Dra. Maria Antonia Malajovich - Ensino e divulgação · Cultivo de microrganismos e de células,...

Dra. Maria Antonia Malajovich

10 BiotecSul –Congresso de Biotecnologia da Região Sul UNIVATES 12/07/2016

1. Divulgar em uma linguagem simples e acessível ao público

o que é Biotecnologia, mostrando seus fundamentos, assim

como os seus alcances e limitações;

2. Fornecer aos docentes interessados alguns elementos para

o desenvolvimento de atividades didáticas de Biotecnologia

com seus alunos;

3. Colocar a disposição do visitante informações sobre

trabalhos, publicações, bibliografia e links que tratem de

diversos aspectos da Biotecnologia;

4. Contribuir para a criação de uma cultura científico-

tecnológica ampla na sociedade.

OBJETIVOS

CURSO - EDUCAÇÃO EM BIOTECNOLOGIA

Dra. Maria Antonia Malajovich maria.antonia@bteduc.bio.br

Biotecnologia: ensino e divulgação (http://bteduc.com)

OBJETIVO

Apresentar aos interessados as diferentes opções disponíveis para o ensino de Biotecnologia.

O ENSINO DE BIOTECNOLOGIA: QUEM? QUANDO? COMO? Biotecnologia clássica e moderna.

Químicos e Biólogos. Contexto Ciência, Tecnologia, Sociedade e Ambiente (CTSA). Aplicações.

CIÊNCIA &TECNOLOGIA

CIÊNCIA TECNOLOGIA(Saber) (Fazer)

A Tecnologia atual se apoia na Ciência

e constitui um requisito da própria Ciência

A tecnologia antecede à ciência (Microscópio e células)

A tecnologia se apoia na ciência(Engenharia genética)

A tecnologia atual é um requisito da própria ciência.

(Genômica)

... o conjunto de conhecimentos

que nos permite utilizar

seres vivos, células ou moléculas biológicas,

para produzir bens e assegurar serviços

Microbiologia, Genética, Bioquímica, Engenharia, Informática, Biologia, Medicina etc.

Fermentações, Tecnologia enzimática, Cultivo de microrganismos e de células, Tecnologia do DNA, Tecnologia de hibridomas, Clonagem, Engenharia genética, Bioinformática, etc.

Alimentos, bebidas, vacinas, etanol, plantas geneticamente modificadas, biogás, embriões, antibióticos, etc.

Purificação da água, tratamento de resíduos, recuperação de petróleo, extração de minério etc.

A BIOTECNOLOGIA É ...

QUAIS AS PRINCIPAIS CARACTERÍSTICAS?

o A Biotecnologia é uma atividade multidisciplinar que incide em vários setores produtivos dasociedade (Indústria, Energia, Meio Ambiente, Agricultura, Pecuária, Alimentos e Saúde).

o Permite a coexistência de tendências gerais (globalização) com tendências locais (recursosnaturais, estrutura política e econômica de cada país).

o Nasce em Universidades e Centros de Pesquisa, e se desenvolve em empresas de diferenteporte, públicas e privadas.

o Desempenha-se dentro de um sistema econômico que visa a obtenção de vantagens e lucros.

o Avança rapidamente, levantando questionamentos relativos à ética e à biosseguridade.

A percepção pública cumpre um papel importante, impulsionando,regulando ou limitando o desenvolvimento da Biotecnologia. Essainfluência, que opera de forma diferente em cada um dos setoresprodutivos da sociedade, está sujeita a lobbies e grupos de opiniãoque agem mediante campanhas de marketing acirradas.

AS ORIGENS

SÉCULO XIX

o A Revolução Industrial Migrações, aglomerações, problemas sanitários,

epidemias.

o Novas áreas do conhecimento Microbiologia, bioquímica, imunologia, genética,

biologia celular, engenharia química etc.

o Percepção da ciência como uma ferramenta

para tratar os problemas da sociedade

PRIMEIRA METADE DO SÉCULO XX

OS CONFLITOS BÉLICOS

1a Guerra Mundial (1914 – 1918) Produção de acetona por fermentação

1919 Biotecnologia (Éreky)

2a Guerra Mundial (1939 – 1945) Produção da penicilina

Biologia molecular

SEGUNDA METADE DO SÉCULO XX (1)

oA Biologia Molecular (1940-1973)

o DNA e informação genética

o Os bacteriófagos como “ genes nus”

o O conceito de “um gene, uma enzima”

o A estrutura da dupla-hélice

o Descoberta da DNA polimerase

o As doenças moleculares

o A síntese proteica

o O código genético

o O óperon bacteriano

1972- 1973 Tecnologia do DNA-recombinante

1975 AsilomarTecnologia de hibridomas

1975 a 1990 Tecnologia do DNABases comerciais e primeiras patentesLançamento do Projeto Genoma

1990 a 2000 Bens e serviços em vários setores produtivos (Biocombustíveis, plantas industriais, testes diagnósticos e medicamentos)

SEGUNDA METADE DO SÉCULO XX (2)

O DNA RECOMBINANTE: CORTAR, COLAR, COPIAR

http://www.dnalc.org/resources/animations/transformation1.html

SAPOBACTER ou BACTESAPO?

“Fragments of amplified Xenopus laevis DNA, coding for 18S and 28S ribosomal RNA andgenerated by EcoRI restriction endonuclease, have been linked in vitro to the bacterial plasmidpSCl01; and the recombinant molecular species have been introduced into E. coli bytransformation. These recombinant plasmids, containing both eukaryotic and prokaryotic DNA,replicate stably in E. coli. RNA isolated from E. coli minicells harboring the plasmids hybridizesto amplified X. laevis rDNA.”

A CONFERÊNCIA DE ASILOMAR

o Experiências de Paul Berg (1972); carta a Science (1974)

o Em Asilomar (1975), 139 pesquisadores de 17 países

• Classificam os experimentos em função do risco (alto, médio, baixo)

• Decidem não realizar experimentos de alto risco até que sejam definidas as formas de contenção adequadas (Moratória)

• Enfatizam a necessidade de trabalhar com microrganismos enfraquecidos

o Um ano depois o NIH regulamenta as normas de trabalho; levanta-se a moratória

TECNOLOGIA DE HIBRIDOMAS

OS PRODUTOS

o Tecnologia do DNA recombinante

• 1977 - Hormônio de crescimento

• 1982 - Insulina humana

• 1984 - Fingerprint

• 1986 - Vacina contra a hepatite B

• 1987 - Fator ativador de plasminogênio (tPA)

• 1987 - OGM para evitar as geadas

o Tecnologia de hibridomas

• 1983 - Teste de diagnóstico (Chlamydia)

A EXPANSÃO DA BT: dos 80 aos 90

A EXPANSÃO DA BT: dos 80 aos 90

AS BASES COMERCIAIS E AS PRIMEIRAS PATENTES

o 1980 - Chakrabarty por um microrganismo geneticamente desenhado para a biorremediação de vazamentos de petróleo

o 1980 - Boyer e Cohen pelo processo do DNA recombinante

o 1985 - Mullis pela técnica da reação em cadeia da polimerase

o 1987 - Universidade de Harvard por um animal geneticamente desenhado para o estudo do câncer

OUTRAS TECNOLOGIAS...

A TECNOLOGIA DO DNA

o As células tronco iPS.

o Novos medicamentos e vacinas.

o O sequenciamento de genomas.

o As novas técnicas de edição gênica.

Futuramente

o Uso de células-tronco em medicina regenerativa.

o Construção de organismos por biologia sintética.

o Terapias gênicas.

SÉCULO XXI

BIOTECNOLOGIAS – A LINHA DO TEMPOAntiguidade Pão, queijo, cerveja, vinho

Século XIX Microbiologia, Bioquímica, Imunologia, Genética, Biologia celular

1907-1909 Cultivo in vitro de tecidos animais e humanos

1914-1918 Produção de acetona por fermentação

1919 Éreky define a biotecnologia

1939 Cultivo in vitro de tecidos vegetais

1944 Produção da penicilina. Biologia Molecular

1953 Modelo da dupla hélice do DNA

1973 Tecnologia do DNA-recombinante

1975 Tecnologia de hibridomas

1975-1990 Tecnologia do DNA, bases comerciais e primeiras patentes

1990-2000 Bens e serviços em vários setores produtivos

2001-2003 Genoma humano - Genômica

2004 Primeira conferência sobre Biologia Sintética

2009 iPS (Reprogramação de células somáticas diferenciadas)

2010 Edição gênica com CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short PalindromicRepeats).

ENSINAR BIOTECNOLOGIA, POR QUÊ?

FORMAÇÃO

CIENTÍFICA E

TECNOLÓGICA

CONHECIMENTOSPARTICIPAÇÃO

NAS DECISÕES DA

SOCIEDADE

ESCOLHAS

PROFISSIONAIS

Os rumos da economia, da saúde, da indústria e do meio ambientedependem de decisões baseadas em uma cultura científico-tecnológica.

ENSINAR BIOTECNOLOGIA, QUEM? A QUEM?

ENSINAR BIOTECNOLOGIA, QUANDO?

Dentro de um contexto tecnológico rigoroso,o ensino fica restrito ao nível técnico e/ou ousuperior (Cursos de Biologia, Química,Engenharia e de Biotecnologia).

Universidad ORT Uruguay em You Tube https://www.youtube.com/watch?v=2rdFLEStfWw

ENSINAR BIOTECNOLOGIA, QUANDO?

Dentro do contexto amplo, Ciência-Tecnologia-Sociedade-Ambiente (CTSA), pode-se ensinar Bt em qualquer nível, Fundamental, Médio, Técnico ou Superior.

ENSINAR BIOTECNOLOGIA, QUANDO?

Dentro de um contexto amplo, Ciência-Tecnologia-Sociedade-Ambiente (CTSA), pode-se ensinar Bt em qualquer nível, Fundamental, Médio, Técnico ou Superior.

OBB 2012

ENSINAR BIOTECNOLOGIA, QUANDO?

Dentro de um contexto amplo, Ciência-Tecnologia-Sociedade-Ambiente (CTSA), pode-se ensinar Bt em qualquer nível, Fundamental, Médio, Técnico ou Superior.

ENSINAR BIOTECNOLOGIA, COMO?

Concentração – organizar os conteúdos em redor das tecnologias e suas aplicações ou dos setores que recebem maior impacto.

o Biotecnologia clássica

Bioprocessos: Fermentações, cultura de tecidos

Tecnologia enzimática

o Biotecnologia moderna

Tecnologia de hibridomas

Engenharia Genética

Tecnologia do DNA

Genômica e Proteômica

Clonagem

Terapias gênicas

Silenciamento gênico

Células-tronco etc.

ENSINAR BIOTECNOLOGIA, COMO?

Concentração – organizar os conteúdos em redor das tecnologias e suas aplicações ou dos setores que recebem maior impacto.

Saúde

ENSINAR BIOTECNOLOGIA, COMO?Infiltração – Espalhar temas de interesse nos cursos de Biologia e Química (EFII e EM).

o Fazer vinagre não é deixar o vinho azedar

o Os antibióticos, do laboratório à indústria

o As enzimas e o lavado da roupa

o Clonar ou não clonar?

o O controle do mosquito Aedes aegypti

o O que é o genoma?

o Pasteur, Koch e os micróbios

DEFINIR QUAIS SERÃO AS ESTRATÉGIAS...

Nível

• Fundamental

• Medio

• Técnico

• Superior

Objetivo

• Alfabetização tecnológica

• Cultura científico-tecnológica

• Formação para o trabalho

– Investigação

– Técnico

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Distribuição dos conteúdos

• Infiltração (Química e Biologia)

• Concentração (Biotecnologia)

Organização dos conteúdos

• Em função das tecnologias

• Em função dos setores produtivos

ALGUMAS DIFICULDADES...

o Visão tradicional das profissões.

o Incorporação muito lenta dos novos conhecimentos nos programas de estudo e nos livros de texto.

o Falta de laboratórios de ensino.

o Formação insuficiente ou inadequada dos futuros docentes.

o Pouco estímulo às iniciativas que visam divulgar a Biotecnologia.