Presente ontem, hoje e certamente amanhã

Susana Johann

 

Na sua definição mais ampla, a biotecnologia é uma área multidisciplinar que utiliza princípios científicos de diversas ciências (como a microbiologia, bioquímica, genética, engenharia química, entre outras) para o processamento de materiais por agentes biológicos (microrganismos, células, moléculas) com várias contribuições à sociedade.

Benditos micro-organismos.

Durante milhares de anos a biotecnologia tem sido utilizada para a produção de variados bens alimentar, tais como pão, queijo, vinhos e outros produtos fermentados. Nestes processos de manufatura a flora microbiana natural atuava espontaneamente, obtendo-se produtos fermentados com características diferentes.

 

Presente ontem, hoje e certamente amanhã (Susana)

A cerveja é conhecida dos Egípcios já milhares de anos, e é um ícone dos produtos biotecnológicos.

Futuro da ciência

Com o conhecimento da estrutura do material genético (DNA ou ácido desoxirribonucleico) e seu correspondente código genético, a partir dos anos 70, tem-se uma nova fase da biotecnologia, que trata da transferência de genes entre espécies, resultando nas plantas geneticamente manipuladas, também denominadas transgênicas ou OGM (organismo geneticamente modificado). Através da manipulação dos genes é possível direcionar os mecanismos da célula viva para fins específicos, tornando possível uma célula fazer algo para o qual ela não estava programada.

Os benefícios são irrestritos

O uso das ferramentas da biotecnologia tem produzido uma riqueza de conhecimento em diversas áreas. O impacto dela pode ser sentido em diversos setores. No setor agrícola observa-se a produção de adubo composto, pesticidas, silagem, mudas de plantas ou de árvores, plantas transgênicas, e na pecuária a produção de embriões, etc. Na indústria de alimentos a biotecnologia nos fornece os produtos de fermentação, a proteína unicelular, os aditivos, os corantes, entre outros.  Na indústria química tem-se a produção de butanol, acetona, glicerol, ácidos, enzimas e metais. Na indústria eletrônica fabricam-se os biosensores. No meio ambiente a biotecnologia propicia a recuperação de metais, a biorremediação e a produção de biopolímeros.

A contribuição com relação à saúde humana inclui a produção de novas drogas, como medicamentos, vacinas, hormônios, além de tratamentos como a terapia gênica.  Há ainda inúmeras outras aplicações que fazem parte do elenco de produtos que já são consumidos em todo o mundo e que estão disponíveis pela associação entre diferentes subáreas da Ciência.

Ciência do futuro

As oportunidades criadas pela aplicação da biotecnologia são vastas e muito promissoras nos mais diversos setores, possibilitando, por exemplo, encontrarmos a cura de doenças genéticas.  No entanto, a exploração das suas potencialidades é indispensável para o desenvolvimento sustentado e requer uma investigação científica inovadora e cuidadosa, avaliando os benefícios efetivos para o homem e para o meio ambiente a curto e a longo prazo, causando o menor impacto possível.

 

Susana Johann é bióloga, mestre em Biotecnologia e doutora em Microbiologia. Atua no desenvolvimento de compostos antimicrobianos.

 


Como citar esse documento:

Johann, S. (2011). Presente ontem, hoje e certamente amanhã. Folha biológica 2 (2): 4

Genética Ecológica – uma ferramenta para o estudo da biodiversidade

Rubens Pazza

 

Embora pareça novidade, a Genética Ecológica não é uma área nova. Na realidade, suas primeiras impressões vieram dos trabalhos de Darwin e Wallace, que primeiro relacionaram a Genética (variação) com a Ecologia (luta pela sobrevivência). Em termos simples, a Genética Ecológica é uma ciência que trabalha com a análise das variações genéticas inter e intrapopulacionais, que em última instância leva à adaptação e especiação. Assim, diferentes metodologias que avaliem a variabilidade de populações, espécies ou mesmo indivíduos podem ser utilizados como ferramenta para a Genética Ecológica. Mais recentemente, com o advento da biologia molecular, novas ferramentas permitiram a observação de variação em níveis cada vez mais refinados. Não apenas os avanços técnicos, mas também os avanços teóricos foram importantes para a consolidação desta área de estudo, como a teoria de metapopulações e as análises filogenéticas, por exemplo.

Uma das áreas de estudo da genética ecológica envolve a resolução dos problemas taxonômicos. Mas por que motivo os problemas taxonômicos seriam problemas ecológicos? Em primeiro lugar, um naturalista deve se preocupar em saber com que espécie está lidando, pois isso é imprescindível para a avaliação dos seus resultados. Quando um pesquisador afirma que determinada espécie de peixes apresenta desova total na época chuvosa, ele precisou avaliar vários exemplares da mesma espécie em diferentes épocas do ano para chegar a esta conclusão. Toda a sua hipótese depende da correta identificação dos exemplares observados. Entretanto, existem dois grandes problemas associados à identificação de espécies. O primeiro deles é em relação ao conceito de espécie em si. O que realmente é uma espécie? O “conceito biológico” de Mayr-Dobzhansky pode ser útil para muitos organismos, mas não para todos nem para todas as situações.  Em segundo lugar, existem muitos grupos de organismos onde a identificação taxonômica ao nível de espécie é extremamente complicada do ponto de vista morfológico. Para tentar resolver o segundo caso, metodologias mais refinadas como a de marcadores genéticos (citogenética, marcado- res moleculares, sequenciamento de trechos de DNA nuclear e mitocondrial), por exemplo, podem ser úteis. Mais recentemente, a utilização de um pequeno trecho do gene da citocromo oxidase I do DNA mitocondrial (COI) tem apontado para novos rumos na identificação de espécies por meios moleculares. É o chamado código de barras de DNA (DNA barcoding), que pressupõe que a variação encontrada nesta região do genoma mitocondrial é suficiente para identificar espécies distintas.

Os estudos ecológicos ganharam um importante aliado na identificação de espécies por meio de marcadores genéticos. Além das questões ecológicas clássicas, das inter-relações entre populações e espécies em um ecossistema, esta ferramenta também é bastante útil em questões mais aplicadas, como a identificação de espécies quando a morfologia está descaracterizada. Um exemplo interessante é o reconhecimento e a certificação de madeiras como pertencentes a espécies não ameaçadas, evitando ou coibindo crimes ambientais. O mesmo vale para carnes processadas, seja para evitar o uso indevido de espécies ameaçadas, ou mesmo para garantir que o atum enlatado é realmente atum, e não bonito, um peixe da mesma família e de carne semelhante, mas com menor valor de mercado ou ainda, para literalmente, não levar gato por lebre!

Rubens Pazza é biólogo, mestre em Biologia Celular e Doutor em Genética e Evolução. É professor do campus de Rio Paranaíba da UFV e atua na área de Genética Ecológica e Evolutiva.


Como citar esse documento:

Pazza, R. (2010). Genética Ecológica – uma ferramenta para o estudo da biodiversidade. Folha biológica 1 (3): 4

 

Uma ciência para o futuro

Karine Frehner Kavalco

Genética se remete ao estudo das origens. As definições mais rudimentares a consideram a “teoria que explica a origem ou a produção dos seres, parte da biologia que estuda a origem e a transmissão hereditária dos caracteres e das propriedades dos seres vivos”. Atualmente consideramos que se trata do estudo da transferência de informação biológica de célula para célula, dos pais para os filhos, e assim, de geração em geração. A genética também trata da natureza química e física da própria informação.

Gregor Mendel (1822-1884) é considerado o pai da genética embora não a tenha chamado assim, tendo publicado seus experimentos com ervilhas (Pisum sativum) em 1866, realizados no jardim do Mosteiro de Altbrünn, Áustria. Estes trabalhos geraram o fundamento da genética atual, considerada contemporaneamente uma ciência de potenciais. Talvez as mais expressivas contribuições à consolidação da genética como ciência derivam de estudos que identificaram os componentes celulares físicos (biomoléculas) relacionados aos genes, e, portanto, à transmissão das características herdáveis. Embora a composição química do DNA já fosse conhecida, a descoberta da estrutura física bem como do mecanismo de sua replicação, pela dupla J. D. Watson e F. H. C. Crick, revolucionou o estudo da genética na década de 50.

Hoje, a genética oferece nuances diversas e vários horizontes para pesquisa. Começam a pipocar os estudos genômicos, onde todo o conteúdo genético dos organismos passa a ser investigado, bem diferente dos primeiros estudos onde cada gene ou grupo de genes era separadamente analisado. As aplicações dos dados gerados pelos inúmeros projetos “Genoma” são infindáveis, e vão desde o melhoramento genético de muitas espécies de interesse comercial até perspectivas humanizadas, buscando a melhoria da qualidade de vida de muitas pessoas e a cura de doenças que até há pouco mostravam-se impossíveis de aniquilação. Além disso, as contribuições para estudos em biologia evolutiva são inúmeras.

A Engenharia Genética oferece oportunidade de incrementarmos características específicas, ou criarmos organismos “trabalhadores”, que sintetizam compostos como a insulina humana, por exemplo. Talvez os avanços mais marcantes sejam os resultados positivos no incremento de valor nutricional em vegetais e experiências revolucionárias, como a incorporação de vacinas aos alimentos, por meio de transgenia, ou do desenvolvimento de tecidos a partir de células-tronco. A nutrigenética é uma das áreas em expansão no momento, buscando o estudo das interações entre genótipos e alimentação. Hoje o ser humano manipula os genes, e, dando tempo para a ciência testar todas as potencialidades de que dispõem, os resultados prometem aumentar nossa qualidade de vida, que é um dos propósitos das Ciências Biológicas.

O biólogo geneticista pode trabalhar em laboratórios de análises genéticas, onde geralmente se procura os genes de origem para doenças conhecidas. Os métodos de análise podem ser indiretos ou até mesmo incluir o sequenciamento de porções do genoma do paciente. Além disso, esse profissional geralmente precisa ter um bom treinamento em citogenética, já que algumas das alterações genéticas mais frequentemente observadas nas populações são causadas por problemas cromossômicos (que podem ser relacionados com número e macroestrutura dos mesmos). Aspectos de genética bioquímica também são investigados em exames, normalmente quando se procura testar o paciente para um grupo de doenças conhecidas como erros inatos do metabolismo. Outra possível aplicação dos conhecimentos de genética humana são os testes de compatibilidade para transplantes, de seleção de embriões para reprodução assistida e os testes de paternidade, por exemplo.

O planejamento de cruzamentos, o desenvolvimento de raças e linhagens com características específicas (melhoramento) e os testes que envolvem a prática da agropecuária e da criação são igualmente realizados por geneticistas.

Empresas farmacêuticas, desenvolvedores de vacinas, remédios e compostos nutricionais, companhias de biotecnologia envolvidas com remediação de impacto ambiental (por exemplo, no desenvolvimento de micro-organismos que consomem poluentes) ou produção de órgãos e tecidos para transplantes também tem no geneticista um profissional de suma importância. E sempre há os que adotam a docência em nível Superior.

De um modo geral, a formação de um geneticista passa pela graduação e pós-graduação para torná-lo apto ao trabalho.

Karine Frehner Kavalco é bióloga, mestre em Genética e Evolução e Doutora em Genética. Atualmente é docente na Universidade Federal de Viçosa – UFV, Campus de Rio Paranaíba.


Como citar este documento:

Kavalco, K.F. (2010). Uma ciência para o futuro. Folha Biológica 1 (1):1.

 

Volume 2, Número 5

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