História da Biogenética, que estudos, conceitos básicos

O Biogenética É o campo combinado de estudo da biologia e genética. Isso implica o estudo de qualquer fenômeno que afete os seres vivos, analisado a partir de ambas as perspectivas e a maneira de abordar esse fenômeno.

O termo biogenética também foi usado para definir a modificação dos seres vivos de alguns organismos "brancos". O ramo do conhecimento que se concentra, abrange ou permite que as extremidades associadas às duas definições anteriores também sejam conhecidas como engenharia genética.

A bactéria do solo de Agrobacterium Swimfaciens permite qualquer gene clonado a qualquer planta que queira modificar. É a principal rota de melhoria das plantas pela tecnologia de DNA recombinante. Esses pedaços de folha modificados pelas bactérias permitirão regenerar uma planta transgênica completa, normal e melhorada.(Fonte: SEB951 em in.Wikipedia/CC BY-SA (http: // criativeCommons.Org/licenças/BY-SA/3.0/) via Wikimedia Commons)

No entanto, no mundo da ciência, o uso da palavra biogenética (a) como adjetivo que a da biogenética como o nome de uma ciência separada é mais difundida. Muito provavelmente, querendo usar esse substantivo (biogenética), a engenharia genética é realmente mencionada.

Pelo contrário, o adjetivo biogenético (a) refere -se, em vez disso, a tudo relacionado ao biogênese (Origem Biológica) de alguma molécula, estrutura, tecido, órgão ou entidade biológica.

A engenharia genética reúne o conjunto de métodos, estratégias, técnicas e aplicações práticas necessárias para modificar uma vida sendo intencional e planejada.

Portanto, obedece ao conhecimento biológico do indivíduo branco da modificação (quem deseja modificar) e a necessidade percebida de tal mudança. Isto é, é a ciência dedicada ao estudo de como mudar os genes e genomas dos indivíduos.

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História

A domesticação de espécies, as cruzamentos de pesquisa (quando Mendel começou) e a melhoria dos vegetais por cruzamento convencional não são biogenética, ou seja, não são casos de engenharia genética. Usa seleção artificial e fertilização controlada para obter algo sem saber como ou por que.

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A biogenética, por outro lado, nasceu quando conseguimos pegar um DNA específico de um organismo, cloná -lo e espalhá -lo e/ou expressá. Em outras palavras, a biogenética nasceu graças à tecnologia de DNA recombinante no início dos anos 70 (1970).

A atividade que define esse ramo do conhecimento é a do "clone molecular". Depois de termos enzimas de restrição (tesoura molecular) e ligas de DNA (borracha de pasta), poderíamos cortar e bater em conveniência.

A descoberta da estrutura de DNA foi uma das descobertas mais importantes do século XX

É assim que poderíamos reconstruir de Novo uma molécula de DNA autônoma (que pode ser replicada apenas em uma célula), como um plasmídeo. Então, fomos capazes de cortar um gene específico de humanos de função conhecida e atingi -lo em um plasmídeo de expressão.

Ao introduzi -lo em uma bactéria, mais tarde fomos capazes de produzir proteínas humanas em bactérias para nosso uso e consumo. Assim, por exemplo, à medida que produzimos insulina humana recombinante.

Atualmente, podemos fazer engenharia genética (biogenética), não apenas de bactérias, mas também de fungos, plantas e animais: estes são os "organismos geneticamente modificados" (OGM).

Dentro desse grupo de organismos, temos os transgênicos tão chamados, que não são outros que OGM que foram modificados pela integração de genes de outras espécies.

Que estudos biogenética? Formulários

Modificação de genes

Biogenética estuda como mudar o gene ou genomas dos organismos brancos da manipulação genética. Por outro lado, a biogenética pode abordar qualquer processo biológico e determinar como a modificação de um organismo pode levar à solução de problemas.

Por exemplo, através das técnicas usadas pela biogenética, o pesquisador pode especificar a função de um gene ou grupo de genes. Também pode produzir uma certa biomolécula em outro organismo, ou mesmo uma complexa rota de bioquímica específica.

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Melhoria dos organismos

Através da biogenética, os organismos podem ser melhorados para que possam resistir ao ataque de patógenos e das doenças que causam.

Você também pode modificar os organismos vivos para que eles possam lidar com o estresse ambiental causado por deficiência de água, poluição do solo, etc. Algumas plantas melhoraram pela biogenética para torná -las resistentes a pragas e alguns animais também para fazê -los crescer mais rápido.

Bactérias recombinantes podem produzir uma ampla variedade de diferentes compostos úteis em indústrias de saúde, farmacêutica e saúde, entre outros, entre outros, entre outros, entre outros, entre outros, entre outros, entre outros, entre outros, entre outros, entre outros, entre outros, entre outros, entre outros, entre outros, entre outros, entre outros, entre outros, entre outros, entre outros, entre outros, entre outros, entre outros, entre outros, entre outros, entre outros, entre outros, entre outros, entre outros, entre outros.

Correção de mutações

Finalmente, com as técnicas atuais de edição de genoma, temos a capacidade de corrigir mutações e, assim, impedir o desenvolvimento de doenças da base genética, aumentar a expressão de um gene e modificar genótipos (e, portanto, fenótipos) praticamente qualquer organismo.

Conceitos básicos em biogenética

Clone molecular

O clone molecular é a propagação em massa de uma região distinta de DNA isolado de seu ambiente genômico. Este fragmento é clonado (anexado) em um vetor de clonagem e/ou expressão.

Para conseguir isso, são usadas enzimas de restrição que cortam com nucleotídeos e ligas que unem os ADNs que se deseja colar.

Em quase todos os casos, as etapas básicas do clone molecular são realizadas em bactérias. Nesses, o DNA clonado se propaga e a molécula de DNA recombinante é produzida, que pode ser transferida para outros organismos mais complexos. Na biogenética, você também pode usar vírus, como veículos para diferentes fins.

Amplificação por PCR

Um avanço importante na produção em massa de moléculas específicas de DNA foi a implementação da amplificação pela reação em cadeia da polimerase (PCR, inglês Reação em cadeia da polimerase).

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Esta é uma técnica maciça de síntese de DNA Em vitro. Aqui, usando um Thermocyctor, uma pequena molécula de DNA, digamos como um gene de 1.500 nucleotídeos, permite produzir 235 cópias em muito poucas horas.

Thermocyler: A máquina simples que permite que qualquer DNA seja amplificado em muito poucas horas (Fonte: Samsara, via Wikimedia Commons)

Um termocycler permite realizar loops automatizados das três temperaturas cruciais em qualquer protocolo de amplificação de DNA por PCR. Estes são os de:

• desnaturação (abertura do DNA)
• toque (reunião do gene branco) e
• Síntese (polimerização)

A amplificação de DNA por PCR é uma técnica biogenética indispensável em todos os campos da biologia e medicina modernos.

Sequenciamento e edição

O sequenciamento de DNA reúne um amplo conjunto de técnicas que nos permitem saber com alguma precisão a ordem em que os nucleotídeos são encontrados em uma molécula de DNA específica. Isso nos permite "ler" as informações codificadas em nosso genoma.

Finalmente, os métodos de edição de DNA foram colocados em prática que permitem que o "texto biológico" da molécula de herança se altere.

Dessa maneira, não somos apenas capazes de "ler" o DNA através do sequenciamento de genes e genomas, mas podemos corrigir o texto ou alterá -lo para contar outra história.

Ou seja, através da biogenética (engenharia mais apropriadamente genética), podemos clonar genes, aumentá -los por amplificação por PCR, lê -los sequenciando e alterar o texto por edição.

Referências

1. Alberts B et al. (2017) Biologia molecular da célula, 6ª edição. Garland Science, Nova York. 1464 pp.
2. Green MR, Sambrook J (2012) Molecular de clonagem: laboratório manual, Quarta edição. Conjunto de três volumes. Cold Spring Harbor, EUA. 2028 pp.
3. Pepper MS (2019) Edição especial do SAMJ dedicado à terapia de células e genes. S afr med j. 109 (8b): 12719.
4. Salsman J, Dellaire G (2017) Edição de genoma de precisão no CRISPR foi. Biochem Cell Biol. 95 (2): 187-201.
5. Singh RR (2020) Secagem de próxima geração na detecção de alta sensibilidade de mutações em tumores: desafios, avanços e aplicações. J Mol Diagn. S1525-1578 (20) 30330-5.