Organismos Geneticamente Modificados (OGM's)

Organismos Geneticamente Modificados (OGM) são organismos que são manipulados geneticamente, através das técnicas da engenharia genética, de modo a favorecer as características que pretendamos, como a cor, tamanho, etc. Uma vez que se conseguem atravás da engenharia genética, nomeadamente da técnica do DNA recombinante, possuem alterações em partes do genoma.



Além dos OGM, existem os transgénicos. Muitas vezes são tidos em conta como sinónimos, mas isso é um erro: um OGM apenas foi alterado geneticamente, sem receber material genético de outros organismos, enquanto os transgénicos recebem segmentos de DNA de outros organismos.

Contudo, existe um grande debate ético relativamente à produção de OGM: ainda não são conhecidos os efeitos destes organismos no Homem, nos animais e na Terra, a longo prazo.

Na minha opinião, acho que enquanto estes não demonstrarem incovenientes sérios e confirmados, devem ser produzidos mesmo que não seja em quantidades industriais, pois têm grandes vantagens: melhoram-se as propriedades nutritivas, produzem-se em grande número, aumenta-se a sua resistência a pragas e doenças, produzimos as espécies com as caracteristicas que desejarmos, etc. No entanto, existem algumas desvantagens, mas que muita gente opta por "esquecer": aparecimento de novos vírus, as ervas daninhas tornam-se mais resistentes e pode haver um aumento dos sintomas de alergia a certos alimentos.

Fundamentos da Engenharia Genética

A Engenharia Genética permite manipular directamente os genes de determinados organismos com objectivos práticos. As as aplicações da Engenharia Genética são vastas e variadas, assim como as técnicas utilizadas. O principal objectivo da Engenharia Genética é isolar genes que produzem determinadas substâncias, para poder transferi-los para organismos que não produzam essas substâncias, de modo a serem funcionais.


As várias técnicas utilizadas são:

• DNA recombinante
• Permite combinar na mesma molécula de DNA genes provenientes de fontes diferentes, dando origem a uma molécula de DNA recombinante
• É utilizada para a obtenção de OGM
• Baseia-se na utilização de:
• enzimas de restrição: cortam as moléculas em determinados locais onde reconhecem certas cadeias de DNA
• ligases do DNA: auxiliam a ligação das extremidades coesivas
• vectores: transfere o DNA do dador para o receptor



• DNA complementar
• Molécula de DNA sem intrões que é directamente transcrita numa molécula de RNAm funcional
• É utilizada para a obtenção de cópias de genes que codificam produtos com interesse

• PCR (Polimerização em cadeia)
• Permite amplificar qualquer porção de DNA fora das células
• Repete-se o ciclo dezenas de vezes, para obter milhões de cópias de DNA
• É utilizada para a obtenção de grande quantidade de DNA em pouco tempo

• DNA fingerprint
• No genoma humano existem sequências de DNA repetitivas que são reconhecidas e cortadas por determinadas enzimas de restrição.
• Diferentes fragmentos de DNA movimentam-se de modo diferente quando submetidos a electroforese, e o resultado é um padrão de bandas que difere de indivíduo para indivíduo.
• É utilizada na Investigação criminal, forense e histórica



Genes que provocam o Cancro

Existem diversos genes que se relacionam com o aparecimento do cancro:

• Oncogenes : Resultam da mutação de proto-oncogenes.
• Genes Supressores de Tumores: Estes contrariam o estímulo proliferativo dos proto-oncogenes através de uma acção inibidora. Quando inactivos, permitem que os oncogenes provoquem cancro.
• Genes que codificam proteínas reparadoras de DNA: As mutações nestes genes permitem a acumulação de outras mutações.

Cancro

Cancro é uma doença caracterizada por uma população de células que crescem e dividem-se sem respeitar os limites normais, invadem e destroem tecidos adjacentes, e podem-se espalhar para lugares distantes no corpo, através de um processo chamado metástase. Resumindo, o Cancro é uma doença genética que resulta da perda de controlo do ciclo celular.


Estas células cancerosas têm várias caracteristicas:

• são pouco especializadas (não são diferenciadas) e com forma arredondada;
• dividem-se continuamente;
• invadem os tecidos adjacentes;
• podem instalar-se noutros locais do organismo, onde chegam através da corrente sanguínea ou linfática, originando novos tumores que se chamam metástases.



Em regra geral, as mutações ocorrem em células somáticas, apesar de também poderem ocorrer em células germinativas. Normalmente, é um acumular de mutações que desencadeia um Cancro.

Síndromes mais comuns (causados por mutações)

• Síndrome de Down
• Trissomia 21 (47, XX + 21 ou 47,XY + 21)
• É a aneuploidia mais viável no Homem
• Indivíduos de baixa estatura com uma morfologia das pálpebras característica, boca pequena e atraso mental em grau variável.

• Síndrome de Edwards
• Trissomia 18
• Atraso mental grave, malformações cardíacas e morfológicas. Raramente sobrevivem mais do que alguns meses.

• Síndrome de Patau
• Trissomia 13
• Malformações morfológicas e do sistema nervoso central graves. Atraso mental profundo. Raramente sobrevivem mais do que alguns meses.

• Síndrome de Turner
• Monossomia X (45,X0), outros.
• Infantilismo sexual (formação de ovários vestigiais),baixa estatura, pregas perigonucais, inteligência, geralmente, normal.
• A maioria dos sintomas são mais notórios na puberdade, pelo que nesta idade, se as doentes não forem submetidas a um tratamento hormonal, não desenvolverão os caracteres sexuais secundários.

• Trissomia do X
• 47,XXX
• Mulheres com estatura normalmente acima da média, frequentemente estéreis e com inteligência acima do normal.

• Síndrome de Klinefelter
• 47,XXY
• Estatura grande, testículos e pénis pequenos, reduzida pilosidade púbica e seios salientes.

Tipos de Mutações: Génicas / Cromossómicas

MUTAÇÕES GÉNICAS



• Substituição: Substituição de uma só base de DNA

• Mutação Silenciosa: Substituição de uma base por outra no 3º nucleótido de cada codão, acabando por codificar o mesmo aminoácido

• Mutação com perda de sentido: Subsituição de uma base de DNA por outra, que tem como consequência a substituição de um aminoácido por outro na proteína codificada

• Mutação sem sentido (nonsense): Substituição de uma base de DNA de modo que se forma um aminoácido que codifica um codão STOP, ou o contrário.

• Delecção: Remoção de uma ou mais bases de DNA

• Inserção: Adição de uma ou mais bases de DNA

MUTAÇÕES CROMOSSÓMICAS

• Mutações Cromossómicas Numéricas

• Euploidia
• Alteração completa do genoma
• Haploidia: Perda de metade do material genético
• Poliploidia: Ganho de material genético

• Aneuploidia
• Cromossomas a mais ou a menos em relação ao número normal
• Nulissomia
• Monossomia
• Polissomia

• Mutações Cromossómicas Estruturais

• Delecção: Falta uma porção de cromossoma

• Duplicação: Existência de duas cópias de uma dada região cromossómica

• Translocação: Transferência de segmentos entre cromossomas não-homológos

• Inversão: Remoção de um segmento de DNA e inserção numa posição invertida num outro local do cromossoma



Mutações

Em Biologia, mutações são mudanças na sequência dos nucleotídeos do material genético (em genes ou cromossomas) de um organismo, podendo estar na origem de variações hereditárias ou mudanças no fenótipo. As caracteristicas que surgem com as mutações podem ser favoráveis ou desfavoráveis, dependendo do ambiente.



As mutações podem ser classificadas com base em diferentes critérios. Deste modo, podem ser distinguidas em:

• Génicas:  alteram a sequência de nucleótidos do DNA, por substituição, adição ou remoção de bases. Podem conduzir à modificação da molécula de RNAm que é transcrita a partir do DNA e, consequentemente, à alteração da proteína produzida, o que tem, geralmente, efeitos no fenótipo.
• Cromossómicas: traduzem-se numa alteração da estrutura (mutação cromossómica estrutural) ou do número (mutação cromossómica numérica) de cromossomas. Podem afectar uma determinada região de um cromossoma, um cromossoma inteiro ou todo o complemento cromossómico de um indivíduo.

• Somáticas: ocorrem durante a replicação do DNA que precede uma divisão mitótica. Todas as células descendentes são afectadas, mas podem localizar-se apenas numa pequena parte do corpo. As mutações somáticas estão na origem de certos cancros. Não são transmitidas à descendência.
• Nas células Germinativas: ocorrem durante a replicação do DNA que precede a meiose. A mutação afecta os gâmetas e todas as células que deles descendem após a fecundação – é transmitida à descendência.

• Espontâneas: Ocorrem de maneira espontânea, devido a erros de replicação do DNA, a erros na mitose ou na meiose ou devido ao emparelhamento de bases diferentes, de nucleótidos.
• Induzidas: Resultam de agentes mutagénicos.

As mutações são importantes do ponto de vista evolutivo.São as mutações que dão origem à variabilidade de individuos de uma população sobre os quais actua a selecção natural.

Material Genético extranuclear

Embora a maioria do material genético se encontre no núcleo, as mitocôndrias e os cloroplastos também possuem material genético.



Quando este material genético é transmitido à descendência, apenas é transmitido o da mãe. Deste modo:

• a mãe transmite a toda a descendência, independentemente do sexo;
• o facto de o pai ser ou não doente não influencia pois este não "contribui" com mitocôndrias.

Organização / regulação do material genético

PROCARIONTES
Nos procariontes, a regulação do material genético é feita através dos operões, os quais são conjuntos de genes que se encontram funcionalmente relacionados, contíguos e controlados coordenadamente. Estes são constituídos pelo promotor, pelo operador e pelos genes estruturais; além disso, "trabalham" de perto com um gene regulador e um repressor.


Os dois operões que mais activamente actuam na síntese proteica, são os operões lac (lactose) e trp (triptofano).

Existem dois tipos de operões:

• Operão Indutivel - ex: lac
• Operão Repressível - ex: trp

OPERÃO INDUTIVEL

Num operão indutivel, como é o caso do operão lac, o repressor é sintetizado na forma activa, logo liga-se ao operador, bloqueando a transcrição dos genes. Quando existe lactose em muita quantidade, esta liga-se ao repressor, inactivando-o, fazendo com que ocorra transcrição dos genes que sintetizam proteínas para degradar a lactose em excesso.



OPERÃO REPRESSÍVEL:

Num operão repressível, como é o caso do operão trp, o repressor é sintetizado na forma inactiva, o que permite a transcrição dos genes estruturais. Ao ocorrer essa transcrição, aumenta-se a quantidade de triptofano. Quando esta quantidade é muito elevada / em excesso, o triptofano liga-se ao repressor e activa-o, fazendo com que pare de existir transcrição dos genes estruturais e não seja sintetizado mais triptofano.





EUCARIONTES

Apenas uma pequena parte do genoma dos eucariontes é ocupada por genes que codificam proteínas. No entanto, o número de proteínas produzidas pelos eucariontes excede largamente o número de genes. Este facto pode ser explicado tendo em consideração o seguinte:

• os exões codificam sequências de aminoácidos, designadas domínios, que podem fazer parte de mais do que uma proteína. Diferentes combinações de exões formam diferentes proteínas;
• sequências de DNA, que funcionam como intrões num determinado contexto, podem funcionar como exões e codificar proteínas num contexto diferente.

Sistema ABO

O Sistema ABO foi o primeiro dos grupos sanguíneos descobertos no início do século XX, pelo cientista austríaco Karl Landsteiner. Fazendo reagir amostras de sangue de diversas pessoas, ele isolou os glóbulos vermelhos (hemácias) e fez diferentes combinações entre plasma e hemácias, tendo como resultado a presença de aglutinação dos glóbulos em alguns casos, e a sua ausência em outros. Assim, Landsteiner classificou os seres humanos em três grupos sanguíneos: A, B e O, e explicou por que algumas pessoas morriam depois de transfusões de sangue e outras não. Landsteiner não previu o grupo AB, mais raro, o qual foi descoberto mais tarde pelos seus colaboradores.

Este sistema é caracterizado pela presença ou ausência de antigenes (aglutinogénios); deste modo, existem diversas regras de compatibilidade:



• Indivíduos do grupo 0 não possuem nenhum dos dois antígenos, portanto possuem anticorpos anti-A e anti-B; podem receber apenas sangue do grupo O, mas podem doar para todos os grupos.

• Indivíduos do grupo A possuem apenas o antígene A, e portanto apresentam os anticorpos anti-B; podem receber sangue dos grupos 0 e A, e doar para os grupos A e AB.

• Indivíduos do grupo B possuem apenas o antígene B, e portanto apresentam os anticorpos anti-A; podem receber sangue dos grupos 0 e B, e doar para os grupos B e AB.

• Indivíduos do grupo AB possuem ambos os antígenes, e nenhum anticorpo. Podem receber sangue de qualquer grupo, mas doam apenas para o grupo AB.

• Da combinação entre o Sistema AB0 e do Fator Rh, podemos encontrar os chamados doadores universais (0 negativo) e receptores universais (AB positivo).