Engenharia Genética

O que é engenharia genética?

Engenharia genética é o termo utilizado para um conjunto de técnicas, que manipulam genes, em geral de forma artificial, o que envolve duplicação, transferência e isolamento, (de genes). 

O que é genética?

É uma área da ciência, (biologia), que estuda a constituição de genes, ou seja, o processo hereditário dos genes. É muito utilizada atualmente para mapear anomalias ou funcionamentos irregulares de estruturas cromossômicas, por exemplo, o projeto GENOMA, (conjunto de genes de uma determinada espécie, é um projeto que pretende identificar e fazer mapeamentos de todos os genes de um ser).

Principais Diferenças:

-A engenharia genética escolhe, reproduz, e manipula artificialmente genes, enquanto a genética escolhe a combinação de genes naturalmente, é possível dize-se que o processo natural depende da “sorte”.

-Toda a manipulação genética artificial, tem um objetivo antes previsto. Um exemplo é melhorar a combinação de genes de certa planta, para que essa se torne mais resistente. 

A história da manipulação de genes:(principais etapas)

Gregor Johann Mendel, (1822 — 1884), foi um monge agostiniano, botânico e meteorologista austríaco. Estudou, durante dois anos, no Instituto de Filosofia de Olmütz (hoje Olomouc, República Checa) e na Universidade de Viena (1851-1853). Entre 1843 a 1854 tornou-se professor de ciências naturais na Escola Superior de Brno, dedicando-se ao estudo do cruzamento de muitas espécies: feijões, chicória, bocas-de-dragão, plantas frutíferas, abelhas, camundongos e principalmente ervilhas cultivadas na horta do mosteiro onde vivia analisando os resultados matematicamente, durante cerca de sete anos. Gregor Mendel, "o pai da genética", como é conhecido, foi inspirado tanto pelos professores como pelos colegas do mosteiro que o pressionaram a estudar a variação do aspecto das plantas. Propôs que a existência de características (tais como a cor) das flores é devido à existência de um par de unidades elementares de hereditariedade, agora conhecidas como genes.

james watson e francis Crick, identificar a estrutura do DNA foi uma aventura que começou no século 19 com o pai da genética Gregor Mendel. No século 20, essa tarefa virou uma disputa entre brilhantes cientistas para ver quem solucionava antes o enigma. No fim, os créditos ficaram para o norte-americano James Watson e o britânico Francis Crick, que em 1953 revelaram ao mundo o resultado de suas descobertas.

Mas até chegarem lá eles usaram os resultados de pesquisas de vários cientistas.

Francis Crick nasceu na Inglaterra em 1916. Ele se diplomou em física pelo University College, em Londres. Com a eclosão da Segunda Guerra Mundial, foi recrutado e encarregado de projetar minas. Após a Guerra, já casado, ele decidiu seguir carreira na área de pesquisas científicas. Após assistir a uma palestra de Linus Pauling, o mais notável químico do século 20, Crick encontrou na química uma inspiração para sua carreira científica. Nessa época ele conheceu também a física quântica e em sua cabeça construiu uma perspectiva maluca de pesquisar moléculas orgânicas, química da genética e mecânica quântica. Em 1949, já divorciado, conseguiu um emprego no mundialmente famoso Laboratório Cavendish de física, em Cambridge.

Enquanto Crick descobria, entre um emaranhado de opções, sua vocação para a biologia, do outro lado do Atlântico, James Dewey Watson preparava-se para deixar os Estados Unidos e ir peregrinar por universidades e laboratórios na Europa com uma bolsa da Fundação Merck. Watson nasceu em Chicago em 1928. Um prodígio, aos 15 anos já estava matriculado na Universidade de Chicago no curso de zoologia. Aos 19 anos, logo após ter se formado foi para a Universidade de Indiana. Lá, dois eventos mudariam sua vida. Assim como Crick, ele também descobriu o universo da física quântica. Só que, além disso, Watson teve a oportunidade de estudar e ser orientado em seu doutorado pelo microbiologista italiano Salvador Luria, líder de um notável grupo de geneticistas que faziam importantes avanços na investigação da autorreplicação no nível viral. Em 1950, Watson ganhou uma bolsa da Fundação Merck para estudar o metabolismo bacteriano. Primeiro ele foi para Copenhague e depois para Nápoles, sempre sob supervisão do bioquímico Herman Kalckar. Durante um congresso científico na Itália ele conheceu o neozelandês Maurice Wilkins, pesquisador do King’s College, em Londres. Wilkins trabalhava para descobrir a estrutura química do DNA. Bingo! Watson encontrou finalmente o que queria fazer: desvendar o segredo da vida, descobrindo a estrutura do DNA e ficar famoso. Com esse objetivo pediu transferência para o Laboratório Cavendish, em Cambridge.

Quando o insolente e altissonante Crick e o desengonçado e ingênuo Watson se encontraram, eles se entenderam imediatamente, afinal apesar das diferenças de personalidade e idade, ambos tinham em comum uma excessiva autoconfiança e o desejo de decifrarem os segredos do DNA. O grande problema é que mesmo a somatória dos conhecimentos dos dois ainda deixava em um ou noutro uma enorme lacuna em química, biologia e pouca experiência com difração de raios x, técnica essencial àquela altura para estudar o DNA. Mas, a autoconfiança sem limites dos dois os fez seguir em frente.

Juntos em Cambridge, Crick e Watson estudaram os achados do químico Linus Pauling que, tentando descobrir a estrutura de biomoléculas complexas, deduziu uma estrutura modelar para proteínas envolvendo uma hélice. Para Pauling, aquela poderia ser a forma de muitas moléculas complexas, inclusive o DNA. 

Além de Linus Pauling, que trabalhava no California Institute of Technology (Caltech), Maurice Wilkins e Rosalind Franklin, do King’s College, ainda que numa parceria problemática, também estavam tentando identificar a estrutura do DNA. O King’s College e o Laboratório Cavendish tinham um acordo de cavalheiros que definiu que o pessoal de Cambridge se preocuparia com as proteínas enquanto os pesquisadores do King’s ficariam com o DNA. Mas Crick e Watson não pretendiam respeitar rigorosamente esse acordo.

No King’s, o trabalho de Rosalind Franklin com difração de raios x tinha feito significativos progressos em novembro de 1951. Ela tinha captado as melhores imagens do DNA até aquele momento. Isso a levou a algumas conclusões importantes que resolveu apresentar num seminário em Londres. Seu parceiro Wilkins decidiu convidar Watson para assistir, sem imaginar o quanto ele estava interessado no assunto e da intenção dele e Crick em passarem a perna nos “concorrentes” sediados em Londres. Após o seminário, Watson voltou para Cambridge inspirado e decidido a construir um modelo do DNA baseado no que ouvira. Seu parceiro Crick também acreditava mais em especulações teóricas, no que era irritantemente brilhante, do que em pesquisas desnecessárias. Ambos se dedicaram à construção de um modelo com três hélices interligadas, inspirados no palpite de Pauling e nas conclusões de Franklin. Mas, Watson parece não ter entendido bem o que Franklin falou e o modelo expunha várias falhas.

O fiasco de ambos chegou aos ouvidos do diretor de Cavendish, Sir Laurence Bragg. O rompimento do acordo de cavalheiros rendeu uma dura reprimenda a Crick, afinal ele era o mais velho e provavelmente na visão de Bragg quem teria desviado o jovem pesquisador americano do bom caminho. O chefe de Cavendish proibiu que fosse feito qualquer outro trabalho com o DNA. Mas Crick e Watson eram muito mais ambiciosos do que qualquer um pudesse imaginar. Eles poderiam estar proibidos de trabalhar com DNA, mas não estavam proibidos de pensar sobre ele.

Os dois tinham pressa e discutiam a questão com outros pesquisadores, como o matemático John Griffiths, um jovem doutorando, que desenvolveu alguns cálculos mostrando como as quatros bases do DNA (adenina, citosina, guanina e timina) eram atraídas uma pela outra. Enquanto isso, Wilkins imprudentemente continuou a mostrar aos dois os progressos feitos pelo King’s College. No outono de 1952, Watson fez amizade com Peter, filho de Linus Pauling, que lhe mostrou uma cópia do artigo que o pai pretendia publicar revelando a estrutura do DNA. Pronto! Tudo estava perdido. Não havia como eles competirem com o maior químico do século. Mas o inacreditável aconteceu. Watson descobriu que Linus Pauling havia cometido um erro. Ele não deu aos grupos fosfatos, que formavam os elos em cada cadeia, qualquer ionização. Não havia assim na estrutura de Pauling carga elétrica para manter as longas e finas cadeias coesas. Um erro primário e era uma questão de tempo para Pauling notá-lo e corrigi-lo.

Nessa corrida, Wilkins mais uma vez inadvertidamente mostrou a Watson novas imagens do DNA feitas por Franklin. Elas eram espantosas. Watson imediatamente teve um insight. Após alguns cálculos, ele concluiu que o DNA consistia de duas fitas helicoidais entrelaçadas. Após convencer o chefe Bragg e receberem autorização para irem em frente na construção do modelo, eles ainda cometeram alguns erros crassos. Mais uma vez a enorme autoconfiança dos dois serviu para não desistirem e eles abandonaram rapidamente as hipóteses que não serviam. Após solucionarem o intrincado problema das ligações das bases e seus encaixes na cadeia, eles concluíram o modelo em 7 de março de 1953, cinco semanas após terem iniciado sua construção. A notícia de que pesquisadores de Cambridge tinham descoberto o segredo da vida logo se espalhou. Em 25 de abril de 1953, a revista “Nature” trouxe o artigo “Estrutura molecular dos ácidos nucléicos” assinado pelos dois. Alguns consideraram que Cricks e Watson fizeram de forma inescrupulosa o uso de material desenvolvido pelo King’s College. Entre eles, o comitê do Prêmio Nobel. Em 1962, a descoberta do DNA rendeu o Prêmio Nobel de Medicina a Francis Crick, James Watson e, também, a Maurice Wilkins. Rosalind Franklin havia morrido em 1958, aos 37 anos, vítima de câncer (desde 1961, o Prêmio Nobel deixou de oferecer premiações póstumas).

Projeto Genoma Humano: Em 1990, surgiu o Projeto Genoma Humano que tinha a finalidade de identificar no prazo de até o ano de 2005 cada um dos 100 mil genes através de um processo chamado mapeamento genético humano.

Esse mapeamento consiste em registrar cada um dos genes do cromossomo, determinar a ordem dos nucleotídios e sua função. As vantagens desse trabalho estão no fato da identificação da cura e da causa de muitas doenças como a obesidade, o diabetes e o hipertensão, o que será de grande benefício para a humanidade que, até então, não alcançou tal proeza.

Mas por outro lado, existem desvantagem (éticas e morais), pois o uso indevido do Projeto pode fazer com que as pessoas percam sua individualidade tornem-se vulneráveis e propícias a um descarte numa entrevista de trabalho, por exemplo, devido ao fato de que por um simples exame possa-se detectar uma má reprodução da célula e um futuro câncer, que dificultará sua admissão no emprego.

O conhecimento do código genético do ser humano pode ofertar em trunfo a certas pessoas, que poderia se usado de forma indevida resultar não só em sérios problemas éticos e morais, mas poderia ser responsável pela dizimação da raça humana.

Conceito

O genoma humano é um conjunto de instruções necessárias para formar um ser humano. Essas informações estão no DNA, uma longa molécula em formato de hélice distribuídas em 23 pares de cromossomos, que carregam os genes compostos por quatro elementos básicos: adenina, timina, citosina, guanina.

O objetivo do projeto genoma humano (pgh) era descobrir como essas substâncias químicas estão organizadas na longa fita retorcida do DNA; que começou como uma iniciativa do setor público, no Estados Unidos, onde obtiveram dados de alta qualidade e precisão, registrando os detalhes das células humanas, e acabou estendendo-se ao setor privado, que ao contrário do setor público, juntou-se ao projeto em vista do potencial do lucro que as pesquisas podem trazer, especialmente para as indústrias farmacêuticas. Em seguida, vários países , inclusive o Brasil, passaram a participar do projeto que virou um grande empreendimento internacional.

Atualmente, Já foram mapeados 97% do código genético humano. Os genes (pedaços de moléculas de DNA) são apenas rascunho ou uma receita tosca de como se fabrica um ser vivo. Eles contém a matéria e como fazer os tijolos, as proteínas, mas não todas as instruções de como monta-las de modo que o resultado final seja um bebe humano saudável.

O genoma é um grupo de cromossomos que podem ser de origem materna ou paterna. O projeto tem como finalidade decifrar todos os genes da espécie humana, porém os genes que estão isolados, a ciência faz com que voltem para os seus lugares e forma uma proteína.

Decifrar o código genético humano, é a ferramenta que deve acelerar a cura das doenças graves como o câncer.

O genoma nos fornece o potencial para desvendar o mecanismo básico das doenças, o que poderá permitir o desenvolvimento de tratamentos mais direcionados.

Como parte desse empreendimento, paralelamente estão sendo desenvolvidos estudos com outros organismos selecionados, principalmente microrganismos.

Objetivos e Importância

O Projeto Genoma Humano (PGH) é um empreendimento internacional, projetado para uma duração de quinze anos. O mesmo teve início em 1990 com vários objetivos, entre eles identificar e fazer o mapeamento dos cerca de 80 mil genes que se calculava existirem no DNA das células do corpo humano; determinar as sequencias dos 3 bilhões de bases químicas que compõe o DNA humano; armazenar essa informação em bancos de dados, desenvolver ferramentas eficientes para analisar esse dados e torná-los acessíveis para novas pesquisas biológicas. Outro objetivo do PGH é descobrir todos os genes na sequência de DNA e desenvolver meios de usar esta informação no estudo da Biologia e da Medicina, envolvendo com isso a melhoria e simplificação dos métodos de diagnósticos de doenças genéticas, otimização das terapêuticas para essas doenças e prevenção de doenças multifatoriais (doenças causadas por vários fatores), no que diz respeito a saúde.

Porém, seu objetivo principal é construir uma série de diagramas descritivos de cada cromossomo humano, com resolução cada vez mais apuradas mas, para isto é necessário : dividir os cromossomos em fragmentos menores que possam ser propagados e caracterizados ; e depois ordenar os mesmos de forma a corresponderem a suas respectivas posições nos cromossomos, ou seja, fazer o mapeamento.

Segundo Jordan (1993)- pesquisador envolvido no PGH- o verdadeiro objetivo inicial do PGH não era o sequenciamento muito complexo, caro e trabalhoso porém, um mapeamento detalhado do genoma, só que, no decorrer do processo, os progressos tecnológicos foram tão grandes que propiciaram o sequenciamento mesmo antes do prazo previsto. No entanto, alguns críticos do PGH argumentam que seus objetivos eram tratar , curar ou prevenir doenças, só que, para eles, este é um longo caminho e por enquanto seu principal resultado são as companhias de biotecnologia comercializando kits diagnósticos.

A grande importância do PGH é sua busca pelo melhoramento humano e a tentativa de tratar, prevenir ou até mesmo curar doenças genéticas com outras causas de doença (álcool, drogas, pobreza...), considerando-as todas de origem genética e divulgando que um dia encontremos uma "solução genética" para estas condições de saúde. Porém devemos lembrar que a análise genética não é infalível e seus dados são, com frequência, mal interpretados devido a uma tendência ideológica da qual os pesquisadores participam quase que inconscientemente. Para o pesquisador Wilke (1994) tamanha ênfase na constituição genética da humanidade pode nos levar a esquecer que a vida é mais do que a mera expressão de um programa genético escrito na química do DNA . Ao mesmo tempo o professor José Roberto Glodim e a bióloga Úrsula Matte na publicação de um texto pela Internet dizem que "...não devemos atribuir ao PGH mais importância do que ele realmente pode. Tome-se por exemplo a anemia falciforme, uma das doenças genéticas mais conhecidas e a primeira a Ter seu gene identificado. Chama a atenção o atraso das pesquisas e a pouca participação da genética na melhoria da condição de saúde dos pacientes e o PGH não vai mudar essa situação a curto prazo, pois o conhecimento de um gene é uma garantia de avanço terapêutico.

Ética

A informação advinda do projeto deve servir para proteger e melhorar a saúde - curar ou prevenir doenças.

Porém, além do entusiasmo com os enormes benefícios que poderão advir das descobertas genética, fica a preocupação com algumas de suas consequência sociais.

Um dos temores, é que os empregadores passem a exigir teste de DNA dos seus operários, levando a uma exclusão social por conta apenas de uma probabilidade, e não de uma certeza de alguma doença; isso levará a uma criação de um possível novo grupo de trabalhadores desempregados, neste século da biotecnologia, baseado apenas nos seus genótipos.

Em uma sociedade em que as pessoas podem ser estereotipadas pelo genótipo, o poder institucional se torna mais absoluto. Ao mesmo tempo, a divisão da sociedade em indivíduos e grupos "superiores" e geneticamente "inferiores", surgirá uma nova classe social poderosa. Para evitar uma possível classe de desempregados descriminados geneticamente, será preciso fixar limites e impedir que instituições pratiquem a discriminação.

Outro aspecto preocupante é os da seguradora; uma vez que elas podem cobrar o chamado agravo em casos de doenças pré-existentes - o que é assegurado por lei federal - elas usam o testes de DNA como pretexto para aumentar o valor das contribuições mensais levando em consideração não a certeza, mas a probabilidade de determinada doenças.

Muitos profissionais da área de saúde preocupam-se com o fato de que milhões de pessoas possam vir a ser rotuladas por toda vida com os estigmas de doentes, pelo simples fato de poder apresentar futuramente uma doença, cuja as consequência se estenderiam muito além da promulgação de políticas de seguradoras.

FONTES:

http://www.infoescola.com/biologia/engenharia-genetica/

http://www.infoescola.com/ciencias/genetica/

http://www.visbrasil.org.br/biblioteca/Oque%E9engenhariagen%E9tica.pdf

http://www.scoop.it/t/engenharia-genetica/p/1118089453/2012/02/03/historia-da-engenharia-genetica

http://www.sobiologia.com.br/conteudos/Seresvivos/Ciencias/GregorMendel.php

http://www.ebah.com.br/content/ABAAABvIQAG/manipulacao-genetica

http://ciencia.hsw.uol.com.br/crick-watson.htm

http://www.algosobre.com.br/biologia/projeto-genoma.html

-