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segunda-feira, 28 de setembro de 2015

DNA recombinante, transgenia, plasmídeos, enzimas de restrição, clonagem e DNA fingerprint

Setembro - 2015 - Por Marcus V. Cabral

Merecem especial atenção e leitura complementar, pela freqüência nas provas, a diferenciação entre biotecnologia e engenharia genética, o DNA recombinante, os transgênicos, os plasmídeos, as enzimas de restrição, os vetores e as técnicas de transfecção, a clonagem e o DNA fingerprint.

Engenharia genética

Engenharia genética pode ser definida como o conjunto de técnicas capazes de permitir a identificação, manipulação e multiplicação de genes dos organismos vivos; é a modificação de seres vivos pela manipulação direta do DNA, através da inserção ou deleção de fragmentos específicos. Através desta nova ciência é possível a manipulação do DNA, ou seja, do ácido desoxirribonucleico que existe nas células dos seres vivos e assim recombinar genes, alterando-os, trocando-os ou adicionando genes de diferentes origens e criando novas formas de vida. A engenharia genética, de uma maneira geral, envolve a manipulação dos genes e a conseqüente criação de inúmeras combinações entre genes de organismos diferentes. Os primeiros experimentos envolveram a manipulação do material genético em animais e plantas com a transferência (transfecção) dos mesmos para microorganismos tais como leveduras e bactérias, que crescem facilmente em grandes quantidades. Produtos que primariamente eram obtidos em pequenas quantidades originados de animais e plantas, hoje podem ser produzidos em grandes escala através desses organismos recombinantes. O termo transgênico refere-se a animais ou plantas nos quais um novo segmento de DNA tenha sido incorporado ao genoma.

A engenharia genética possibilita:
a) mapear o sequenciamento do genoma das espécies animais, incluindo o ser humano (Genoma Humano) e dos vegetais;
b) a criação de seres clonados (copiados);
c) desenvolver a terapia genética;
d) produzir seres transgênicos.




Scale-up: processo de trabalho que permite passar de uma escala de laboratório ou piloto de desenvolvimento, para uma escala ampliada de produção.

Downstream: referente à direção do fluxo de dados, ou seja, em direção ao destino de uma transmissão. Nas conexões de alta velocidade, refere-se ao fluxo de dados que vem do provedor de acesso rumo ao micro do usuário. Nas indústrias petrolíferas é o termo utilizado para referir as áreas de negócio que lidam com o refino, distribuição e venda de produtos.

Seleção e transgenia
Plantas transgênicas são plantas em que foram introduzidos um ou mais genes vindos de um outro organismo (outra espécie de planta, animal, bactéria, etc...), pelas técnicas da engenharia genética. São conhecidas também como organismos geneticamente modificados (OGMs), sendo que este termo aplica-se também a animais e bactérias transgênicas. Por enquanto, o objetivo de se obter plantas transgênicas tem sido o de diminuir os custos de produção (plantas resistentes a pragas, doenças ou herbicidas) ou de aumentar a qualidade nutricional do produto (melhorando sua aparência, conteúdo nutricional, etc...). OGMs são obtidos utilizando-se a biotecnologia, mas é importante reconhecer que OGMs e biotecnologia não são a mesma coisa. O termo biotecnologia engloba um grande campo de pesquisa, onde a obtenção de OGMs é apenas uma parte.

Clonagem
O termo clonagem deriva etimologicamente do grego klón, que quer dizer "broto". De acordo com Webber - 1903 (a data é para demonstrar que o assunto não é recente), um clone é definido como uma população de moléculas, células ou organismos que se originaram de uma única célula e que são idênticas à matriz original. Os indivíduos resultantes são geneticamente idênticos; o genótipo será o mesmo mas, por influência ambiental, poderão ter diferentes fenótipos. É um mecanismo comum de propagação da espécie em plantas ou bactérias. Em plantas, os meristemas, melhor as células meristemáticas, atuam como as células-tronco nos animais. Em seres humanos, os clones naturais são os gêmeos monozigóticos que se originam da divisão de um mesmo zigoto, originado de um mesmo ovócito fertilizado.
 

Biotecnologia

Biotecnologias são compreendidas como tecnologias que incorporam seres vivos (ou seus produtos derivados) como elementos na produção industrial de bens e/ou serviços. O ser vivo pode ser parte de um processo e/ou um produto final. Biotecnologia envolve manipulação do processo biológico natural de microorganismos, plantas e animais. O homem tem se utilizado da biotecnologia há centenas de anos: confecção de pão, cerveja e queijo por exemplo.

Entretanto, as modernas técnicas da biologia molecular, em particular a engenharia genética, têm apresentado novas possibilidades, principalmente a nível industrial. A inserção de genes de uma determinada espécie em outra não correlacionada, pode vir a melhorar esta última, que passa a apresentar determinadas características outrora não existentes. Produção de vacinas, melhora de características agronômicas de plantas e da qualidade dos animais de corte, por exemplo, perfazem um quadro das melhorias com a utilização da tecnologia do DNA recombinante ou da chamada engenharia genética.
 

DNA recombinante
A Criação do DNA Recombinante envolve a união de um fragmento de DNA a uma molécula maior, utilizando-se uma endonuclease de restrição (por exemplo a EcoRI, obtida da bactéria Escherichia coli) e a DNA ligase. A clivagem do DNA com a mesma enzima de restrição cria extremidades complementares adesivas que são unidas pela ação da DNA ligase. Desta forma, um fragmento de DNA pode ser inserido em uma molécula maior, que passa a ser recombinante.


Assim, um determinado gene do genoma humano pode ser inserido no genoma de uma bactéria, por exemplo, e lá ser amplificado ou mesmo transcrito várias vezes. Com o desenvolvimento da biologia molecular e das técnicas de DNA recombinante, um novo universo de material genético, sem restrições de compatibilidade reprodutiva, tornou-se acessível ao melhoramento de plantas e animais. Neste sentido a Engenharia Genética tem por metas a obtenção de plantas resistentes a pragas e doenças, com melhores qualidades nutritivas, adaptadas a determinadas características ambientais (frio, seca, salinidade), bem como tolerantes a agrotóxicos, possibilitando o aumento da produtividade, diminuição do uso de insumos e mão de obra, e expansão das fronteiras agrícolas. Fora do âmbito agrícola, a produção de compostos de interesse farmacológico em células ou plantas transgênicas é uma fronteira em início de exploração. E, sem menor importância, esta nova ciência constitui um instrumento sem precedentes no estudo da estrutura e expressão gênica.


Utilização da Biotecnologia no Brasil (2002).

Isolando o gene de interesse.

Empregando substâncias químicas nas células que contém o gene de interesse:
1 - dissolve-se a membrana celular.
2 - separa-se o material genético dos demais componentes da célula.
3 - isola-se o segmento do material genético que contém o gene de interesse. Para se isolar o segmento do material genético que contém o gene de interesse, utilizam-se compostos químicos chamados de enzimas de restrição, que atuam como "tesouras", cortando o segmento desejado e isolando o gene.
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As enzimas de restrição NÃO foram criadas pelos seres humanos para serem usadas nos laboratórios. Elas foram extraidas de organismos vivos. Elas fazem parte do SISTEMA DE DEFESA que os organismos possuem, para destruir material genético estranho que invada o organismo. As enzimas de restrição são batizadas a partir do nome do microorganismo do qual foram isoladas.

Enzimas de restrição
Em 1953 estudando-se um vírus que ataca bactérias, observou-se que a sua capacidade de multiplicar-se dependia da bactéria na qual ele se inseria. Algum tempo depois percebeu-se que a inabilidade de certos vírus crescerem em determinadas bactérias era devido a presença de substâncias, altamente específicas, que "cortavam" o material genético do vírus. Essas substâncias altamente específicas são chamadas "ENZIMAS". Isto pode ser encarado como um sistema de defesa bacteriano que degrada o material genético que lhe é estranho. A isso chama-se "RESTRIÇÃO".
A bactéria protege seu próprio material genético, desta degradação, "camuflando-o". Ela faz isso, modificando quimicamente o seu material genético. Como conseqüência, este sistema é frequentemente descrito como fenômeno da restrição/modificação e existe em um grande número de bactérias. As enzimas de restrição são divididas em várias classes, dependendo da estrutura, da atividade e dos locais de reconhecimento e clivagem. Atualmente, mais de 1000 enzimas de restrição já foram identificadas.
 

A nomenclatura desenvolvida foi baseada na abreviação do nome do microrganismo do qual a enzima foi isolada. A primeira letra representa o gênero e as outras duas a espécie, seguido de um algarismo romano (ou outra letra) que indica a ordem da descoberta ou a linhagem da qual ela foi isolada. Por exemplo, a enzima de restrição denominada de EcoRI é purificada de uma Escherichia coli que carrega um fator de transferência de resistência RI, enquanto que a Hind III é isolada da Haemophilus influenzae, linhagem d III.
Copiando o gene de interesse.

Para obter-se cópias, do gene isolado, pelo processo biológico utilizam-se bactérias. Insere-se o gene de interesse no material genético de uma bactéria. As bactérias dividem-se, em média, a cada 20 minutos. Em questão de horas, tem-se bilhões de cópias do gene de interesse. A obtenção de cópias do material genético de interesse pelo processo biológico é eficiente, porém trabalhosa, delicada e relativamente demorada. Em 1983, desenvolveu-se uma técnica físico/química muito mais rápida. O processo físico/químico utilizado para obtenção de cópias do material genético de interesse é chamada de PCR - polymerase chain reaction (reação em cadeia da polimerase).

PCR - polymerase chain reaction (reação em cadeia da polimerase).

A técnica de PCR é um advento relativamente recente na história da biologia molecular, tendo sido desenvolvida nos anos 80 por Kary Mullis. Em 1986 o pesquisador britânico Kary Mulis descobriu um processo simples e eficiente de aumentar a quantidade de DNA de certa amostra. Trata-se da reação em cadeia da polimerase (PRC, do inglês polymerase chain reaction). Atualmente, a reação em cadeia da polimerase é realizada em equipamentos automatizados e, graças a esse método, pode-se multiplicar a quantidade disponível de DNA por mais de um milhão, em pouco mais de duas horas. Como veremos, esta técnica é tão importante que, em 1994, Mullis ganhou o prêmio Nobel.
A idéia básica da técnica de PCR é bastante simples. Trata-se de uma metodologia in vitro que possibilita a reprodução de milhares de cópias de um determinado fragmento de DNA. Através desta técnica, uma seqüência particular de interesse pode ser amplificada, tornando-se majoritária na amostra de DNA. Gera quantidade de DNA suficiente para manipulação e análises subseqüentes. Isso ajuda no diagnóstico de doenças, estudos criminalísticos e testes de paternidade. Às vezes referida como “fotocópia molecular”, a PCR pode amplificar qualquer sequência específica de DNA, a partir de amostras de diferentes materiais biológicos como sangue, urina e outros fluidos corporais, cabelo e cortes de tecidos (biópsias frescas ou em blocos de parafina). Amostras de microorganismos, células animais ou vegetais, alguns deles com milhares, possivelmente até milhões, de anos de idade podem, também, ser detectadas. Tal façanha depende da habilidade das enzimas copiadoras de DNA permanecerem estáveis em alta temperatura, como veremos a seguir. A DNA polimerase isolada da bactéria hipertermófílica Thermus aquaticus (Archaea), encontrada em fontes termais do parque florestal de Yellowstone-USA, deu grande impulso a utilização automatizada desta técnica.
 

Hoje, a técnica de PCR é amplamente utilizada em laboratórios de pesquisa e clínicos e consiste em produzir, automaticamente, com a utilização de uma máquina especial chamada de termociclador e máquina de PCR, que aquece e resfria vários ciclos consecutivos para amplificar o DNA, milhões de cópias de um único segmento de DNA em questão de horas. Ocorre em 3 etapas:
A desnaturação da dupla fita do DNA, em alta temperatura - 92ºC a 96ºC
O pareamento dos "primers", a baixa temperatura - 50º C a 65ºC
A duplicação do segmento isolado através da reação da DNA polimerase (72ºC).
 

A transferência do gene.
A meta em todo processo de obtenção de plantas transgênicas não consiste somente na clonagem e transferência do gene desejado, mas também que o mesmo seja expresso num modelo temporal, espacial e na magnitude adequada com os objetivos. Assim, por exemplo, na transferência de um gene de proteína de reserva (visando aumentar o valor nutritivo da semente), a expressão do mesmo deverá ser restrita às sementes (tecido específica). Por outro lado, no caso de genes que conferem resistência a herbicida, a expressão deverá ser constitutiva. Para isso, são utilizados vetores de clonagem (plasmídeos ou vírus), nos quais a seqüência de DNA de interesse é inserida, utilizando a enzima DNA ligase.
 
Quando necessário, o fragmento de DNA de interesse pode ser liberado do vetor por meio de enzimas de restrição. Uma vez isolado o gene de interesse, estes fragmentos de DNA (genes) são incorporadas por meio de engenharia genética no genoma do organismo alvo, resultando em um organismo geneticamente modificado (OGM), cuja característica adquirida passa a ser hereditária.

Diversas tecnologias têm sido desenvolvidas para a inserção de DNA exógenos no genoma de plantas por meio de engenharia genética. Particularmente, para o caso de células vegetais, as tecnologias mais eficientes para transformação genética consistem em (1) infecção por Agrobacterium tumefaciens, (2) eletroporação de protoplastos e (3) o método biolístico. Todas estas tecnologias envolvem um sistema eficiente de cultura de tecidos e regeneração de plantas in vitro.
(1) Agrobacterium tumefaciens é uma bactéria Gram-negativa encontrada no solo e induz a formação de tumores em plantas. Agrobacterium tumefaciens afeta apenas plantas dicotiledôneas, pelo que esta técnica só se aplica a este tipo de plantas. Os tumores são causados pelo plasmídeo Ti presente na bactéria.

Este plasmídeo tem sido amplamente estudado pelos engenheiros geneticistas de plantas por ser extremamente útil para introdução de novos genes em plantas, uma vez que tem a capacidade de transferir um fragmento de DNA para o genoma da planta durante o processo de infecção.


Pesquisadores modificaram a região do DNA de transferência (região T) do plasmídeo Ti, de forma a tornar possível a inserção de qualquer gene de interesse na planta. Este sistema constitui um sistema natural de transformação de plantas.


Agrobacterium tumefaciens


(2) Eletroporação é uma técnica de transformação ou transfecção que consiste na exposição das células a pulsos de correntes de alta voltagem, o que torna a membrana plasmática permeável, permitindo a penetração do DNA. Protoplastos são células de plantas ou de fungos na qual a parede celular foi removida enzimaticamente tornando-a mais acessível para transfecção.


Endossomos são compartimentos de forma variada, localizados entre o complexo de Golgi e a membrana plasmática. Os endossomos são responsáveis pelo transporte e/ou digestão de partículas e grandes moléculas que são captadas pela célula através de uma variedade de processos conhecidos como endocitose.

(3) O Método biolístico consiste em introduzir o DNA na célula, rompendo a barreira da parede celular e da membrana plasmática, sem o uso de vetores biológicos. Para isso, microprojéteis de ouro ou tungstênio, cobertos com moléculas de DNA, são acelerados a alta velocidade, o que possibilita sua penetração em células intactas.




Produtos obtidos através da biotecnologia.
Os primeiros produtos da engenharia genética começaram a entrar no mercado nos anos 1980, quando a insulina produzida em bactérias transgênicas chegou a farmácias americanas. A técnica consiste em modificar geneticamente a bactéria Escherichia coli para torná-la capaz de sintetizar o hormônio ausente.



Assim, a insulina será fabricada em apenas 30 dias, que equivale a um terço do tempo necessário para obtê-la pelo método tradicional. A segunda etapa do processo é a introdução do gene da pró-insulina humana na bactéria, fazendo com que o gene, precursor da insulina ativa, passe a produzir o hormônio em grandes quantidades. Na década seguinte os primeiros alimentos transgênicos chegaram às prateleiras dos supermercados de vários países. Atualmente mais de 50 milhões de hectares em todo o mundo são cultivados com plantas transgênicas.
Resumindo:

(a) Agricultura: adubo composto, pesticidas, silagem, mudas de plantas ou de árvores, plantas transgênicas, etc. Observa-se uma busca da proteção vegetal, buscando o controle de ervas daninhas, pragas e doenças, com a integração de soluções químicas e genéticas. O Laboratório de Biologia Molecular Vegetal (LBMV), integrante do Centro de Biotecnologia da UFRGS, trabalha com genes potencialmente capazes de conferir a resistência vegetal a insetos e a outras pragas e resistência vegetal a moléstias fúngicas. Destacam-se no país todos os produtos Bt, toxina com ação inseticida produzida pela bactéria Bacillus thuringiensis, encontrada naturalmente no solo, e que é empregada no controle de certos insetos-pragas que atacam as lavouras, sendo, no entanto, inofensiva para insetos não-alvo, bem como para seres humanos e animais em geral.

 (b) Alimentação: pães, queijos, picles, cerveja, vinho, proteína unicelular, aditivos, etc. Já na Antigüidade o homem fazia pão e bebidas fermentadas enquanto uma das fontes de alimentos dos Astecas eram as algas que eles cultivavam nos lagos. Um exemplo atual é o arroz “Golden Rice”, desenvolvido para fornecer maiores teores de carotenos, pró-vitamina A. Ingo Potrykus, pesquisador do Instituto Federal de Tecnologia da Suíça, produziu o arroz transgênico, com betacaroteno (precursor da vitamina A) no endosperma das sementes, a partir de genes da planta narciso e da bactéria Erwinia.
(c) Química: butanol, acetona, glicerol, ácidos, enzimas, metais, etc. Dentre as hidrolases, as enzimas proteolíticas, ou peptidases, ou proteinases, compreendem 50% das enzimas utilizadas industrialmente; também podem ser utilizadas na extração de DNA de células de eucariontes. São empregadas na área de farmacologia, como é o caso da bromelina, enzima proteolítica extraída do abacaxi, que possui a propriedade antiinflamatória, atividade fibrinolitica e inibição reversível de agregação de plaquetas.
(d) Eletrônica: biossensores. Um biossensor é um dispositivo no qual se incorpora uma substância (ex: uma enzima, um anticorpo, uma proteína, DNA, etc) para poder medir de modo seletivo determinadas substâncias. Um exemplo seria a medida da quantidade de chumbo ou de bactérias na água, ou a quantidade de toxinas presentes nos alimentos.
(e) Energia: etanol, biogás. O biogás é obtido como produto da transformação da matéria orgânica em gás metano e dióxido de carbono feita pelas bactérias anaeróbicas em instalações conhecidas como biodigestores. Teoricamente qualquer resíduo orgânico não esterilizado, sob condições anaeróbicas adequadas, facilita o desenvolvimento de bactérias que atacam os sólidos voláteis (exceto lignina) da matéria orgânica, decompondo-a.
(f) Meio Ambiente: recuperação de petróleo, tratamento do lixo, purificação da água.
(g) Pecuária: o objetivo nessa área é a produção de animais transgênicos que apresentem características de importância comercial, tais como maior eficiência na conversão alimentar, maior quantidade de proteína na carne, maior taxa de crescimento corporal, maior produção de carcaça e resistência a doenças.
(h) Saúde: hormônios, como somatotropina, hormônio do crescimento, e insulina, interferon e anticorpos. Os projetos atualmente em desenvolvimento estão relacionados a doenças infecciosas endêmicas no Brasil, como a doença de Chagas, leishmaniose, esquistossomose, febre amarela, malária, hepatite B, tuberculose e diarréia. Outros projetos incluem doenças genéticas (síndrome de Down), drogas anti-inflamatórias, diferentes proteínas associadas ao câncer, bem como metaloproteinases de matriz, desintegrinas, miotoxinas e neurotoxinas de venenos de serpentes brasileiras, modelos biológicos para inflamação e sinalização celular. Medicamentos como antibióticos e antiinflamatórios são também produzidos pela tecnologia do DNA recombinante. Bactérias que vivem no intestino do homem e de animais são utilizadas como biorreatores e produzem esses fármacos com qualidade e quantidade superiores à metodologia clássica, além de serem produzidas a um preço inferior. Vacinas utilizando a tecnologia do DNA recombinante são alternativas às vacinas tradicionais e já existem muitas sendo comercializadas e outras tantas sendo testadas.

Tais vacinas podem ser desenvolvidas eliminando ou destruindo genes do patógeno que causa a doença ou de suas subunidades (proteínas). O antígeno não provoca a doença, mas estimula a produção de anticorpos específicos que imunizam o organismo contra o agente.

Um estudo divulgado pela Universidade de Toronto, no Canadá, intitulado Top Biotechnologies for Improving Global Health (Top da biotecnologia para a melhoria da saúde global) estabeleceu as principais áreas do setor em ordem de importância. São elas:
I. Tecnologia molecular para diagnósticos mais simples e baratos de doenças infecciosas;
II. Tecnologia recombinante para o desenvolvimento de vacinas contra doenças infecciosas;
III. Tecnologia em prol do meio ambiente (incluindo limpeza da água e área sanitária);
IV. Tecnologia da seqüência de genomas patogênicos para a compreensão de sua biologia e identificação de novos combates a microrganismos;
V. Proteção contra doenças sexualmente transmissíveis;
VI. Bioinformática para identificar medicamentos e para examinar interações patógenos-hospedeiros;
VII. Organismos geneticamente modificados para desenvolver nutrientes e combater deficiências específicas;
VIII. Tecnologia recombinante para o desenvolvimento de produtos terapêuticos mais baratos;
IX. Combinações químicas para descoberta de drogas.

DNA fingerprint: identificação de pessoas e testes de paternidade.

Em 1977, o britânico Richard Roberts e o norte-americano Phil Sharp descobrem, independentemente, que genes de organismos superiores são interrompidos por regiões chamadas íntrons, que não especificam aminoácidos (regiões não codificantes) para a formação de proteínas.


Em 1985, o britânico Alec Jeffreys publica artigo em que descreve técnica de identificação que ficou conhecida como "impressão digital" por DNA ("DNA fingerprint"), que permitiu a elucidação mais precisa de vários crimes e dúvidas em casos de paternidade.

A análise de DNA é a técnica mais usada hoje por ser mais segura que as impressões digitais. Não que as impressões digitais não sejam confiáveis. São totalmente seguras, mas é muito difícil se conseguir uma impressão digital perfeita.
A verdade é que os cromossomos humanos possuem 30 mil genes diferentes, mas estes representam apenas 3% do conteúdo do genoma humano. Entre as regiões codificantes, que especificam posição de aminoácidos em proteínas, existem grandes trechos de bases nitrogenadas que não codificam proteínas, ou seja, não são codificantes. Estas partes chamadas de unidades não codificantes se agrupam formando seqüências chamadas VNTRs (Variable Number of Tanden Repeats = Número variável de repetições em seqüência). São as VNTRs que são mapeadas no "DNA fingerprint".


Porções específicas das fitas separadas de DNA podem ser examinadas pela utilização de enzimas de restrição e de sondas de DNA. As sondas de DNA são fragmentos curtos de DNA em fita simples compostos de centenas ou milhares de bases e podem ser obtidos em laboratório através da engenharia genética. Estas sondas, marcadas por radioatividade ou quimioluminescência, quando na presença do DNA desconhecido procuram alinhar-se às sequências as quais são complementares, ligando-se fortemente a elas. A detecção do fragmento reconhecido pela sonda marcada é feita pela utilização de filmes de raios-X onde é visualizada como uma linha ou banda.


a) Uma amostra de DNA é extraída e purificadada, a partir de glóbulos brancos do sangue de uma pessoa.
b) O DNA extraído é submetido a tratamento com enzimas de restrição, ocorrendo a fragmentação.
c) Os fragmentos obtidos são separados um dos outros através de eletroforese (técnica que permite separar os fragmentos de DNA de acordo com seu tamanho e carga elétrica).
d) Comparação dos fragmentos obtidos com o DNA de outra pessoa (amostra de DNA de um cadáver com seus parentes próximos; amostra de sangue encontrado no local de um crime e suspeito do mesmo; criança e pais).
e) A eletroforese do DNA cortado fornece um padrão típico de barrras (faixas) de cada pessoa. Para cada indivíduo, obtém-se, portanto, um padrão de barras (parecido com o código de produtos de supermercados) que consiste nas “impressões digitais” do DNA (DNA "fingerprint").
f) A identificação de pessoas, por meio do estudo do DNA (DNA fingerprint), parte do princípio de que seqüências de bases (repetitivas) são herdadas de acordo com os princípios Mendelianos.Todas as bandas presentes no DNA da criança, por exemplo, tem que ter vindo do pai ou da mãe, caso contrário, a paternidade será excluída. Se o pai apresentar todas bandas de DNA que não se encontrarem na mãe, a paternidade estará confirmada (confiabilidade 99,999999%).


Glossário para entender as ferramentas utilizadas em engenharia genética.

a) Plasmídios são moléculas de DNA dupla fita, com replicação independente do cromossomo bacteriano, sendo encontrados em quase todos os tipos de bactérias. Os diferentes tipos de plasmídios apresentam tamanhos variados, de alguns milhares a centenas de milhares de pares de bases. Podem ser circulares ou lineares. Da mesma forma que os cromossomos, os plasmídios codificam proteínas e moléculas de RNA, replicam durante o crescimento celular e as cópias replicadas são distribuídas entre as células filhas no momento da divisão celular

b) DNA Polimerase é capaz de catalisar in vitro a formação de uma fita de DNA a partir de um molde fita simples e de um primer ou iniciador. A DNA polimerase I da bactéria Thermus aquaticus, denominada taq polimerase, é uma enzima que trabalha até uma temperatura de 92,5°C, por esta razão é utilizada para amplificação gênica in vitro (PCR).

c) Bacteriófagos são vírus que infectam bactérias.

d) Cosmídeos são estruturas híbridas que possuem características do bacteriófago associadas à do plasmídeo pBR322, vetor de clonagem apropriado para duplicar em E. coli, e são utilizadas para a clonagem de maiores segmentos de DNA.

e) Proteoma é o conjunto de proteínas produzidas por uma célula, a partir do genoma, em determinadas condições fisiológicas. A proteômica se propõe a estudar e identificar esse conjunto de proteínas e relacioná-lo com suas funções.

f) Splicing é o processo pelo qual sequências de íntrons são removidos (por excisão) e os éxons da molécula precursora de RNA, são soldados, no núcleo, durante a formação do RNA mensageiro definitivo.

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