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Melhoramento Genético

Cibele LimaDouglas de AlencarMatheus Paiva SilvaPablo MedeirosPedro Vierira CésarRogério Ayres Alves

O melhoramento genetico é uma ciênciautilizada para a obtenção de indivíduos oupopulações com características desejáveis, apartir do conhecimento do controle genéticodestas características e de sua variabilidade.

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Alta ou baixa herdabilidade?

• Fecundação -> junção de cromossomos do pai+ mãe -> a predominância ou não dos genespara uma mesma característica determinaráse ela será expressada ou não.

• Na medida em que se promove omelhoramento genético, mantendo-se omesmo critério de seleção, há redução davariabilidade genética como resultado doincremento de homozigose.

Tecnologias de análise molecular davariabilidade do DNA permitem determinarpontos de referência nos cromossomos ->marcadores moleculares;

Uma vez detectados os marcadoresassociados a uma determinada característicade interesse, é possível selecionar osindivíduos com base no marcador sem quehaja necessidade de avaliar o fenótipo;

Oferece benefícios potenciais quando setrata de características da baixa herdabilidade.

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Caracteres com mecanismo de herançasimples podem ser empregados para avaliar asdiferenças genéticas entre dois ou maisindivíduos.

Diversas aplicações: determinação depaternidade, construção de mapasgenéticos, isolamento de genes, seleçãoassistida por marcadores.

Aplicabilidade

Transgênicos• São organismos que, mediante técnicas de

engenharia genética, contêm materiais genéticosde outros organismos. A geração de transgênicosvisa organismos com características novas oumelhoradas relativamente ao organismo original.

• O primeiro transgênico criado foi a bactériaEscherichia coli, que sofreu adição de geneshumanos para a produção de insulina na décadade 1980.

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Técnica de DNA recombinante

Permite juntar na mesma molécula de DNAgenes provenientes de organismos diferentes,ou seja, possibilita retirar genes de umaespécie e introduzir num microrganismo, queposteriormente se vai multiplicar e assimproduzir inúmeras copias desse gene econseqüentemente o produto desse gene.

O porco da esquerda, transgênico, foi obtido apartir da inserção de um genefluorescente da água-viva que lhe conferiufocinho e patas amarelos.

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Impactos

• Não conhecidos a longo prazo

- avaliações serem feitas pelas própriasempresas que os produzem

Positivos Negativos

Redução de agrotóxicos Alergias

Menos espaço de cultivo Fome

Menos degradação ambiental Câncer

Decreto número 4.680

O Decreto diz que todo e qualqueralimento que contenha mais de 1% deorganismos geneticamente modificadosdevem trazer essa informação em um rótulodestacado. Vale para produtos embalados,vendidos a granel e in natura. Também paraalimentos provenientes de animaisalimentados com ração transgênica. No rótulodeve vir, também, a espécie doadora do gene.

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OGMs e transgênicos não sãosinônimos!

• Todo transgênico é um organismo geneticamentemodificado, mas nem todo OGM é umtransgênico.

Um transgênico é um organismo que possuiuma sequência de DNA, ou parte do DNA deoutro organismo, pode até ser de uma espéciediferente. Enquanto um OGM é um organismoque foi modificado geneticamente, mas que nãorecebeu nenhuma região de outro organismo.

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Plantas

• 1983-Desenvolvimento das primeiras plantastransgênicas

Plantação de fumo

Desenvolvimento da Técnica deMelhoramento

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Vantagens das plantas geneticamentemodificadas

À esquerda:planta de batata não modificada geneticamente.Àdireita:planta de batata geneticamente modificada.Ambas com vírusdenominado PVY(vírus do Mosaico).

Riscos

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Alimentos Transgênicos

• Desde o final da década de 70, pesquisadores do mundo inteiroaprenderam a transferir genes de um organismo para outro se utilizandoda técnica do DNA recombinante, seja ele animal ou vegetal, alterandosuas características naturais. Com isso, tornaram possível criar porcos commenos gordura na carne, plantar feijão com mais proteína nos grãos ousoja resistente a herbicidas. Hoje em dia os alimentos transgênicos sãomais comuns do que se pensa.

• A manipulação genética recombina características de um ou maisorganismos de uma forma que provavelmente não aconteceria nanatureza. Por exemplo, podem ser combinados os DNAs de organismosque não se cruzariam por métodos naturais.

• A exemplo, temos uma espécie de soja que teve um gene introduzido emsuas células que não faz parte do organismo de nenhum vegetal. Retiradode uma bactéria, a agrobacterium, ele controla a fabricação de umaproteína, conhecida pela sigla EPSPS, que bloqueia a ação dos herbicidas.Isso permite eliminar o mato sem risco de prejudicar a planta cultivada.

• A manipulação genética de alimentos é hoje um processo irreversível.Para se Ter uma idéia, segundo dados do Greenpeace, em 1990 nãohaviam lavouras comerciais de soja transgênica. Já em 1998, a áreacultivada tinha superado os 28 milhões de hectares. Os principaiscultivos de transgênicos hoje são o de soja, milho, algodão, e batata.Entretanto já existem em fase de testes banana, brócolis, café,cenoura, morango e trigo. No Brasil, a Embrapa estuda os transgênicosdesde 1981. O primeiro projeto introduziu genes da castanha-do-paráno feijão para aumentar seu valor nutricional. Hoje a Embrapa trabalhacom soja, banana, algodão, abacaxi, batata, entre outros. Algunsoutros países que cultivam alimentos transgênicos são:

• Estados Unidos: melão, soja, tomate, algodão, batata, canola, milho.União Européia: tomate, canola, soja, algodão.Argentina: soja, milho, algodão.

• Apenas 10 países respondem por 84% dos recursos para pesquisa edesenvolvimento no mundo e controlam 95% das patentes. Pessoas ouempresas de países industrializados detém os direitos sobre 80% daspatentes concedidas nos países subdesenvolvidos.

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Fatores Socioeconômicos

• Grande parte das polêmicas originadas com a questão dos transgênicos estádiretamente relacionada a seu efeito na economia mundial. Países atualmente bemestabelecidos economicamente e que tiveram sua economia baseada nos avançosda chamada genética clássica são contra as inovações tecnológicas dos transgênicos.A Europa, por exemplo, possui uma agricultura familiar baseada em cultivaresdesenvolvidos durante séculos e que não tem condições de competir com paísesque além de possuir grandes extensões de terra, poderiam agora cultivar ostransgênicos. Para além disso, localizam-se em espaço europeu muitas dasempresas produtoras de herbicidas/pesticidas, que são naturalmente peçasimportantes na aceitação ou não de variedades agrícolas que possam comprometeros seus negócios.

• É também utilizado o argumento de que o cultivo de transgênicos poderia reduzir oproblema da fome, visto que aumentaria a produtividade de variadas culturas,nomeadamente cerais. Porém, muitos estudos, revelam que o problema da fome nomundo hoje não é ligado à escassez de alimentos ou à baixa produção, mas à injustadistribuição de alimentos em função da baixa renda das populações pobres. Dessaforma questiona-se a alegação de que a biotecnologia poderia provocar umaredução no problema da fome no mundo.

Como fazer a modificação genéticaA modificação genética das plantas ocorre em várias fases:

• Localizar e isolar o gene com as características genéticas desejadas.Este processo é denominado mapeamento.

• Fazer várias cópias do gene isolado. O processo de cópia designa-sePCR.

• Transferir os genes desejados para os genes das próprias plantas(utilizando um pedaço de tecido da planta). Para inserir os genesdesejados na planta, temos 3 opções. Pode utilizar um "canhão degenes", uma bactéria do solo ou um material chamado protoplasto.Os métodos de inserção de genes chamam-se transformação.

• Criar uma nova planta a partir do tecido da planta geneticamentemodificada.

• Verificar se os genes inseridos funcionam conforme esperado.

• Verifica também se o gene inserido aparece nas sementes.

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Como sabemos se a planta foi modificada?

• Raramente se pode ver a olho nu se uma planta ou animalfoi geneticamente modificado. Os cientistasdesenvolveram, por isso, algumas técnicas úteis para osauxiliar.

• Por exemplo - há um teste de coloração especial quepermite identificar se uma planta é geneticamentemodificada. Na altura em que a planta é geneticamentemodificada, o cientista insere um "gene marcador"suplementar na planta. O gene marcador pode ter diversascaracterísticas, por exemplo, a mudança de cor da plantaquando exposta a um teste químico.

• Deste modo, é possível aos cientistas identificarem se aplanta foi ou não geneticamente modificada efectuandoum teste químico e verificando a cor da planta.

Qual a diferença entre a modificaçãogenética e o processamento tradicional?

• Muito antes da descoberta da modificação genética, os agricultores já melhoravamas suas culturas através daquilo a que chamamos hoje "processamentotradicional".

• Processamento é o cruzamento dos exemplares melhores, maiores, mais bonitosou mais saborosos de uma certa espécie uns com os outros por forma a obter umaplanta ou um animal ainda melhor, maior, mais bonito ou mais saboroso.

• No processamento tradicional, os genes são transferidos de uma planta para outra.Este é também o caso na modificação genética - mas o modo de o fazer é muitodiferente.

• A modificação genética é uma técnica mais precisa, em que se pode ser exacto natransferência das características desejadas. No processamento tradicional, não épossível evitar a eventualidade de transferência de outras características.

• No processamento tradicional, as características só podem ser trocadas entreespécies idênticas ou muito semelhantes. Na modificação genética, ascaracterísticas podem ser transferidas de uma espécie para outra muito diferente,e mesmo entre plantas e animais.

• A modificação genética é menos morosa que o processamento tradicional.

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Alguns pontos positivos dos alimentos transgênicos

• Aumento da produção de alimentos;

• Melhoria do conteúdo nutricional, desenvolvimentode nutricênicos (alimentos que teriam finsterapêuticos);

• Maior resistência e durabilidade na estocagem earmazenamento

• Aumento das reações alérgicas;

• As plantas que não sofreram modificação genética podemser eliminadas pelo processo de seleção natural, pois, astransgênicas possuem maior resistência às pragas epesticidas;

• Aumento da resistência aos pesticidas e gerando maiorconsumo deste tipo de produto;

• Apesar de eliminar pragas prejudiciais à plantação, o cultivode plantas transgênicas pode, também, matar populaçõesbenéficas como abelhas, minhocas e outros animais eespécies de plantas.

Alguns pontos negativos dos alimentos transgênicos

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Finalidade do melhoramento genéticoem animais.

O melhoramento genético animal, temcomo objetivo principal a utilização davariação genética entre os indivíduos, paraaumentar qualitativa e quantitativamente aprodução dos animais domésticos

SELEÇÃO E CRUZAMENTO

• Seleção: Processo decisório que indica quaisanimais de uma geração tornar-se-ão pais dapróxima e quantos filhos lhes serão permitidodeixar.

• Acasalamento: É um termo amplo que paraanimais domésticos, criados com fins comerciais,é importante quando resulta em concepção,gestação e nascimento de filhos. Quando ocorreentre indivíduos pertencentes a raças ou espéciesdiferentes denomina-se cruzamento.

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Seleção

• Aumentar na população a freqüência de alelosfavoráveis.

• Apesar de possibilitar a mudança na freqüênciagênica da população, aumentando a freqüênciade alelos favoráveis , não cria novos genes.

• Fundamental para a ocorrência de melhoriagênica na população.

Cruzamento

• Método de se conseguir melhoria genética eincrementos de produção e de produtividade.

• Seleção tem que ser realizadaconcomitantemente. A associação das duasconduz a uma sinergia positiva e a uma ótimaresposta dos resultados.

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Eficácia da Seleção

• Obter estimativas apuradas dos valoresgenéticos disponíveis.

• Reprodutor tem importância fundamental:sua contribuição é maior que a da fêmea eserá tanto maior quanto maior for o uso dainseminação artificial.

• Informações de ancestrais, parentes colateraise progênie são de grande auxílio no processode seleção PROMOVE MAIOR ACURÁCIADAS ESTIMATIVAS.

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Características Quantitativas X Qualitativas

• Características quantitativas: Influenciadas pormuitos genes em vários loci.

• Características qualitativas: Influenciadas porpoucos genes em um locus, ou em um númeropequeno de loci.

Características Quantitativas

• É representada pelos caracteres métricos que possuemvariação contínua FENÓTIPO.Ex: medidas corporais, pesos, produção de leite, etc.

• Atributos dessa característica:

– São influenciadas por vários genes; a maioria dosquais individualmente tem efeito pequeno;

– Efeitos aditivos, de dominância, e epistáticos, apesarde serem de importância variável, dependendo dacaracterística, estão sempre presentes;

– a expressão dos genes é grandemente influenciadapelo ambiente.

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Esse fenótipo tal como é medido é uma expressão dogenótipo (constituição genética) do indivíduo portador dofenótipo em questão mais um componente de ambiente(clima, alimentação, manejo, saúde, etc.). Desta forma,pode-se expressar o genótipo como sendo:

– F = G + MA

F = fenótipo,G = genótipo eMA = meio ambiente.

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O futuro reserva a possibilidade de umavanço ainda maior e mais rápido, uma vezque este deverá ser impulsionado pelademanda crescente por competitividade dasatividades de produção animal; e pelaimportância, cada vez maior, representadapela qualidade do produto e eficiência daprodução.

Melhoramento genético emhumanos

Ciência para obtenção deindivíduos ou populações comcaracterísticas desejáveis, a partir doconhecimento do controle genéticodestas características e de suavariabilidade.

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DOPING GENÉTICO

•O que é doping genético?

Utilização não terapêutica de genes,elementos genéticos e/ou células que têm acapacidade de melhorar o desempenhoesportivo (WADA, 2003).

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GENES CANDIDATOS AO DOPINGGENÉTICO

• EPO (eritropoietina)

• IGF-1 (fator de crescimento 1)

• GDF-8 (miostatina)

FILME GATTACA

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ÉTICA

• Nova aristocracia = MELHORADOSGENETICAMENTE

• Nos esportes

• Difícil acesso, alto custo

ACONSELHAMENTO GENÉTICO

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• O que é?

• Em que consiste?

• Por que fazer?

ETAPAS DO ACONSELHAMENTOGENÉTICO

1. Anamnese

2. Exames físicos/complementares

3. Hipóteses diagnósticas