Foram vistas diversas técnicas possíveis e uma delas é a do DNA recombinante. Explique como essa técnica funciona citando os 3 elementos básicos para sua realização
Soluções para a tarefa
Resposta:A clonagem molecular é uma técnica da engenharia genética conhecida também por DNA recombinante, clonagem gênica ou manipulação gênica. Essa tecnologia permite pegar um “pedaço” do DNA e combiná-lo com outro, produzindo muitas cópias de diferentes combinações genéticas.
Quando usamos a palavra clonagem é muito comum realizar a associação com o clone de um organismo inteiro, como o caso da ovelha Dolly. Nos anos 90, os pesquisadores do Roslin Institute of Scotland anunciaram que haviam conseguido clonar com sucesso uma ovelha. O animal foi o primeiro mamífero clonado a partir de uma célula adulta e nasceu em 5 de julho de 1996.
Entretanto, clonar significa fazer uma cópia geneticamente exata, seja de um organismo completo ou até mesmo de um pequeno fragmento de DNA. É aqui que entra a clonagem molecular usada amplamente na ciência, medicina, agricultura e indústria.
Desde os anos 60 uma série de descobertas revolucionaram o estudo da genética e permitiram um grande desenvolvimento da engenharia genética. Desde então a utilização do DNA recombinante ganhou espaço e tem crescido absurdamente com inúmeras aplicações e aprimoramento das técnicas.
Etapas da clonagem molecular
A clonagem molecular ou DNA recombinante é um método que permite fazer várias cópias idênticas (clones) de um pedaço específico de DNA. Para que isso ocorra é necessário realizar alguns passos que acompanharemos a seguir:
1. ISOLAR O GENE DE INTERESSE
Primeiramente é necessário isolar o fragmento de DNA de interesse. Para que se tenha o DNA recombinante, de duas origens diferentes, é necessário utilizar as enzimas de restrição. Essas enzimas reconhecem a sequência alvo específica e cortam seletivamente o fragmento que será utilizado.
fragmento de DNA de interesse
2. UNIR O GENE AO VETOR: DNA RECOMBINANTE
O fragmento de DNA é inserido em um vetor, que é uma molécula de DNA na qual um gene é inserido para construir a molécula de DNA recombinante. Geralmente os plasmídeos (moléculas de DNA circulares existentes naturalmente nas bactérias) são usados como vetores para clonar fragmentos de DNA. Eles são projetados para permitir a inserção de um DNA exógeno, têm origens de replicação e são capazes de se replicar independentemente do cromossomo bacteriano.
Assim, o fragmento do gene alvo se une ao vetor, através da DNA ligase, formando o plasmídeo recombinante contendo o gene de interesse. A DNA ligase é a responsável por selar as lacunas do eixo do DNA, funcionando como uma “cola”.
DNA recombinante
3.TRANSFORMAÇÃO
A molécula de DNA recombinante produzida é introduzida em um organismo hospedeiro, podendo então ser replicadas. Esse processo é conhecido como transformação, no qual as células bacterianas captam o DNA do ambiente externo.
As células hospedeiras copiam o DNA do vetor juntamente com o próprio DNA, criando múltiplas cópias do DNA inserido. Alguns exemplos de células hospedeiras são as bactérias Escherichia coli e Bacillus subtilis e a levedura Saccharomyces cerevisiae.
Na prática, esse procedimento gera uma mistura de construções recombinantes. Algumas células contêm o gene clonado de interesse, ao passo que outras podem conter outros genes do DNA original.
Introdução do vetor no organismo e clonagem molecular
4. SELEÇÃO DOS CLONES RECOMBINANTES
Para selecionar apenas as células de interesse o vetor possui um marcador selecionável que permite a identificação de moléculas recombinantes. Um marcador de antibiótico é frequentemente usado, assim uma célula hospedeira sem o vetor morre quando exposta a um determinado antibiótico, enquanto o hospedeiro com o vetor sobrevive e se multiplica, porque é resistente.
Seleção dos clones recombinantes
6. MULTIPLICAÇÃO OU EXPRESSÃO DO GENE
Após as células com o plasmídeo recombinante serem identificadas, elas podem crescer em grande escala, replicando o fragmento de DNA. Nesse momento, damos às bactérias um sinal químico que as instrui a produzir a proteína alvo.
As bactérias servem como “mini fábricas”, produzindo grandes quantidades de proteína. Por exemplo, se nosso plasmídeo continha o gene da insulina humana, as bactérias começariam a transcrição do gene e a tradução do RNAm para produzir muitas moléculas da proteína insulina.
A proteína de interesse é então purificada, separada dos demais conteúdos das células, por exemplo, outras proteínas e macromoléculas. Isso garante que não haja nenhuma impureza, restando apenas o produto final, como no caso da insulina.
Multiplicação ou expressão do gene
Aplicação da clonagem de DNA
A clonagem molecular possui inúmeras aplicações e vem ganhando cada vez mais importância nos últimos anos. Entre as possibilidades estão o desenvolvimento de proteínas recombinantes mais seguras para o tratamento de doenças, o aprimoramento da terapia genética, a produção vacinas, além do uso na agricultura.
Veja abaixo algumas das aplicações da técnica de DNA recombinante:
Resposta:
Foram vistas diversas técnicas possíveis e uma delas é a do DNA recombinante. Explique como essa técnica funciona citando os 3 elementos básicos para sua realização