Biotecnologia

Entende-se por biotecnologia o conjunto de técnicas que envolvem a manipulação de organismos vivos para a obtenção de produtos específicos ou modificação de produtos. A biotecnologia também utiliza o DNA em técnicas de DNA recombinante.

A origem desta palavra é grega: bio = vida; logos = conhecimento e tecnos = práticas em ciência.

Histórico

A biotecnologia é utilizada desde a antiguidade, na produção de pães e bebidas fermentadas, porém este era um processo muito artesanal. Hoje a biotecnologia utiliza técnicas e materiais de ultima geração. Com o aparecimento de estudos em microbiologia (fermentação de bebidas) e biologia molecular (cultura de tecidos), o conhecimento em manipulação de microorganismos e genes tornou possível a produção de diversos medicamentos e alimentos industrializados. Insulina produzida por bactérias geneticamente modificadas e produção de medicamentos a partir de anticorpos monoclonais são exemplos de avanços biotecnológicos.

Área de conhecimento

A biotecnologia engloba conhecimento das áreas de microbiologia, genética, bioquímica, biologia molecular, química e informática. A introdução da informática ajudou na evolução das técnicas permitindo a automação, demonstrando que a ciência e a tecnologia , quando trabalham juntas, trazem muitos benefícios á todos.

Benefícios

Muito do que comemos e utilizamos como medicamentos são obras da biotecnologia. Segundo a Convenção sobre Diversidade Biológica da ONU, biotecnologia significa “qualquer aplicação tecnológica que use sistemas biológicos, organismos vivos ou derivados destes, para fazer ou modificar produtos ou processos para usos específicos.”

Na agricultura, é utilizada em grande escala a produção de organismo transgênicos: adição de um gene que codifica uma característica de interesse no genoma de outra planta. Este gene pode ser de um fungo, uma bactéria e ate de outra planta).

Podemos citar como produtos obtidos através da biotecnologia:

Agricultura
- Mudas de plantas, plantas transgênicas, adubos e pesticidas;

Alimentação
- Cerveja, vinho, pães e queijos

Indústria
- Metais, enzimas, biosensores, biogás, ácidos, etc.

Medicamentos
- Insulina, hormônio de crescimento e outros hormônios, antibióticos e vacinas.

Meio ambiente
- Puruficação da água, tratamento do esgoto e do lixo.

Na biotecnologia, ou biologia tecnológica, o genoma resume todos os dados transmitidos de uma geração de seres vivos para outra, armazenados em um organismo através de uma linguagem de códigos, mais precisamente no seuDNA, uma espécie de roteiro orgânico molecular que traz em si todas as orientações genéticas que supervisionam a evolução e a atuação de todas as entidades vivas e de determinados vírus – nestes o RNA assume este papel.

O genoma engloba tanto os genes, unidades essenciais no mecanismo da hereditariedade -, quanto as sequências não-codificadas, anteriormente consideradas como o monturo da estrutura genética, mas agora resgatadas por novas descobertas científicas, que revelaram sua atuação significante na regulamentação dos genes, entre outras tarefas por elas cumpridas.

Enfim, todo o DNA contido nas estruturas celulares de um corpo organizado compõe o genoma, ou seja, ele é a totalidade dos genes presentes em um ser vivo; se comparado a um longo roteiro, entretecido por informações detalhadas que orientam o desenvolvimento do organismo que o contém e são legadas aos seus herdeiros, pode-se imaginar uma vasta obra, com incalculáveis páginas e palavras.

O genoma do homem apresenta 46 cromossomos, dispostos em duplas, compondo na composição final 23 pares, dos quais metade é transmitida pela linhagem paterna, através do espermatozóide, e a outra metade é legada pela esfera materna, por meio de seus óvulos. No interior dos cromossomos estão abrigados os genes – calcula-se a existência de aproximadamente 130 mil genes. Neles é elaborado o reservatório de proteínas, essenciais para a estruturação dos organismos vivos.

Sempre que os cientistas mencionam que foi realizada a ‘sequência’ de uma espécie que tem o dom de se multiplicar sexualmente, geralmente eles se referem à definição sequencial de um grupo de autossomos – cromossomos desvinculados da operação sexual e, portanto, integrantes dos bens genéticos da espécie – e de um representante de cada modalidade de cromossomo ligado à prática sexual, que irão indicar o sexo.

A disciplina denominada genômica é responsável pela pesquisa das virtudes completas dos genomas de organismos analógicos entre si. Esta expressão diferencia este campo de estudo do relacionado à anatomia, que vai se concentrar na compreensão de um gene ou de um conjunto deles.

A expressão ‘genoma’ é utilizada igualmente para definir um grupo simples de cromossomos pertencentes a uma célula, denominado cariótipo. Ele é constituído por um cromossomo de cada variedade, em cada espécie pesquisada. Há também um plano científico intitulado Projeto Genoma Humano, no qual cada país conveniado a ele tem a incumbência de decodificar o DNA da Humanidade.

O hormônio do crescimento  (GH), também conhecido como somatotrofina (ST), é um hormônio protéico produzido e secretado pela glândula hipófise  anterior. Este hormônio é responsável por estimular o crescimento e a multiplicação celular em humanos e outros animais vertebrados.

Entre as décadas de 1960 a 1980, a obtenção do GH ocorria por meio de hipófises de cadáveres, fato que limitava muito o seu uso. Todavia, o desenvolvimento da tecnologia do DNA recombinante permitiu a introdução do gene do hormônio do crescimento humano em bactérias com objetivo de que elas produzissem esse hormônio, o que possibilitou a utilização do GH em uma série de situações clínicas.

Este hormônio apresenta diversas funções, sendo fundamental para o crescimento de uma pessoa, desde os primeiros anos de vida até que ocorra o fechamento das cartilagens de crescimento dos ossos (epífise), processo que ocorre entre os 15 aos 20 anos de idade. Além disso, apresenta as seguintes funções:

• Aumento da síntese protéica (especialmente nos músculos e ossos): ocorre porque o GH aumenta o transporte de aminoácidos através da membrana celular, aumenta a produção de RNA e aumenta os ribossomos intracelulares. Conseqüentemente, haverá melhores condições para que as células sintetizem mais proteínas.
• Aumento da utilização de gordura por parte das células para gerarem energia, além de uma maior demanda de ácidos graxos dos tecidos adiposos para que estes sejam utilizados pelas células;
• Reduz o consumo de glicose hepática (efeito oposto da insulina);
• Retenção de sódio e eletrólitos;
• Aumento da absorção intestinal e eliminação renal de cálcio.

Os genes responsáveis pelo código do GH humano localizam-se na região q22-24 do cromossomo 17 e encontram-se profundamente relacionados com os genes da somatomamotropina coriônica humana (hCG). Os hormônios GH, hCG e prolactina participam do mesmo grupo de hormônios homólogos, participando do crescimento e da lactogênese.

O GH é liberado na corrente sanguínea pelas células somatotrópicas encontradas na hipófise anterior. Esta glândula produz diferentes hormônios, mas o GH é sintetizado em maior quantidade em relação aos outros. O fator de transcrição PIT-1 leva ao desenvolvimento dessas células, e também, a sua produção do GH. Caso ocorra algum problema no desenvolvimento dessas células, assim como a destruição da hipófise anterior, resultará na deficiência de GH.

Os principais controladores da secreção de GH por parte dos somatótropos são os peptídeos liberados pelos núcleos neurossecretores do hipotálamo à veia porta hipotalâmica. A grelina juntamente com o hormônio da liberação do hormônio do crescimento (GHRH) é responsável pela promoção da secreção do GH, já a somatostatinaé responsável por inibi-la.

Esse equilíbrio entre os peptídeos estimuladores e inibidores pode ser afetado por diversos fatores. Dentre os fatores estimulantes encontram-se o sono, o exercício físico, a hipoglicemia, as proteínas ingeridas na dieta e o estradiol. Já dentre os fatores inibidores da liberação do GH encontram-se os carboidratos provenientes da dieta e os glicocorticóides.

A quantidade e o padrão de liberação do GH variam ao longo da vida de um indivíduo. O pico dos níveis basais encontra-se durante a infância. A amplitude e a freqüência de picos são máximos durante o estirão pubertário.

O tratamento de reposição hormonal com GH é feito apenas com hormônio sintético. É indicado nos casos de:

• Hipopituitarismo;
• Síndrome de Turner;
• Insuficiência renal crônica;
• Doenças genéticas onde ocorrem defeitos de formação óssea.

FONTE: Infor Escola