O que são plantas transgênicas

X Olimpíada Regional de Ciências CDCC - USP

Profa. Ana Paula Ulian de Araújo – IFSC

Melhoramento Vegetal

• Cruzamento convencional associado à métodos de seleção;

• Indução de mutações, gerando variabilidade genética;

• Nas últimas décadas: engenharia genética...

X =

O que é um transgênico?

“Qualquer organismo que, por transformação, teve sua constituição genética alterada pela introdução de gene(s) de um outro organismo, em

geral de uma outra espécie”.(KREUZER e MASSEY, 2001)

Transgênico x OGM

Todo transgênico é um OGM, mas nem todo OGM é um transgênico...

pois seqüências de um organismo podem ser externamente alteradas e reintegradas, por transformação, nesse mesmo organismo.

Mas, o que é o gene?

CCGGACAAAACTTTGAAACTACTGATTTTATGTATTGCATGGACTTGTTCATTCGTTGCACTGAGATGTG CCGCAAGAACCAATCCTCCAGTAGCAACAAATGAGGACCGGCCCATTGAATTTACTACTGAAGGTGCCAC TTCACAAAGTTACAAGCAGTTCATTGAAGCACTTCGAGCGAGTCTAACGGATAGGCTGATACATGGAATA CCTGTGCTTCGAGATCCAACAACAGTGGAAGAAAGAAATCGATATATTACAGTTGAACTCTCAAACTCGG AGAGGGAATCTATCCAAGTAGGTATCGATGTGACTAATGCATATGTTGTAGCATACCGAGCAGGAACTCA GTCCTATTTCCTCCGTGATGCCCCAAGATATGCATCTACCTACCTTTTCACTGACACGCAGCAGCACTCG CTTCGTTTTGATGGTAGTTATAGTGATCTACAGAGATGGGCTCAACAGTCCAGAGAGCAAATAAGCCTAG GGTTACAGGCCTTGACACATGCGATATCGTTTCTACACAGTGGAACCAATGATGATCGAGAAAGAGCTCA TACCATGATCGTGATAATCCAAATGGCCTCAGAAGCAGCTCGATATAGGTACATATCAAACCGGGTTGGT GTCAGCATTCGAACCAGTACGGCGTTTCAACCTGATCCTGCCATGTTAAGTTTGGAGAACAATTGGGATA ATCTGTCAGGAGGTGTTCAACAATCAGTGCAAGATACTTTTCCAAATAATGTCATTTTATCAAGTATTAA TCGCCAACCTGTTGTTGTAGATTCCTTGTCACACCCAACTCTAGCAGTTCTAGCATTGATGCTTTTTGTC TGCAATCCGCCAAATGCAAACCAATCACCTCTGTTAATAAGATCAATTGTGGAAAATTCACAGACGTGCA GCTTTCATAATGAACCAACCGTGCGCATTGGTGGTCGAGATGGGATGTGCATGGATGTTGCTAACGAAGT CTATAACAATGACAATCCCATCATAATGTATAACTGCAAAGACAAGCTTGAAGAGAACCAGCTGTGGACC

O que é o gene?

Faça a receita em casa, aos domingos. Faça 2 receitas.

Bolo de chocolate:

1 xícara de leite morno3 ovos

4 colheres (sopa) de margarina derretida2 xícaras (chá) de açúcar

1 xícara (chá) de chocolate em pó2 xícaras (chá) de farinha de trigo1 colher (sopa) de fermento em pó

- Bater todos os ingredientes no liquidificador. Levar ao forno para assar,

em assadeira grande, untada e enfarinhada.

A receita acaba aqui.

O que é o gene?

Expressar em todas as células da folha quando o inseto atacar.

Produzir muitas vezes o código a seguir.

Proteína de 100 aminoácidos que tem ação

letal contra lagartas de borboletas.

Aqui termina o gene. Pare agora.

promotor Reg. codificante terminador

...TTCACAAAGTTACAAGCAGTTCATTGAAGCACTTCGAGCGAGTCTAACGGA...

Onde: na folha

Quando: ataque de

inseto

Quanto: muitas vezes

Proteína inseticida Final do gene

O que é o gene?

promotor Reg. codificante terminador

...TTCACAAAGTTACAAGCAGTTCATTGAAGCACTTCGAGCGAGTCTAACGGA...

promotor Reg. codificante terminador

...TTCACAAAGTTACAAGCAGTTCATTGAAGCACTTCGAGCGAGTCTAACGGA...

Onde: na planta toda

Quando: sempre

Quanto: muitas vezes

Proteína que confere resistência ao

glifosato (RoundUp)

Final do gene

Organismo geneticamente modificado

...TTCACAAAGTTACAAGCAGTTCATTGAAGCACTTCGAGCGAGTCTAACGGA...

É o organismo que contém DNA recombinante.

Soja transgênica:

35S (vírus) EPSPS (bact.) Term (bact.)

(1) Aumentar a qualidade nutricional;

(2) Conferir características de resistência a pragas;

(3) Obter de plantas como “biofábricas”

(4) Reduzir custos e aumentar a produtividade ...

Para que e por que fazer um transgênico?

Tomate transformado com gene da toxina Bt (direita); a esquerda (controle)

Resistência à pragas

Como se faz uma planta transgênica?

1o passo: construção do DNA recombinante

Term (bact.)35S (vírus) EPSPS (bact.)35S (vírus)

• Métodos de Transformação VegetalDesenvolvidos desde a década de 1980.

1. Agrobacterium tumefaciens;2. Transferência direta de DNA para

protoplastos;3. Biolística;

4. Microinjeção;

2o passo: transformação vegetal

Agrobacterium tumefaciens mediando a transformação

Síntese de hormônios e opinas; formação da

tumoraçãoUma cópia do T-DNA é

transferida e integrada no cromossomo da

cél.vegetal

Célula vegetal ferida produz

compostos que atraem a

agrobactéria

O plasmídeo Ti

Cenoura pós-infecção. (a) com A. tumefaciens R10 e

(b) com A. rhizogenes 8196

Transformação de protoplastos

Biolística(Bombardeamento de partículas)

Microinjeção de DNA

Genes marcadores e repórteres

Uma pequena % de células será estavelmente transformada com qualquer das técnicas;

Genes que conferem uma vantagem seletiva a essas células são essenciais!

Genes marcadores

Gene marcador = confere vantagem seletiva

Um fenótipo novo e dominante que somente as células transformadas exibirão.

Mais usados:

a) marcadores cuja expressão confere resistência a antibióticos:

Ex. gene nptII de E. coli, confere resistência a canamicina

b) marcadores cuja expressão confere tolerância a herbicidas:

Gene aroA é o mais popular , resistência ao glifosato

Genes Repórteres

• Permitem monitorar a transformaçãoO mais usado: gene gusA, isolado de E. coli.

↓β-glucoronidase (GUS)

Embrião imaturo de Apricot expressando gene repórter GUS (biolística)

• Repórteres mais versáteis produtos dos genes:

luc: luciferase de Photinus pyralisgfp: proteína fluorescente verde de Aequoriavictoria

Genes Repórteres

Planta expressando a luciferase

Microscopia de grãos de pólen fluorescentes (GFP) na antera de uma planta transgênica de

Arabidopsis.

Crescimento das plantas transgênicas1997-2004

Fonte: James, C. 2004. Preview: Global Status of Commercialized Biotech/GM Crops: 2004.ISAAA Briefs No. 32. ISAAA: Ithaca, NY.

As plantas transgênicas são seguras?

Avaliação dos riscos para a saúde humana

Princípio da equivalência substancial:

• O alimento não transgênico é usado como padrão de comparação.

• O alimento derivado do OGM é avaliado quanto ao aparecimento de toxinas, redução de nutrientes, produção de alergias, etc.

Lembrando: nenhum alimento transgênico é liberado para consumo humano se não passar por todos os

testes.

Qual o problema com os transgênicos?

Quais são os potenciais riscos das culturas geneticamente modificadas?

1) Introduzir alergenos em alimentos.

Cerca de 2% da população adulta e de 5 a 8% da infantil sofrem naturalmente com alergia a alimentos;

Essas chances crescem quando se trata de uma nova variedade.

Lembrando: o amendoim comum, com cerca de 12 proteínas alergênicas, não sofre qualquer restrição legal na

utilização na alimentação humana.

Quais são os potenciais riscos das culturas geneticamente modificadas?

2) Transgenes escaparem de culturas e hibridizar com espécies silvestres.

Essa é uma possibilidade. Há sempre um estudo para determinar se existem espécies silvestres

aparentadas que possam cruzar com a planta transgênica.

Autogamia x Alogamia(soja, arroz, trigo, cevada, feijão) (milho, beterraba, cebola)

Recomendação: separação temporal ou distâncias entre os cultivos

O milho híbrido têm convivido com variedades convencionais há tempo!

Potenciais riscos...

3) Culturas transgênicas carrearem genes de resistência a antibióticos para o homem ou bactérias do

trato intestinal;

- Ingere-se entre 0,1 e 1 g de DNA/dia na alimentação.

- Se o alimento for derivado de planta GM, apenas uma partícula desse DNA será transgênico

(entre 1/100.000 e 1/1.000.000).

A digestão do DNA transgênico não difere do que ocorre com o de qualquer outro alimento...

Potenciais riscos...

4) pragas desenvolverem resistência a toxinas produzidas por culturas GM

Faremos outra....

5) risco dessas toxinas afetarem outros organismos (destruição da biodiversidade).

Temos alternativa melhor?

Legislação

Para saber um pouco mais...

A Comissão Técnica Nacional de Biossegurança – CTNBio

• Instrução Normativa nº 3

Dispõe as “Normas p/ liberação planejada no meio ambiente de OGMs”

• Instrução Normativa nº 20

Dispõe sobre as normas para avaliação da segurança alimentar de plantas geneticamente modificadas

(VGMs) ou de suas partes.

Rotulagem de transgênicos

DECRETO Nº 4.680, DE 24 DE ABRIL DE 2003.• Revoga o DECRETO Nº 3.871, de 18 de Julho de 2001.

• Art. 2o : Na comercialização de alimentos e ingredientes alimentares destinados ao consumo que contenham ou sejam produzidos a partir de OGMs, com presença acima do limite de 1% do produto, o consumidor deverá ser informado .

§ 2o. O consumidor deverá ser informado sobre a espécie doadora do gene no local reservado para a identificação dos ingredientes.

Já viu algum transgênico rotulado?

Algum vegetal melhorado por técnicas clássicas é rotulado?

Que benefício isso lhe trará?

O que há de transgênico plantado no Brasil...

• O Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimentoaprovou as zonas de exclusão para o plantio de algodão transgênico em 21/10/2005.

• Até então, somente a soja transgênica era “liberada”no Brasil.

• As suas primeiras variedades de milho GMreceberam liberação inicial e aguardam aprovação final para plantio em 2008/09

Zona de exclusão para Gossypium hirsutum

Alguns dados mundiais

A China, introduziu algodão Bt em 1996/1997.

• Área cultivada com algodão transgênico hoje éequivalente a 69% da total cultivada.

O fatores decisivos adotar culturas transgênicas:- redução do custo de produção

(economia de agroquímicos) - redução nos casos de envenenamentos dos

trabalhadores rurais

Índia - 2007

• O algodão Bt aumentou o seu rendimento em até 50%, reduziu aplicações de pesticidas pela metade, com implicações ambientais e sanitárias, e aumentou a sua renda em atéUS$250 ou mais por hectare.

Contribuição em benefícios sociais e para o alívio de sua pobreza.

Área Global de lavouras GM (2007)

Área Global de Lavouras/ano

Conclusões a respeito...

- A tecnologia dos transgênicos não é isenta de riscos, a exemplo de outras tecnologias atuais na

agricultura;

- Os transgênicos liberados são tão seguros quanto os alimentos convencionais (ou mais);

- Há benefícios decorrentes da adoção dos transgênicos;

- A sociedade deve estar bem informada .

Conclusões

Pesquisa de opinião

“Um organismo é chamado de transgênico, ou GM, quando é feita uma alteração no seu DNA, ou seja, o

local onde estão as características de um ser vivo. Através da engenharia genética, genes são retirados de uma espécie vegetal ou animal e transferidos para

outra. Esses novos genes sofrem uma espécie de reprogramação, podendo produzir um novo tipo de

substância, diferente do organismo original”

• Pesquisa feita pelo IBOPE - 2001, encomendada pela ONG Greenpeace

Resultado

74% dos entrevistados disseram preferir alimentos não transgênicos ...