da Escola de Saúde Pública, da Fundação Oswaldo Cruz, a Fiocruz.
  • Marília Nutti, engenheira de alimentos, pesquisadora da Embrapa – Agroindústria de Alimentos.
  • Norma Rumjanek, doutora em Genética de Microorganismos, pesquisadora em Agrobiologia na Embrapa.
  • Heloisa Helena Barboza, professora titular de Direito Civil da Uerj e professora do curso de mestrado da Universidade.


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domingo, 24 de junho de 2018

O que é Biotecnologia ?


A biotecnologia é uma área interdisciplinar fortemente ligada à pesquisa científica e tecnológica que tem como principal objetivo desenvolver processos e produtos utilizando agentes biológicos.
De acordo com a ONU, “Biotecnologia significa, qualquer aplicação tecnológica que utilize sistemas biológicos, organismos vivos, ou seus derivados, para fabricar ou modificar produtos ou processos para utilização específica.” (ONU, Convenção de Biodiversidade 1992, Art. 2).
A biotecnologia moderna engloba áreas de aplicações biológicas em saúde e biomedicina, na agricultura e na produção de insumos industriais, com uma forte orientação multidisciplinar e experimental. Dentre as disciplinas que constituem as bases da biotecnologia destacam-se aquelas das áreas biológicas (principalmente microbiologia e biologia molecular), das áreas químicas (química orgânica, química analítica e bioquímica) e das áreas de engenharia (principalmente engenharia bioquímica ou de bioprocessos).


A interdisciplinaridade da biotecnologia moderna pode ser exemplificada por algumas de suas aplicações:

  • Na indústria farmacêutica: desenvolvimento de novas drogas, farmacoterapias, produção e melhoramento de antibióticos, produção de proteínas recombinantes para fins terapêuticos, vacinas, estabelecimento de terapias gênicas e outras estratégias para o tratamento de doenças animais e vegetais.
  • Nos laboratórios de análises: desenvolvimento de testes diagnósticos clínicos, alimentícios, agrícolas e ambientais.
  • Na agricultura: desenvolvimento de novas variedades de cultivos/organismos transgênicos.
  • Na indústria alimentícia: diversas aplicações na produção e no controle de qualidade de produtos alimentícios e bebidas.
  • No meio ambiente: tratamento de esgoto e efluentes industriais, biorremediação, biocombustíveis.
  • Na Indústria química: produção de insumos químicos, enzimas e outras proteínas recombinantes.
  • Na instrumentação: desenvolvimento de biorreatores, softwares e consumíveis da área biotecnológica.
  • Na medicina: desenvolvimento de biomateriais reparativos e bioindutores, produção de órgãos e tecidos biológicos ex-vivo.


Estimativas mais conservadoras apontam a biotecnologia como responsável por aproximadamente 1% do PIB dos países da OECD (Organisation for Economic Co-operation and Development), podendo contribuir atualmente com 5,6% do PIB destes países. Estima-se que, em 2030, a área de Biotecnologia contribua para 80% dos novos medicamentos, 35% da produção química, 50% da produção do setor primário, num total de 2,7% do PIB dos países ligados à OECD, ou seja, em torno de 1 trilhão de USD. No Brasil, a Biotecnologia é uma das principais linhas de ação de Pesquisa, Desenvolvimento e Inovação em áreas consideradas estratégicas pelo Ministério de Ciência, Tecnologia e Inovação (MCTI).

Grandes Áreas Biotecnológicas

A biotecnologia tem aplicações em grandes áreas industriais, incluindo saúde (médica), agrícola, industrial e ambiental, dentre outros, se referindo principalmente a estudos e utilização de organismos para o desenvolvimento de produtos (Exemplo: cerveja, insulina e plantas transgênicas). 
A classificação dos vários ramos da biotecnologia tem utilizado um código de cor relacionado muitas vezes ao tema abordado, como por exemplo:

Biotecnologia vermelha ou medicinal: é a que tem relação com a cor do sangue e está relacionada aos processos médicos e de saúde como o desenho de organismos capazes de produzir antibióticos ou moléculas importantes como a insulina, e a engenharia de tratamentos genéticos através de manipulação genética. Como por exemplo de maior aplicação é a terapia celular e medicamentos baseados em moléculas biológicas.



Biotecnologia azul ou marinha: lembra a cor do mar e tem sido usada para descrever a aplicações marinhas e aquáticas da biotecnologia, como a busca e identificação de moléculas em algas marinhas para o tratamento de doenças como a AIDS.




Biotecnologia verde ou agrícola: tem a cor da maioria das plantas e está relacionada aos processos agrícolas. Um exemplo é o desenvolvimento de plantas transgênicas (plantas geneticamente modificadas) que crescem em ambientes específicos, na presença (ou ausência) de produtos químicos. Tem como objetivo produzir soluções para as questões agrícolas mais sustentáveis e com baixa agressão ao meio ambiente e ao ser humano, quando comparada a agricultura industrial tradicional. Um exemplo é a engenharia de uma planta que seja capaz de expressar um pesticida natural, evitando a necessidade de aplicação externa de pesticidas.

Biotecnologia branca ou industrial: é a biotecnologia aplicada a processos industriais. Um exemplo é a concepção de um organismo para produzir um produto químico útil. Outro exemplo é o uso de enzimas como catalisadores industriais para produzir ou destruir produtos químicos (exemplo: poluentes perigosos). A biotecnologia branca tende a consumir menos recursos do que em processos tradicionais utilizados para produzir bens industriais.

Biotecnologia ouro ou bioinformática: é um campo interdisciplinar que aborda problemas biológicos usando técnicas computacionais, tornando possível a análise de inúmeros dados biológicos em um curto período de tempo. O campo pode também ser referido como biologia computacional e pretende, aplicando técnicas informáticas, compreender e organizar a informação associada a moléculas envolvendo a genômica funcional, genômica estrutural e proteômica, sendo atual mente um componente-chave no setor farmacêutico.

Biotecnologia laranja ou educacional: tem como objetivo disseminar a biotecnologia e a formação nesta área. Ela desenvolve materiais e estratégias educacionais para dar acesso as informações sobre temas de biotecnologia (exemplo: desenho de organismos produtores de antibióticos) para a sociedade como um todo, incluindo pessoas com deficiências (exemplo: visual e/ou auditiva). Ela ainda busca estimular, identificar e atrair pessoas com vocação científica e altas habilidades/superdotação para a área de biotecnologia.


Para mais detalhes sobre a biotecnologia e suas aplicações, assista o vídeo "O Que é Biotecnologia?"  do Canal Instante Biotec, que mostra uma introdução a biotecnologia e sua aplicação na fabricação de etanol, insulina e milho bt.



Referências Bibliográficas
  • https://cibpt.wordpress.com/2008/10/10/grandes-areas-biotecnologicas/
  • http://blogcienciasbio.blogspot.com/2015/09/o-que-e-biotecnologia.html
  • Los Colores de la Biotecnología. Biotecnología Sí. Consultado em 23 de Junho de 2018.
  • https://www.google.com.br/searchq=biotecnologia+cores&client=opera&hs=NZC&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwjj-sGx9uzbAhVCCpAKHeKCCX8Q_AUICigB&biw=1360&bih=686 24/06/2018
  • https://www.youtube.com/watch?v=bDKOreHgQP4

A Engenharia Genética - Tecnologia do DNA Recombinante



O conjunto de técnicas conhecido como engenharia genética ou tecnologia do DNA recombinante permite, entre outras coisas, transplantar genes de uma espécie para outra e criar, assim, uma molécula de DNA diferente dos originais, que não existia na natureza. Essa molécula, formada pela combinação de duas moléculas diferentes de DNA, é chamada DNA recombinante.
A grande vantagem dessa técnica é a rapidez e a precisão da produção de uma substancia ou característica desejada. Antes, dependíamos da seleção de mutações, ocorridas ao acaso; dos resultados de cruzamentos artificiais; ou da extração de substancias normalmente produzidas por algum organismo. Esses procedimentos são, em geral, demorados e a característica u substancia obtida nem sempre é, exatamente, a desejada.
Recorte do DNA:  Enzimas de restrição
Os vírus do tipo bacteriófago atacam bactérias, reproduzem-se no interior delas e as destroem no fim do ciclo. Algumas bactérias se defendem contra esse ataque produzindo enzimas especiais, endonucleases de restrição (do grego endon = interno), também chamadas enzimas de restrição. Essas enzimas cortam o DNA do vírus em pontos específicos e impedem sua reprodução. A enzima EcoRI, por exemplo, produzida pela bactéria Escherichia coli, foi a primeira a ser descoberta. O nome dela vem das iniciais de Escherichia coli, mais R de Restrição e o I (um) indica que ela foi a primeira enzima a ser descoberta. A EcoRI reconhece sequencias de bases GAATTC e corta as duas cadeias de uma molécula de DNA entre o G e o A. Como essa sequencia se repete algumas vezes ao longo do DNA viral, este é cortado em vários fragmentos. Outros organismos também apresentam essa sequencia repetidas vezes em seu genoma. Dessa forma, EcoRI pode ser usada como uma “tesoura molecular” que corta o DNA dos seres vivos em partes menores.

A) 
       B)

A) Esquema da ação de enzimas de restrição. O corte feito pela EcoRI (detalhe na figura B) será feito em sequências do tipo GAATTC, clivando entre G e A e gerando “pontas soltas” ou sequências palindrômicas (Obs: Palíndromos  são palavras ou frases que podem ser lidas da esquerda para a direita ou da direita para a esquerda ex: AMORA e AROMA, ou no nosso caso, AATT  e TTAA).

Clonagem do DNA e construção do DNA recombinante

Para formar um DNA recombinante, usamos enzimas de restrição que cortam pontos específicos no DNA de um organismo. O trecho extraído é então inserido na fita de DNA de um organismo diferente. Ao se multiplicar, esse organismo passa a fazer várias cópias idênticas do DNA estranho. Observe o exemplo abaixo:

Esquema simplificado da produção de insulina humana por bactérias. Neste exemplo podemos ver a tecnologia do DNA recombinante aplicada a produção de insulina, hormônio secretado pelo pâncreas e que controla a utilização de glicose pela célula. Os indivíduos portadores de diabetes tipo I não produzem esse hormônio e, por isso, apresentam deficiência na utilização de glicose, o que traz sérias consequências para a saúde. Antes da engenharia genética, a insulina utilizada era de origem suína e bovina. Mas o uso de insulina animal implicava um tempo prolongado de produção e purificação do hormônio, pois eram necessárias toneladas de pâncreas de porco e bois para garantir a produção comercial dessa substância. Além disso, como a insulina animal não é exatamente igual à humana, ela provoca reações alérgicas em alguns pacientes.

As bactérias Possuem, além do DNA principal, um pequeno DNA circular, chamado Plasmídeo (representado em vermelho), no qual estão, com frequência, genes que dão a elas resistência a antibióticos. No processo para formar um DNA recombinante, é comum utilizarmos o plasmídeo como um vetor (transportador) de genes de interesse (representado em azul). Esse plasmídeo tem apenas uma cópia da sequencia de reconhecimento da enzima de e restrição (em verde). Assim, quando se usa uma enzima de restrição, ele não se fragmenta por completo, apenas abre o anel do DNA onde está a sequência de reconhecimento.
Com o anel de DNA aberto, é possível usar uma outra enzima para juntar os pedaços de DNA de diferentes origens. A enzima que promove essa ligação dos fragmentos de DNA é chamada de DNA-ligase, nossa “Cola molecular”.
Os fragmentos de DNA estranho podem ser originários de uma célula humana, por exemplo, e ser responsável por transcrever determinada proteína. Ele deve ser obtido com a mesma enzima de restrição que foi usada para abrir o plasmídeo. Isso garante que as extremidades do fragmento de DNA estranho sejam complementares às do plasmídeo cortado.
Depois que recebe o fragmento de DNA de outro organismo, o plasmídeo torna-se um DNA recombinante, isto é, uma molécula formada pela união de duas ou mais moléculas de DNA não encontradas juntas na natureza. O DNA recombinante é então introduzido na bactéria, que passa a produzir, por exemplo, uma proteína humana (ex: a insulina).
Quando a bactéria se reproduz, o DNA recombinante também se replica e passa para as novas bactérias. Esse processo de produção de cópias idênticas de DNA é chamado de clonagem de DNA, clonagem molecular ou clonagem gênica. O resultado é a formação de uma colônia de bactérias capazes de sintetizar, por exemplo, proteínas humanas. Como é relativamente simples manter a bactéria se reproduzindo em laboratório, é possível produzir bancos de cepas bacterianas contendo diversos tipos de sequencias de DNA de interesse clonados em seus plasmídeos (uma biblioteca genética), como também, utiliza-las para a produção de substâncias em escala comercial, alimentando a indústria, agricultura e saúde. 
Além da insulina, são produzidos outros hormônios, como o hormônio do crescimento, a eritropoetina (que estimula a produção de glóbulos vermelhos) e diversos tipos de vacinas, como a contra hepatite B. Os fatores obtidos por engenharia genética estão livres da contaminação por vírus que podem estar presentes no plasma humano, tornando essa tecnologia de extrema importância para o tratamento de doenças nos dias atuais e com grande potencial para a geração de novas alternativas/estratégias de tratamento de doenças. Abaixo vemos um exemplo da utilização da tecnologia do DNA recombinante para a geração de vacinas de DNA contra a tuberculose:


                   Mycobacterium tuberculosis, o agente causador da tuberculose, se esconde dentro das células humanas e não é atingido pela ação dos anticorpos. Estimulando os linfócitos T CD8 (uma das principais células de defesa de nosso organismo), capazes de destruir especificamente as células infectadas pelos bacilos, poderia ser desenvolvida uma forma de combater esta doença. Estes macrófagos são estimulados somente quando os antígenos (proteínas dos bacilos) são produzidos dentro de células, como acontece nas infecções virais. Sendo assim, um pedaço de DNA (o código genético contendo a mensagem para a célula fazer o antígeno) e inserido em um retrovírus fabricado em laboratório pelas técnicas de engenharia genética. As células (macrófagos) infectadas com esse retrovírus recombinante sintetizam os antígenos, estimulando os linfócitos T CD4 e T CD8 e induzindo a proteção contra infecção por M. tuberculosis. A vacina de DNA, ou vacina gênica, é baseada num pedaço do código genético do agente causador da doença. Quando aplicado por meio de injeção intramuscular, esse DNA cria condições para a produção da proteína antigênica pelas próprias células do indivíduo vacinado.

Para mais detalhes sobre a tecnologia do DNA recombinante, assista o vídeo "Biologia - Tecnologia do DNA Recombinante" do Portal Genius.




Referências:
  • Linhares S. ; Gewandsznajder F. e Pacca H. Biologia Hoje. Editora Ática, 3ª Edição, Vol. 3 2017.
  • Amabis & Martho. Fundamentos da Biologia Moderna . Editora Moderna, 4ª Edição, Vol. único 2006.
  • http://www.comciencia.br/dossies-1-72/reportagens/tuberc/tuberc3.htm
  • https://www.neb.com/products/r3101-ecori-hf
  • https://www.youtube.com/watch?reload=9&v=XR7ZonN3vuQ


segunda-feira, 11 de junho de 2018

PROPOSTA DA ATIVIDADE

Esse blog foi desenvolvido seguindo a proposta de criar um Ambientes de Aprendizagem e Orientação Colaborativa na área da Biotecnologia. Para a confecção do mesmo foram utilizadas as ferramentas abaixo:


  • Blogger: Um serviço do Google, que oferece ferramentas para edição e gerenciamento de blogs, de forma semelhantemente ao WordPress, mas indicado para usuários que nunca tenham criado um blog, ou que não tenham muito familiaridade com a tecnologia.
  • Novo Google Sites: Como administrador do G Suite que usa o novo Google Sites, você e sua organização podem criar e publicar facilmente sites de equipe internos, sites de projetos, sites de eventos ou outros sites internos. Não é necessário ter conhecimento técnico, e você pode colaborar com outras pessoas para criar e melhorar sites Google, como faz com outros Documentos Google. 
  • Forumeiros: Permite criar Fóruns e Chats facilmente com opções grátis e em diferentes versões, entre elas PhpBB 3, PhpBB 2, PunBB e Invision! Podendo criar e personalizar essas ferramentas em questão de segundos, inserindo conteúdo escrito e também vídeos do Youtube. De gestão fácil, ele possui várias características como: sub-fóruns, bate-papo, galeria, portal, backups regulares, conversações. Além de poder compartilhar informações nas principais redes sociais como: Facebook, Twitter e Google +.
Proposta de uso para as ferramentas para as modalidades presencial e a distância, tentando criar um espaço de "Open Notebook Science":

            A "Open Notebook Science" é a prática de tornar todo o registro primário de um projeto de pesquisa disponível publicamente on-line à medida que é registrado. Isso envolve colocar o caderno pessoal ou de laboratório do pesquisador on-line junto com todos os dados brutos e processados ​​e qualquer material associado, à medida que esse material é gerado. A abordagem pode ser resumida pelo slogan "sem informações privilegiadas". É o extremo lógico de abordagens transparentes à pesquisa e inclui explicitamente a disponibilização de experimentos fracassados, menos significativos e inéditos; chamados "dados escuros" [1].
          Como proposta para a atividade, foi idealizado a utilização de um blog como um caderno de laboratório colaborativo e virtual, pensado principalmente para os alunos de biologia do curso do CEFET/RJ que desenvolvem ou querem desenvolver projetos de pesquisas científicas na área da biotecnologia de forma colaborativa ao estilo "Open Notebook Science", como tambem, um ambiente onde podem ter acesso a conteúdos referentes ao núcleo temático de biotecnologia, presente na proposta curricular do COBIO e oferecido aos alunos do CEFET/RJ Maracanã.  
           O Blog BioQodex (Junção das palavras "BioQuímica" e "Codex" - do Latim - "Livro" ou "Tábua de escrever") seria um espaço onde os alunos, monitores e professores poderiam ter acesso a conteúdos científicos da área da biotecnologia, como também interagir de maneira colaborativa entre seus membros (tanto na modalidade EAD como presencial) para a confecção de projetos de pesquisa! Para isso, fora criado um site chamado Portal BioQodex, utilizando a ferramenta Novo Google Site, com objetivo de funcionar como uma fonte de protocolos e materiais de práticas experimentais em bioquímica (na aba protocolos) onde os alunos podem tirar suas dúvidas e sanar possíveis "troubleshootings" da vida de laboratório (onde muitos dos alunos encontram-se realizando seus estágios e/ou iniciações científicas). Além disso, os alunos e seus respectivos professores orientadores são convidados a acessar o Codex Scripturam (literalmente, nosso bloco de notas) um espaço para Fórum e Chat, disponível no caderno de laboratório do Portal BioQodex, e assim poder inserir-se em uma das três objetos de pesquisa com viés biotecnológico disponíveis (Proteômica, Biologia Molecular e Biomassa e Energia) para a o início do uso da ferramenta de caderno de laboratório colaborativo virtual! 
          A prática da "Open Notebook Science", embora não seja a norma na comunidade acadêmica, ganhou atenção recente significativa nos meios de pesquisa [2] [3] [6] e geral [1] [4] como parte de uma tendência geral para abordagens mais abertas em prática de pesquisa e publicação. A "Open Notebook Science" pode, portanto, ser descrita como parte de um movimento mais amplo de ciência aberta que inclui a defesa e adoção de publicação de acesso aberto, dados abertos, dados de "crowd sourcing" e ciência cidadã.
           O Blog, Site e Fórum desenvolvidos nessa atividade, foram pensados de modo a seguir os três modos de interação na EAD, propostos por Moore (2007), presente no texto "COMUNICAÇÃO E INTERAÇÃO EM AMBIENTESVIRTUAIS DE APRENDIZAGEM" de Haguenauer et al. (2010), onde para Moore:   
"... a interação aluno-conteúdo é o primeiro tipo de interação que o professor utiliza, pois é como a matéria é apresentada para estudo. Esse tipo de interação pode se desenvolver em diversas formas: som, texto, imagens, vídeo e realidade virtual. [...] Na interação aluno-professor, o autor destaca que é preciso motivar e estimular o interesse dos alunos em relação ao aprendizado da matéria através da aplicação prática desse conhecimento.  [...] Interação aluno-aluno [...] Ela é caracterizada pelo aprendizado colaborativo e cooperativo, que envolve o aspecto social da educação e a capacidade para trabalhar em equipe."
Aguardo os comentários e sugestões, fiquem a vontade para contribuir e dialogar!

Att, Prof. Wilber.

Referências Bibliográficas:

[1] Freeing the Dark Data of Failed Scientific Experiments, Goetz, T., Wired Magazine, Sept.25, 2007
[2] Sanderson, K; Neylon, C. Data on display interview by Katherine Sanderson. Nature. 455 (7211): 273, 2008. doi:10.1038/455273a. PMID 18800097.
[3] Singh, S. (April 2008). "Data on display". Cell. 133 (2): 201–3. doi:10.1016/j.cell.2008.04.003. PMID 18423188.
[4] Williams, A. (2008). "Internet-based tools for communication and collaboration in chemistry". Drug Discovery Today. 13 (11–12): 502–506. doi:10.1016/j.drudis.2008.03.015. PMID 18549976.
[5] Chemical & Engineering News - Serving the chemical, life sciences and laboratory worlds.
[6] Bradley, J. C. (2007). "Open Notebook Science Using Blogs and Wikis". Nature Precedings. doi:10.1038/npre.2007.39.1.