Noções sobre células-tronco, clonagem e tecnologia do DNA recombinante

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Noções sobre células-tronco, clonagem e tecnologia do DNA recombinante

Esta postagem foi desenvolvida da seguinte forma:

1º O texto da célula tronco foi retirado do site Saúde

2º O texto sobre clonagem foi retirado do site só biologia

3º texto retirado do site Só Biologia

4º Vídeo aula

1º O texto da célula tronco foi retirado do site Saúde

CÉLULA-TRONCO

O que é

As células-tronco são células com a capacidade de se transformar (diferenciar) em qualquer célula especializada do corpo, ou seja, células características de uma mesma linhagem. Elas são capazes de se renovar por meio da divisão celular mesmo após longos períodos de inatividade e induzidas a formar células de tecidos e órgãos com funções especiais.

Diferente de outras células do corpo, como as células musculares, do sangue ou do cérebro, que normalmente não se reproduzem, células-tronco podem se replicar várias vezes. Isso significa que a partir de uma cultura de células-tronco é possível produzir milhares. Contudo, os pesquisadores ainda não têm conhecimento vasto do que induz a proliferação e autorrenovação dessas estruturas.

Outro enigma que desafia os cientistas é a questão da diferenciação: como células indiferenciadas simplesmente passam a ter funções especializadas, como os gametas e células sexuais? Sabe-se que, além dos sinais internos controlados por genes, o processo é ativado também por sinais externos, incluindo a secreção de substâncias químicas por outras células, o contato físico com células vizinhas e a influência de algumas moléculas.

Embora muitos laboratórios de pesquisa consigam induzir a diferenciação pela manipulação de fatores de crescimento, soro e genes, os mecanismos detalhados que regem o processo não são claros. Entretanto, encontrar a resposta para o problema pode ampliar o potencial terapêutico das células-tronco, já que células, tecidos e órgãos poderiam ser produzidos em laboratório ou recuperados no próprio corpo. Além disso, forneceria uma compreensão bem maior sobre doenças como o câncer, desencadeadas pela divisão anormal das células.

 

Tipos

As células-tronco podem ser classificadas em totipotentes, quando conseguem se diferenciar em todos os tecidos do corpo humano, e pluripotentes ou multipotentes, quando são capazes de se transformar em quase todos os tecidos, exceto placenta e anexos embrionários. Células-troncooligotentes diferenciam-se em poucos tecidos, células-tronco unipotentes se trasformam em um único tecido.

Essas estruturas podem ser divididas, de acordo com a origem, basicamente em células-tronco derivadas de tecidos embrionários (somáticas) e células-tronco derivadas de tecidos não-embrionários (adultas). Células-tronco pluripotentes poderiam, teoricamente, derivar de qualquer célula humana.

Células-tronco embrionárias são aquelas que formam o interior do blastocisto, um aglomerado celular que dará origem a tecidos e órgãos necessários ao desenvolvimento do feto. A maioria das pesquisas atuais utiliza este tipo de célula-tronco para produzir mais células-tronco, que podem ser congeladas e divididas em laboratório. Posteriormente, são divididas e estimuladas para se tornarem células ou tecidos especializados.

Células-tronco adultas são células indiferenciadas encontradas no meio de células diferenciadas que compõem as estruturas do corpo. Elas têm a função de renovar e reparar os tecidos do corpo. Acredita-se que residam em nichos dos tecidos, algumas nas camadas externas de pequenos vasos sanguíneos, onde permanecem sem se dividir até que isso seja necessário.

Por existirem em quantidades reduzidas no corpo e pela dificuldade que apresentam para se dividir em relação às embrionárias, a produção em laboratório desse tipo de célula-tronco é limitada. Mesmo assim, cientistas desenvolvem a cada dia novos métodos para incrementar a cultura e manipulação destas células para utilização em tratamentos de lesões ou doenças.

Células-tronco pluripotentes induzidas (iPSCs) são células adultas que foram geneticamente reprogramadas para o estágio de células-tronco embrionárias. Estudos estão sendo realizados para avaliar como a técnica poderia ser utilizada de forma segura em seres humanos. Em animais, a introdução de fatores de reprogramação celular com vírus pode, eventualmente, desencadear tumores. Entretanto, a estratégia parece promissora na medida em evitaria, teoricamente, a rejeição.

Curiosidades

Há cinco décadas o pesquisador Leroy Stevens descobriu um tumor no saco escrotal de um rato de laboratório. Ao examinar o animal, identificou vários tecidos, incluindo dentes e cabelos. A partir desta constatação, traçou a origem do tumor e deu início ao estudo das células-tronco.

Somente 30 anos mais tarde, cientistas norte-americanos e ingleses conseguiram isolar células-tronco embrionárias a partir do blastocisto de um roedor. Em 1998, duas equipes independentes anunciaram o isolamento de células-tronco embrionárias humanas.

Em 2008, uma equipe anunciou a criação de um coração usando células-tronco de ratos e tecidos próprios do animal, como vasos sanguíneos e válvulas. Contudo, o órgão batia apenas com 2% da potência normal. Em julho de 2010, cientistas anunciaram a criação de um pulmão de rato “artificial” com células-tronco. O tecido funcionou apenas duas horas, pois coágulos de sangue se formaram.

Recentemente, pesquisadores dos Estados Unidos descobriram uma forma de produzir quantidades aparentemente ilimitadas de células-tronco adultas em laboratório. A equipe descobriu que células endoteliais – os blocos básicos do sistema vascular – produzem fatores de crescimento que induzem o crescimento de culturas de células.

Mesmo diante da possibilidade de produção de células-tronco em grandes quantidades, muitas mães doam o sangue do cordão umbilical do filho que nasceu para bancos de células-tronco, já que ali se encontra um grande número de células-tronco hematopoiéticas. A ideia é que esse material fique disponível para ser usado no futuro por alguma pessoa compatível, para tratar doenças como leucemia.

 

2º O texto sobre clonagem foi retirado do site só biologia

O que é clonagem?

A Clonagem é um mecanismo comum de reprodução de espécies de plantas ou bactérias. Um clone pode ser definido como uma população de moléculas, células ou organismos que se originaram de uma única célula e que são idênticas à célula original. Em humanos, os clones naturais são os gêmeos idênticos que se originam da divisão de um óvulo fertilizado.

A grande revolução da Dolly, que abriu caminho para possibilidade de clonagem humana, foi a demonstração, pela primeira vez, de que era possível clonar um mamífero, isto é, produzir uma cópia geneticamente idêntica, a partir de uma célula somática diferenciada. Para entendermos porque esta experiência foi surpreendente, precisamos recordar um pouco de embriologia.

Todos nós já fomos uma célula única, resultante da fusão de um óvulo e um espermatozoide. Esta primeira célula já tem no seu núcleo o DNA com toda a informação genética para gerar um novo ser. O DNA nas células fica extremamente condensado e organizado em cromossomos. Com exceção das nossas células sexuais, o óvulo e o espermatozoide que têm 23 cromossomos, todas as outras células do nosso corpo têm 46 cromossomos. Em cada célula, temos 22 pares que são iguais nos dois sexos, chamados autossomos e um par de cromossomos sexuais:

O núcleo da célula contém os 23 pares de cromossomos.

XX no sexo feminino e XY no sexo masculino. Estas células, com 46 cromossomos, são chamadas células somáticas.

Voltemos agora à nossa primeira célula resultante da fusão do óvulo e do espermatozoide. Logo após a fecundação, ela começa a se dividir: uma célula em duas, duas em quatro, quatro em oito e assim por diante. Pelo menos até a fase de oito células, cada uma delas é capaz de se desenvolver em um ser humano completo. São chamadas de totipotentes. Na fase de oito a dezesseis células, as células do embrião se diferenciam em dois grupos: um grupo de células externas que vão originar a placenta e os anexos embrionários, e uma massa de células internas que vai originar o embrião propriamente dito. Após 72 horas, este embrião, agora com cerca de cem células, é chamado de blastocisto.

É nesta fase que ocorre a implantação do embrião na cavidade uterina. As células internas do blastocisto vão originar as centenas de tecidos que compõem o corpo humano. São chamadas de células tronco embrionárias pluripotentes. A partir de um determinado momento, estas células somáticas – que ainda são todas iguais – começam a diferenciar-se nos vários tecidos que vão compor o organismo: sangue, fígado, músculos, cérebro, ossos etc. Os genes que controlam esta diferenciação e o processo pelo qual isto ocorre ainda são um mistério.

O que sabemos é que uma vez diferenciadas, as células somáticas perdem a capacidade de originar qualquer tecido. As células descendentes de uma célula diferenciada vão manter as mesmas características daquela que as originou, isto é, células de fígado vão originar células de fígado, células musculares vão originar células musculares e assim por diante. Apesar de o número de genes e de o DNA ser igual em todas as células do nosso corpo, os genes nas células somáticas diferenciadas se expressam de maneiras diferentes em cada tecido, isto é, a expressão gênica é específica para cada tecido. Com exceção dos genes responsáveis pela manutenção do metabolismo celular (housekeeping genes) que se mantêm ativos em todas as células do organismo, só irão funcionar em cada tecido ou órgão os genes importantes para a manutenção deste. Os outros se mantêm “silenciados” ou inativos.

Texto adaptado de Zatz, Mayana. “Clonagem e células-tronco”. Cienc. Cult., jun. 2004, vol. 56, nº 3, pp. 23-27, ISSN 0009-6725.

3º texto retirado do site Só Biologia

A tecnologia do DNA recombinante

Cada fragmento de DNA, que foi clivado e separado do resto do material genético, contém um ou mais genes. Lembre-se que cada gene origina uma proteína, portanto ao estudarmos o gene estamos estudando a proteína que ele codifica.

Mas o que devemos fazer para estudar o gene?

Devemos introduzi-lo no material genético (no DNA) de um hospedeiro para que ocorra a transcrição do gene, em mRNA, e a tradução em proteína.

hospedeiro é um organismo que se multiplica (se reproduz) rapidamente, como por exemplo, as bactérias. Quando as bactérias se reproduzem por bipartição elas transmitem ao seus “filhos” o seu material genético, portanto se neste material conter o fragmento de DNA de estudo, em pouco tempo teremos milhões de bactérias com o gene.

plasmídio é o material genético circular não ligado ao cromossomo que fica espalhado pelo hialoplasma das bactérias. Ele sofre o mesmo processo do DNA cromossomal de transcrição e tradução, além de, se multiplicar a cada divisão celular, passando uma cópia para cada célula “filha”.

O plasmídio é retirado das células bacterianas para que se possa inserir o gene de estudo, para depois recolocá-lo na bactéria.

Para entendermos melhor vamos conhecer esse processo passo a passo (acompanhe na figura):

  1. Os pesquisadores querem estudar um gene humano que produz uma proteína que não se sabe a função.
  2. Os pesquisadores “recortam” (utilizando enzimas de restrição), do DNA humano, o gene de interesse.
  3. Esse fragmento de DNA contendo o gene é multiplicado por PCR para obtermos várias cópias do mesmo fragmento (ou da mesma informação).
  4. A mesma enzima que clivou o gene do DNA humano é utilizada para clivar o plasmídio bacteriano. Lembre-se que o fragmento de DNA, ao ser clivado, gera pontas adesivas que são complementares ao plasmídio se este for clivado com a mesma enzima.
  5. A seguir o plasmídio clivado é misturado com os fragmentos de DNA (contendo o gene) e uma enzima chamada ligase “cola” os fragmentos ao plasmídio, produzindo o chamado DNA recombinante. Isso feito, o DNA recombinante é introduzido em uma bactéria hospedeira.
  6. bactéria hospedeira é colocada em um meio nutritivo seletivo, apenas aquelas que possuem o DNA recombinante crescem, formando colônias. Após muitas gerações de bactérias, o produto da expressão dos genes, as proteínas humanas, são purificadas das bactérias (são separadas das proteínas das bactérias).

 

Esse método produz uma grande quantidade de proteínas humanas possibilitando assim, seu estudo.

4º Vídeo aula

Sobre Eder Sabino Carlos

Sou formado em Ciências Econômicas e desenvolvi este site para democratizar materiais de estudos de qualidade para concursos públicos e Enem. Hoje sou representante de vendas na área de material de construçãoa na cidade de Vila Velha ES. Gosto de ler livros de aventura e tenho um livro publicado em e-book com o título de A Fortaleza do Centro. Um livro de aventura infanto-juvenil, mas adultos também estão gostando. Você pode baixar o livro no site e aproveite e veja os comentários das pessoas que já o leram.

Uma resposta »

  1. O vírus do HIV altera o nosso DNA. Retirando o um pedaço do nosso gene e coloca o dele para reproduzir o vírus. Tá certo??

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