Fundamentos da engenharia Genética

A Engenharia Genética permite manipular directamente os Genes de determinados organismos com objectivos práticos. São várias aplicações de Engenharia Genética e as técnicas utilizadas.

Tecnologia do DNA recombinante

Permite combinar na mesma molécula de DNA genes provenientes de fontes diferentes, mas não necessariamente de espécies diferentes, dando origem a uma molécula de DNA recombinante (rDNA). Esta técnica baseia-se na utilização de ferramentas moleculares como as enzimas de restrição, as ligases do DNA e os vectores. As enzimas de restrição reconhecem determinadas sequências de DNA e cortam a molécula nesses locais. As zonas de restrição correspondem á sequência de DNA curtas e simétricas que se lêem da mesma forma nas duas cadeias na direcção 5´- 3´.
A actividade das enzimas de restrição dá origem a fragmentos de DNA em dupla hélice com extremidade em cadeia simples. Os fragmentos de DNA que resultam da actividade das enzimas de restrição chamam-se fragmentos de restrição e as extremidades em cadeia simples chamam-se extremidades coesivas.
Verifica-se complementaridade de bases do DNA nas extremidades coesivas de diferentes fragmentos de restrição obtidos com a mesma enzima. As extremidades coesivas emparelham através de ligações de hidrogénio entre bases complementares e podem unir-se pela actividade de ligases do DNA que catalizam a formação de ligações fosfodiéster.
As enzimas de restrição são bastante especificas e ocorrem naturalmente em bactérias. Protegem as bactérias dos ataques por vírus, uma vez que reconhecem e cortam sequências específicas do DNA viral, inactivando-o. O DNA bacteriano está protegido da actividade das enzimas de restrição.
Um vector é uma entidade, constituída por DNA, que transfere o DNA de uma célula ou de um organismo dador para uma célula ou um organismo receptor. Os vectores mais utilizados são os plasmícideos e os bacteriófagos. Os plasmícideos são apenas moléculas irculares de DNA que ocorrem naturalmente em algumas bactérias, leveduras e células vegetais.

A obtenção e expressão de uma molécula de rDNA processa-se do seguinte modo:

1. Selecciona-se uma molécula de DNA dadora, contendo o gene com interesse que se pretende transferir e clonar, e um vector adequado.

2. A molécula de DNA e o vector são tratados com a mesma enzima de restrição, que corta as duas moléculas em regiões com a mesma sequência de nucleótidos.

3. Misturam-se os fragmentos de restrição da molécula de DNA e o vector e juntam-se ligases do DNA . O vector e os fragmentos de restrição emparelham pelas extremidades coesivas, que são complementares, e a ligase estabelece a ligação.

4. O vector, contudo o DNA dador, é transferido para a célula ou organismo receptor.

5. O DNA dador é incorporado no genoma da célula ou do organismo receptor, que passa a possuir um DNA recombinante.

6. Um meio selectivo ou testes químicos permitem identificar as células que exprimem o gene desejado. No processo descrito formam-se fragmentos de restrição que não tem o gene desejado e nem todas as células receptoras incorporam o DNA dador.

Editora Areal - Biologia