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Engenharia genética

Última atualização em 19 de agosto de 2022

Definição

A engenharia genética ou a modificação genética é um campo de genética que altera o DNA de um organismo alterando ou substituindo genes específicos. Utilizados nos setores agrícola, industrial, química, farmacêutica e médica, a engenharia genética pode ser aplicada à produção de leveduras de cerveja, terapias contra o câncer e culturas e gado modificados geneticamente, entre inúmeras outras opções. O único critério é que o produto modificado é – ou uma vez – um organismo vivo que contém DNA.

Exemplos de engenharia genética

Exemplos de engenharia genética estão listados de acordo com o setor neste artigo, onde cada setor aplica a modificação do DNA com um objetivo diferente. Como o genoma humano contém entre 20.000 e 25.000 genes e, como esses genes podem se estender de apenas algumas centenas de pares de bases para mais de 2 milhões, o escopo da engenharia genética é enorme. No entanto, existem muitas questões éticas que dizem respeito a quão longe esse tipo de pesquisa deve ir e quais aplicativos são aceitáveis.

Indústria química

A indústria química usa engenharia genética quando produz microorganismos vivos modificados para produção química. Não é possível projetar geneticamente um produto químico ou material como um ácido ou uma barra de aço – eles não contêm DNA; No entanto, as bactérias que produzem ácido, por exemplo, podem ser geneticamente modificadas.

Os compostos químicos naturais são essenciais para a existência da vida. Estes foram imitados ao longo dos anos por cópias artificiais (sintéticas). Um exemplo de engenharia genética na indústria química de hoje é uma enzima chamada protease. A Protease Engineering é a base da modificação genética na fabricação de detergentes para lavanderia.

As proteases são enzimas encontradas em todo organismo vivo; Sua função é catalisar (acelerar) a quebra das ligações éster e peptídeo que são encontradas em muitos tipos de manchas de lavanderia. Os genes de protease dão às células as instruções de fabricação para a produção de protease dentro da célula (síntese de proteínas). Ao manipular esses genes, podemos alterar a forma final da protease e algumas de suas características.

Os detergentes anteriores não tiveram acesso à tecnologia de engenharia genética, mas mesmo assim, os pesquisadores foram capazes de modificar proteases selecionando e produzindo as melhores cepas. Com a engenharia genética, essas enzimas podem ser melhoradas ainda mais para brancos mais brancos. Uma vez que o gene para a produção de protease foi decodificado, foi possível extraí -lo e modificá -lo. Foram feitas muitas modificações que melhoram os resultados da remoção de manchas em níveis variados de pH e temperatura da água, por exemplo.

Outros exemplos de engenharia genética na indústria química incluem menos gerenciamento de águas residuais que danifica ambientalmente. Isso envolve modificar os genes dos muitos tipos de bactérias que digeram resíduos sem deixar para trás subprodutos igualmente prejudiciais. Outro exemplo é a fabricação de plásticos biodegradáveis usando cepas de cianobactérias geneticamente modificadas.

Produção agrícola

Exemplos de engenharia genética relacionados à produção agrícola são frequentemente usados para nos dizer por que não comprá -los ou comê -los; No entanto, uma população crescente sem tempo, espaço ou, muitas vezes, o conhecimento para produzir colheitas em casa significa que precisamos usar nossa terra agrícola com mais eficiência. Ao mesmo tempo, é importante não reduzir os habitats naturais em todo o mundo. As culturas geneticamente modificadas (GM) são uma resposta na forma de aumento do rendimento da colheita em um gráfico menor. Modificar geneticamente uma colheita concentra -se no aumento da resistência à doença, aumento do teor de fibras e nutrientes ou aumento do rendimento – de preferência uma combinação dos três. Se pudermos obter todos os minerais e vitaminas de que precisamos de um super-tomato que cresce muito rapidamente sem precisar de pesticidas ou fertilizantes e até crescerá em condições de seca, então o tópico das culturas da GM de repente parece muito atraente.

Muitos comentários públicos negativos fizeram com que as culturas geneticamente modificadas fossem impopulares; Muitas culturas GM – mesmo quando cultivadas legalmente – não conseguem encontrar um mercado grande o suficiente. Isso significa que os agricultores raramente querem assumir o risco financeiro para cultivá -los.

Não há evidências científicas de que uma colheita de GM seja perigosa para comer em comparação com uma colheita não-GM, mas a engenharia genética é bastante nova e não podemos dizer com certeza se os efeitos a longo prazo são prejudiciais aos seres humanos ou aos animais que Coma -os (para que possamos comer em nossos hambúrgueres). A única colheita da GM cultivada legalmente na União Europeia (UE) é a segunda -feira 810 milho. A produção desse milho na UE também pode ser proibida no futuro. A lei federal nos EUA é rigorosa sobre os testes da GM, mas a produção, venda e consumo de culturas GM são legais.

Gado

Exemplos de engenharia genética na criação de gado devem sempre mencionar uma restrição de alimentos e medicamentos que foi levantada recentemente. A importação, venda e elevação de ovos de salmão da GM costumavam ser proibidos nos EUA, embora isso não tenha sido devido a temores de que comer esses peixes pudesse ser perigoso para a nossa saúde – a proibição se devia a leis de rotulagem. Esta proibição agora foi levantada.

No salmão da AquaAdvantage, os cientistas combinaram os genes do salmão Chinook e o beicinho do oceano bastante feio (abaixo) para produzir um salmão de crescimento continuamente (o salmão geralmente cresce sazonalmente) que usa e requer menos calorias do que alternativas selvagens ou cultivadas. A empresa passou vinte anos testando essa nova fonte de alimento; Os argumentos contra o uso do GM Salmon geralmente se baseiam no fato de que vinte anos não são muito longos na vida útil humana média.

Embora seja difícil encontrar carne de carne geneticamente modificada, ainda é possível que o seu assado de panela tenha comido uma alimentação GM. Também pode ter-quando vivo-injetado com o hormônio do crescimento bovino recombinante geneticamente engenhado (RBGH). Esse hormônio também é injetado em vacas leiteiras. Foi relatado que o leite de vacas tratadas com RBGH contém níveis mais altos de IGF-1, um hormônio que parece aumentar o risco de câncer de mama, próstata, cólon e pulmão em humanos. Essa é apenas uma das razões pelas quais os produtos GM são tão controversos. Mas estudos também mostraram que o uso de feeds de GM aumenta os níveis de saúde em animais e geralmente significa que os agricultores não precisam injetar antibióticos e hormônios em seus gado – pois esses produtos químicos podem passar para as corrente sanguínea das pessoas que comem o gado ou bebem Seu leite, isso pode ser um resultado duplamente positivo. O júri ainda está ausente.

O GM Chicken não está disponível no supermercado local (ainda), mas as galinhas alimentadas com feeds GM são frequentemente rotuladas como tal. Portanto, são os resíduos digeridos de diferentes culturas geneticamente modificadas e não um pássaro geneticamente modificado que está assando no forno.

Os ovos de galinha geneticamente modificados estão sendo estudados como uma fonte futura de compostos químicos naturais. As galinhas fêmeas podem ser geneticamente projetadas para produzir ovos que contêm quantidades maiores de certas proteínas. Essas proteínas são comumente usadas nos processos de fabricação de medicamentos farmacêuticos. Os preços futuros dos medicamentos podem ser muito mais acessíveis, graças à tecnologia de modificação genética.

Terapia contra o câncer

Exemplos de engenharia genética na terapia do câncer já estão começando a mostrar resultados muito positivos. O ovo de galinha faz uma aparição aqui também. Nesse campo de engenharia genética, genes bacterianos que produzem proteínas específicas são modificadas. Essas proteínas – você deve ter ouvido falar da proteína Cas9 muito estudada – formam anticorpos que ajudam a destruir vírus. Esse tipo de proteína também suporta um mecanismo que alerta a resposta imune em humanos. Como essa resposta é frequentemente suprimida pelas células cancerígenas, o CAS9 pode ajudar o corpo a reconhecer e depois combater o câncer. O CAS9 já está sendo estudado e testado por distúrbios genéticos, como doença das células falciformes e fibrose cística.

Doença hereditária

Doenças e distúrbios hereditários podem se tornar uma coisa do passado graças à engenharia genética – há apenas um problema, o uso ético de embriões humanos para fins de pesquisa.

A engenharia genética embriológica é legal em alguns países e esses países recebem muitas críticas. Mas quando ele Jiankui editou os genes dos embriões gêmeos e depois os implantou em uma mulher que deu à luz essas crianças geneticamente modificadas, o mundo enlouqueceu e Jiankui foi posteriormente preso. Não apenas os efeitos a longo prazo da engenharia genética são desconhecidos, mas quaisquer alterações podem ocorrer até as gerações subsequentes ou continuar a mudar sem o controle natural que é a evolução. Para as pessoas que acreditam que a vida começa na concepção ou considera um embrião uma pessoa viva e consciente, há argumentos ainda mais éticos.

Muitos pais submetidos ao processo de fertilização in vitro (FIV) recebem a opção de diagnóstico genético pré-implantação (PGD). Isso verifica o DNA do ovo fertilizado antes de ser inserido no útero. O objetivo é obter possíveis mutações genéticas. Os pais podem descartar ovos “defeituosos”. Muitos acreditam que isso está muito errado, pois não concordamos com o que é considerado uma mutação indesejada. Uma falha genética que causa aborto seria aceitável, talvez. Mas e o gênero, doença mental hereditária, cor dos olhos? Nos últimos anos, várias clínicas de fertilidade na Índia foram convocadas por promissores filhos masculinos para casais, por exemplo. Este não é um exemplo de engenharia genética, mas muitos grupos temem que certas escolhas fisiológicas possam entrar na engenharia genética sem serem controlados. Hoje, a modificação genética em humanos segue praticamente os mesmos argumentos éticos que o aborto.

Prós e contras da engenharia genética

Os prós e contras da engenharia genética não são claros. No campo da modificação genética humana, nossas crenças pessoais afetam como essa tecnologia se desenvolverá e avançará. Nos países onde a lei afirma que a vida humana começa na semana 24, é mais provável que a engenharia genética de embriões não levados ao prazo seja aceita. Essa questão ética faz parte do que é conhecido como argumento da personalidade fetal e é a principal razão pela qual a engenharia genética em humanos está cumprindo tanta resistência.

Em um ambiente agrícola, os medos do público dizem respeito aos efeitos a longo prazo de comer alimentos GM. Esses medos impedem os agricultores de produzir culturas modificadas, pois podem não ser capazes de vendê -las e, em muitos países, é ilegal cultivá -las. Questões pessoais geralmente são opiniões; Os prós e contras reais dizem respeito aos resultados da pesquisa científica de longo prazo. Infelizmente, a edição do genoma é uma nova tecnologia e não temos dados que cobrem mais de alguns anos – certamente nada que cobre a vida útil de uma ou mais gerações.

Prós

Os profissionais de engenharia genética devem começar com o fato de que esse tópico nos permitiu aprender muito mais sobre nossos genes e genes de outros organismos. É graças à engenharia genética que estamos aprendendo como toda a gama de organismos contendo DNA-de bactérias a humanos-funciona.

A engenharia genética nos deu um conhecimento fresco e inesperado que nos diz como certas doenças se desenvolvem. O campo também forneceu terapias direcionadas que podem curar ou pelo menos aliviar essas doenças. Não apenas a ação dos produtos farmacêuticos, mas também sua produção mais barata – como no caso de ovos de galinha GM – pode ser mais eficiente através dessa tecnologia.

A combinação de uma crescente população global e a necessidade de manter uma proporção muito instável de terras agrícolas e habitats naturais levaram ao desenvolvimento de culturas geneticamente engenhadas. Essas culturas são projetadas para ter um rendimento maior, usam menos nutrientes para crescer e exigem menos área cultivada ou menos produtos químicos (herbicidas e pesticidas). Os cientistas podem até melhorar o sabor, os valores nutricionais, as cores e as formas.

As bactérias geneticamente modificadas ajudam a produzir biocombustíveis a partir de culturas geneticamente modificadas. Os biocombustíveis reduzem os efeitos da poluição do combustível fóssil. As cianobactérias nos ajudam a produzir plásticos biodegradáveis e outros microorganismos da GM quebram nossos resíduos. A modificação genética está fortemente ligada à nossa ecologia e futuro.

E usamos menos recursos da Terra quando nosso gado cresce mais rapidamente. Quando o gado de corte cresce em tamanho real em um ano, em vez de dois ou três, isso fica a dois anos da pegada de carbono de todos os animais. Quando os genes bovinos são modificados para combater doenças, nosso leite e carne têm menos resíduos de antibióticos e hormônios. A engenharia genética significa menos pressão para transformar os ecossistemas naturais importantes em fábricas de produção de alimentos.

Contras

Os contras são baseados principalmente na falta de estudos de longo prazo nos efeitos da engenharia genética, tanto em um organismo quanto nos organismos que o comem. Talvez até aqueles que vivem ao lado disso. Como em toda a tecnologia nova, mas potencialmente prejudicial, não temos dados suficientes.

Outro fator é que, embora tenhamos decodificado o genoma humano, não sabemos tudo o que precisamos sobre todas as funções do corpo humano. Por exemplo, o microbioma intestinal é um tópico quente bastante recente. Os cientistas agora aceitam que as bactérias no intestino afetam diretamente o cérebro – o que raramente era o caso há dez anos. Mas exatamente como os neurotransmissores do cérebro interagem com produtos químicos no trato digestivo ainda são um mistério. Exemplos como esse significam que muitas pessoas argumentam que não devemos tentar consertar algo se não soubermos exatamente como funciona, saiba quais serão os efeitos a longo prazo ou saibam se ele está realmente quebrado em primeiro lugar.

Existem outros obstáculos, é claro. Antes de saber se a engenharia genética pode eliminar com segurança um distúrbio fatal para sempre, temos que descobrir se é certo mudar o DNA dos embriões, que eles cresçam e nasçam e depois pesquise suas vidas desde o nascimento até a velhice (e talvez seus crianças e netos também) para que possamos garantir que a nova cura seja segura.

Bibliografia

Aparecer esconder

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