Aula 1 e 2 Biotecnologia

Profª Vanessa David Domingos

vanessadd@ifto.edu.br

PATRIMÓNIO GENÉTICO

PRINCÍPIOS EM BIOTECNOLOGIA

Plano de ensino

Competências: Comunicar-se formal e informalmente de maneira adequada

ao pleno desenvolvimento de sua atividade profissional; Atuar na pesquisa e no desenvolvimento científico e

tecnológico; Transmitir, a públicos diversos, os conhecimentos ou

desenvolvimentos adquiridos e as conclusões dos mesmos. Gerar inovações tecnológicas, processos e produtos em

biotecnologia, com ênfase em biologia molecular, visando aumentar a competitividade da agropecuária nacional.

Plano de ensino

Habilidades: Compreender sobre o desenvolvimento dos

processos biotecnológicos, aplicação e impactos. Compreender sobre o mercado de trabalho e

atuação do tecnólogo em agronegócio na área de biotecnologia.

Plano de ensinoBases Tecnológicas:1. Conceitos de Biotecnologia, aplicações

multidisciplinares e atuação no agronegócio; Histórico da Biotecnologia

2. Introdução à Engenharia Genética e Transformação de Plantas: fundamentação básica;

3. A biotecnologia na agricultura sustentável e produção de alimentos;

4. Cultura de tecidos e células vegetais: técnicas básicas e aplicações;

Plano de ensinoBases Tecnológicas:

5. Engenharia Genética para resistência a pragas e doenças;

6. Uso de marcadores moleculares; 7. Transformação genética de plantas com

importância alimentar; 8. Ameaças e oportunidades dos alimentos

transgênicos e impactos na saúde humana e meio ambiente.

Aula 1 - Conceito, Aplicabilidadee Evolução Histórica

O que é biotecnologia?

O que é biotecnologia?

BIOTECNOLOGIA

CONHECIMENTOSCiências e Tecnologia

AGENTES BIOLÓGICOSOrganismos, Células,

Organelas ou unidades funcionais

PRODUZIR BENS ASSEGURAR SERVIÇOS

A Biotecnologia é definida como qualquer aplicação técnica que utiliza sistemas biológicos, organismos vivos ou derivados desses, para produzir ou modificar produtos e processos de uso específico. 

O que é biotecnologia?

BIOTECNOLOGIA

ÁREAS:

SAÚDEMEIO AMBIENTE

AGROPECUÁRIA

Caráter multidisciplinar => Química, Genética,

Ciências Biológicas e da Saúde, Engenharias.....

Setores Bens e serviços

Agricultura adubo composto, pesticidas, silagem, mudas de plantas ou de árvores,

plantas transgênicas, etc

Alimentação pães, queijos, picles, cerveja, vinho, proteína, aditivos, etc.

Química butanol, acetona, glicerol, ácidos, enzimas, etc

Eletrônica biosensores

Energia etanol, biogás

Meio Ambiente

recuperação de petróleo, tratamento do lixo, purificação da água

Pecuária embriões

Saúde antibióticos, hormônios e outros produtos farmacêuticos, vacinas, reagentes e

testes para diagnóstico, etc.

BIOTECNOLOGIA

Biodiversidade; Bioprospecção; BIOÉTICA; Biossegurança; Genoma; Transcriptoma; Clonagem; OGM´s; Terapia gênica; Engenharia metabólica; Biocatalisadores; Biomateriais; Biorreatores; Bioengenharia; Bioprocessos; Biorremediação; Biossensores; Bio-refino; Bioinseticidas; Biocombustíveis; Biolixiviação; Microbiota; Bioma; Bioeletroquímica; Biopolímeros; Biorefinaria...Em que pesem as especificidades destes termos, todos se relacionam à atividade biológica.

Histórico da Biotecnologia

6.000 a. C. - Bebidas alcoólicas (cerveja e vinho) são produzidas por sumérios e babilônios

2.000 a.C. - Panificação e bebidas fermentadas são utilizadas por egípcios e gregos

1875 d. C. - Pasteur mostra que a fermentação é causada por microrganismos

1880-1910 - Surgimento da fermentação industrial (ácido láctico, etanol, vinagre)

Histórico da Biotecnologia

1910-1940 - Síntese de glicerol, acetona e ácido cítrico

1940-1950 - Antibióticos são produzidos em larga escala por processos fermentativos

1953 - Estabelecida a estrutura do DNA

1973 - Início da engenharia genética

1982 - Insulina humana é produzida

Histórico da Biotecnologia

Outras aplicações como a produção de vinagre, iogurte e queijos são, de há muito, utilizadas pelo ser humano.

6.000 a.C

Figura 1 - Sumérios e Babilônios - Produção de bebidas alcoólicas por fermentação de grãos de cereais.

Primeira Geração: 6.000 /2000 a.C.

Fatos: - cruzamento de espécies animais e plantas - leveduras para fermentação de pão e álcool

6.000 a.C

6.000 a.C

Assírios

Babilônios

Sumérios

Hititas

Caldeus

6.000 a.C

Produção de bebida a partir de sorgo semelhante à cerveja

Bebida alcoólica (babilônicos) - 5.500 a.C

Sumérios - placa de barro (selo), recolhida em Tepe Gawra e datada de cerca de 4000 a.C.

6.000 – 5000 a.C

Produção de vinho

Os Egípcios, antes dos gregos, alcançaram uma produção racional e chegaram a alcançar a fermentação da uva.

Já os gregos, passaram a cultivar a uva a fim de se produzir o vinho. 

6.000 – 5000 a.C

Produção de vinho

3 000 a.C

Produção de vinho

Noé foi o primeiro a plantar a primeira videira e o primeiro a fazer o vinho. Fonte: Bíblia

Os historiadores, que não podiam questionar nem confirmar os fatos e a data exatamente, estabeleceram que o vinho já fosse produzido com certas técnicas, há 10 mil anos, baseando nos fatos concretos das descobertas arqueológicas.

Domesticação da videira

3.000 a.C

Vitis sylvestris v. vinifera ssp.

Familia Vitaceae

Domesticação da videira

3.000 a.C

Vitis sylvestris v. vinifera ssp.

Familia Vitaceae

Vitis riparia, tipo de videira bravio norte-americano, usado, às vezes, para produzir vinho

Domesticação Processo de seleção conduzido pelo homem visando adaptar

plantas e animais às necessidades humanas.

SELEÇÃO MASSAL

Domesticação Processo de seleção conduzido pelo homem visando adaptar

plantas e animais às necessidades humanas.

Domesticação Processo de seleção conduzido pelo homem visando adaptar

plantas e animais às necessidades humanas.

Domesticação Processo de seleção conduzido pelo homem visando adaptar

plantas e animais às necessidades humanas.

Domesticação PLANTAS DOMESTICADAS SÃO GENETICAMENTE DISTINTAS DE SEUS

PROGENITORES SELVAGENS

Seleção das melhores espécies vegetais: teosinto evolui para espiga de milho.

Domesticação UMA ESPÉCIE TOTALMENTE DOMESTICADA É COMPLETAMENTE DEPENDENTE DO

HOMEM PARA SUA SOBREVIVÊNCIA, NÃO CONSEGUINDO SE REPRODUZIR NA NATUREZA SEM A INTERVENÇÃO HUMANA

A resolução normativa nº 4 de 16 de agosto de 2007 da CTNBio (Comissão Técnica Nacional de Biossegurança) prevê o cumprimento da lei que determina a coexistência de milho transgênico (Bt) com o

convencional

Domesticação

A equipe de especialistas mapeou os genomas de mais de mil amostras de uvas, associando a presença de "marcadores" genéticos (sequências de DNA) a traços como acidez, quantidade de açúcar ou resistência a doenças.

Em artigo publicado na revista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS)

As uvas vinifera não têm resistência natural contra essa praga. Só na Austrália, o combate a ela custa por volta de US$ 100 milhões por ano.Nos Estados Unidos, 70% dos fungicidas usados na agricultura são borrifados nas plantações de uva.

2.000 a.C

Produção de bebida a partir de cevada

Hordeum vulgare L.

Para produzirem a cerveja, deixavam a cevada de molho até germinar e, então, era moída grosseiramente e moldada em bolos aos quais se adicionava a levedura. Os bolos, após parcialmente assados e desfeitos, eram colocados em jarras com água e deixados a fermentar. Esta cerveja rústica ainda é fabricada no Egito com o nome de Bouza.

2.000 a.C

Produção de bebida a partir de cevada

Lúpulo

Família: canabidáceasHumulus lupulus L

2.000 a.C

Produção de bebida a partir de cevada

Zimbro

Juniperus communis

Família Cupressaceae

2.000 a.C

Produção de bebida a partir de cevada

- Mentha piperita

Família Labiaceae

HortelãMentha

spp

2.000 a.C

Produção de bebida a partir de cevada

 Artemisia absinthium L.

Família Asteraceae

Losna

2.000 a.C

1875 d.C

Pasteur mostra que a fermentação é causada por microrganismos

Segunda Geração: Fim do século XIX Teoria de Louis Pasteur Fatos: - microrganismos causam enfermidades humanas - ação dos microrganismos anaeróbios nas fermentações láctea, butírica, alcoólica....

1875 d.C

Pasteur mostra que a fermentação é causada por microrganismos

Neste estudo ele descobriu o agente infeccioso e também a maneira como este agente era transmitido e inclusive como prevenir. 

1875 d.C

Louis Pasteur mostra que a fermentação é causada por microrganismos

“A fermentação é uma consequência da vida sem oxigênio” 

Leveduras (Saccharomyces cerevisae).

BIOTECNOLOGIA MODERNA

Terceira Geração: Início de 1970. Biologia Molecular

Fatos: 1o – isolamento e manipulação de genes 2o – fusão e multiplicação de células

A BIOTECNOLOGIA moderna

Entendimento e utilização de informações genéticas de espécies

Manipulação do material genético e

reprogramação de microrganismos

“fábricas” para produção de vários bens úteis

Química

Farmacêutico

Alimentos

Agropecuário

Papel & celulose

A BIOTECNOLOGIA moderna

Alguns exemplos de aplicação Industrial

1. iogurte - fermentação lática, onde as bactérias, denominadas de lactobacilos, produzem ácido lático;

2. pão e cerveja são produzidos pela fermentação alcóolica, - fermentação é realizada por fungos (anaeróbicos facultativos), que produzem ao final álcool;

3. vinagre à produzido pela fermentação acética, que consiste numa reação química, onde ocorre a oxidação parcial do álcool etílico, obtendo o ácido acético. As bactérias que realizam esse processo são as acetobactérias.

Selecionar uma das indústrias abaixo e pesquisar exemplos de

aplicação da biotecnologia que estejam relacionados ao

Agronegócio.

Grupo: 2 pessoas

Estrutura do trabalho: Introdução, desenvolvimento, conclusão

e referencias bibliográficas.

Entrega: 08/12/2012, via email: vanessadd@ifto.edu.br

Formato do arquivo: word, nomedoaluno_moodle_biotecnologia

Química

Farmacêutico

Alimentos

Agropecuário

Papel & celulose

TRABALHO

A engenharia genética modifica o funcionamento dos genes nas mesmas espécies ou movimenta os genes entre espécies.

A BIOTECNOLOGIA moderna

Entendimento e utilização de informações genéticas de espécies

Conceitos - BIOTECNOLOGIA

“Engloba todas as técnicas que utilizam organismos vivos, em particular, animais, plantas ou microorganismos ou qualquer tipo de material biológico que pode ser assimilado aos microorganismos ou parte dos mesmos, para provocar neles mudanças orgânicas.” (OMPI – Comissão de Expertos em Invenções Tecnológicas)

Biotecnologia é um processo tecnológico que permite a utilização de material biológico para criação ou aperfeiçoamento de um produto ou um serviço(processo).

“Conjunto de conhecimentos técnicos e métodos, de base científica ou prática, que permite a utilização de seres vivos como parte integrante e ativa do processo de produção industrial de bens e serviços”

Conceitos - BIOTECNOLOGIA

CTC lança três novas variedades de cana para o Cerrado

Novo programa de melhoramento genético visa reduzir tempo e custo de desenvolvimento de novas tecnologias

BIOENERGIA / ETANOL - 05/12/2012 - http://revistagloborural.globo.com

http://www.ctcanavieira.com.br

Maior programa de desenvolvimento de variedades de cana-de-açúcar do mundo, por meio do melhoramento genético tradicional, do uso de marcadores moleculares ou da biotecnologia

CTC lança três novas variedades de cana para o Cerrado

BIOENERGIA / ETANOL - 05/12/2012 - http://revistagloborural.globo.com

A variedade CTC 9001 apresentou 29% a mais de pol (sacarose por peso) por hectare do que outras variedades disponíveis no mercado.

CTC9002, que pode ser cultivada em solos mais restritivos, é adequada à seca e mostrou uma produtividade 25% maior de pol por hectare do que os outros tipos mais populares. Como a CTC9001, também é adequada ao plantio mecanizado.

CTC lança três novas variedades de cana para o Cerrado

BIOENERGIA / ETANOL - 05/12/2012 - http://revistagloborural.globo.com

CTC2003 não floresce e é precoce. Seu período útil de industrialização é longo e possui índice de pol 18% maior do que outras disponíveis no mercado. As três variedades são adequadas ao plantio mecanizado.

HOJE,

o desenvolvimento de um tipo que durava cerca de 15 anos e tinha custo médio de R$ 150 milhões está sendo feito em 8 anos e com cerca de R$ 75 milhões.

REFLEXÕES

Argumentos científicos contra os possíveis riscos destas tecnologias:

não há controle pleno da forma como vários compostos/alimentos produzidos por biotecnologia se expressam no organismo no qual foi inserido;

REFLEXÕES

Argumentos científicos contra os possíveis riscos destas tecnologias:

o desconhecimento acerca dos impactos ambientais (ex: OGMs), principalmente no Brasil.

REFLEXÕES

Ao dizer SIM à estas tecnologias, estaríamos superestimando nossa capacidade de prever e controlar as conseqüências de suas aplicações?

E ao dizer NÃO, não nos estaríamos deixando levar pelo medo do novo, abrindo mão de possíveis benefícios ao ambiente e à saúde humana?

REFLEXÕES

ANÁLISE CASO a CASO+

PRINCÍPIO DA PRECAUÇÃO

PRINCÍPIO DA

PRECAUÇÃO

Comissão Mundial sobre Ética da Ciência e da Tecnologia da Unesco (Comest)

“ Quando atividades podem conduzir

a dano moralmente inaceitável, que

seja cientificamente plausível, ainda

que incerto, devem ser empreendidas

ações para evitar ou diminuir aquele

dano”.

(Comest, 2005, p. 14).

A cada área, segundo seus prismas, cumpre traçar contornos e diretrizes,primando pela qualidade de vida, saúde e respeito a dignidade humana

“É preciso coibir o abuso e não o uso”

QUALIDADE DE VIDA

Existem três coisas que não voltam atrás jamais:

2. a palavra pronunciada (ESCLARECIMENTOS POR MEIO DOS CIENTISTAS)

3. e a oportunidade perdida (POTENCIAL DO BRASIL NAGENÔMICA E NA PESQUISACIENTÍFICA)”

Provérbio Chinês

1. “a flecha lançada (BIOTECNOLOGIA)

SITES DA ÁREA

http://cib.org.br/

SITES DA ÁREA

http://www.sbbiotec.org.br/portal/

SITES DA ÁREA

http://www.renorbio.org.br/portal/

SITES DA ÁREA

http://www.sebrae.com.br/setor/biotecnologia

SITES DA ÁREA

http://www.mct.gov.br/index.php/content/view/77608.html

LIVROS DA ÁREA

 Biotecnologia Industrial - Volume 1 - Fundamentos   Autor: Borzani, Walter   Editora: EDGARD BLUCHER

 Biotecnologia Industrial - Vol. 2 - Engenharia Bioquímica   Autor: Schimidell, Willibaldo   Editora: EDGARD BLUCHER

 Biotecnologia e Bioética - Para Onde Vamos ?   Autor: Moser, Antonio   Editora: Vozes

 Biotecnologia e Suas Implicações Ética-jurídicas   Autor: Queiroz, Juliane Fernandes; Casabona, Carlos Maria Romeo   Editora: Del Rey

 Biotecnologia Industrial - Vol 3 - Processos Fermentativos e Enzimáticos   Autor: Lima, Urgel de Almeida   Editora: EDGARD BLUCHER

LIVROS DA ÁREA  Biotecnologia, Direito e Bioética

   Autor: Casabona, Carlos Maria Romeo   Editora: Del Rey

 Direitos Fundamentais e Biotecnologia   Autor: Sarlet, Ingo Wolfgang; Leite, George Salomão   Editora: Método

 Propriedade Intelectual e Biotecnologia   Autor: Iacomini , Vanessa   Editora: Jurua

 Transgênicos, o Avanço da Biotecnologia   Autor: Greco, Alessandro   Editora: Oirã

A Construção de Biomarcas Globais - Levando a Biotecnologia ao Mercado   Autor: Simon, Françoise; Kotler, Philip   Editora: Bookman

LIVROS DA ÁREA

 A Proteção Jurídica do Ser Humano In Vitro na Era da Biotecnologia   Autor: Vasconcelos, Cristiane Beuren   Editora: Atlas

 Bases Moleculares da Biotecnologia   Autor: Ulrich, Henning   Editora: Roca-Brasil

 Biologia Biotecnologia - Projeto   Autor: Corazzin, Roseli   Editora: Brasil

 Biotecnologia   Autor: Nero, Patricia Aurelia Del   Editora: RT

 Biotecnologia - Na Agricultura e na Agroindústria   Autor: Serafini, Luciana Atti   Editora: Agropecuária

Área em expansão - biotecnologia

desenvolvimento de produtos e técnicas para limpeza da poluição causada pela agricultura, indústria ou urbanização

– esta área é conhecida como biotecnologia ambiental ou

“biosolução”.  

Tecnologias

Verdes ou limpas (“greentech” ou “cleantech”)

BIORREMEDIAÇÃO (usando-se microrganismos e plantas, “ fitorremediação”)

PREVENÇÃO DETECÇÃO E MONITORAMENTO

Atividade 13/06/2013

Pesquisa direcionada sobre biotecnologia. Grupos de 4 pessoas, para pesquisa. Perguntas norteadoras:

O que é biotecnologia? Quais conhecimentos são necessários para ser um

Tecnólogo especialista em biotecnologia? Em que setores da sociedade este ramo do

conhecimento pode ser usado? Quais os custos de uma pesquisa em biotecnologia? De que forma a biotecnologia pode ajudar a

combater pragas e doenças das culturas agrícolas? 

Atividade 13/06/2013

As equipes deverão registrar suas contribuições na forma de escrita colaborativa. Cada integrante da equipe deverá sintetizar suas respostas no aplicativo Google Docs (disponível em: https://docs.google.com/#home ). 

Crie e compartilhe projetos on-line. Acesse seus arquivos onde estiver.O Google Docs pode criar textos, planilhas, apresentações, entre outros recursos. Compartilhando as produções, tanto o professor como os demais colegas podem acompanhar o trabalho coletivo. Caso os alunos tenham dificuldades para utilizar a ferramenta, sugerimos o tutorial: “Como criar textos colaborativos utilizando o Google Docs”.

Atividade 13/06/2013

Disponível em: https://docs.google.com/Doc?docid=0AZCtStwOwbLxZGNkZjc5OHpfMTJjaHNtYmNkZgHYPERLINK

"https://docs.google.com/Doc?docid=0AZCtStwOwbLxZGNkZjc5OHpfMTJjaHNtYmNkZg&hl=pt_BR"&HYPERLINK "https://docs.google.com/Doc?docid=0AZCtStwOwbLxZGNkZjc5OHpfMTJjaHNtYmNkZg&hl=pt_BR"hl=pt_BR

 acessado em 01/05/2011, ou acesse o menu ajuda do programa em: http://docs.google.com/support/bin/topic.py?topic=15114HYPERLINK "https://docs.google.com/support/bin/topic.py?topic=15114&hl=pt_BR"&HYPERLINK "https://docs.google.com/support/bin/topic.py?topic=15114&hl=pt_BR"hl=pt_BR acessado em 12/08/2009.

O resultado da escrita colaborativa poderá ser alvo de avaliação e também será útil para as atividades seguintes.

Cada integrante busque as informações em sítios diferentes a fim de completar a pesquisa em menor tempo e ter várias fontes de pesquisa consultadas. Sugerimos os sítios abaixo:

Brasil Escola, Biotecnologia, disponível em: http://www.brasilescola.com/biologia/biotecnologia.htm (acessado dia 06/05/2011).

Info escola, Biotecnologia, disponível em: http://www.infoescola.com/biologia/biotecnologia/ (acessado dia 06/05/2011).

Guia do estudante, biotecnologia, disponível em: http://guiadoestudante.abril.com.br/profissoes/meio-ambiente-ciencias-agrarias/biotecnologia-602879.shtml (acessado dia 06/05/2011).

Laboratório de Pesquisa em Desenvolvimento Vegetal, Introdução à biotecnologia, disponível em: http://www.lfdgv.ufsc.br/Apostila%20Biotecnologia.pdf (acessado dia 06/05/2011).

Como fazer um bom relatório, disponível em: http://www.scn.org/mpfc/modules/rep-intp.htm

(acessado dia 06/05/2011). Como fazer um relatório passo a passo, disponível em: 

http://truques-dicas.com/como-fazer-um-relatorio-escrito/ (acessado dia 06/05/2011).

Como fazer um bom relatório, disponível em: http://fisica.uems.br/lab1/apostila/cap5_fazer_bom_relatorio.pdf (acessado dia 06/05/2011).

Antes de fazer um relatório, leia-me, disponível em: http://collatio.tripod.com/regeq/relat.htm (acessado dia 06/05/2011).