16.16: Plantas Transgênicas

A tecnologia de DNA recombinante chamada transgênese é frequentemente usada para adicionar um gene estranho ou remover um gene prejudicial de um organismo. Esses organismos geneticamente modificados são chamados de organismos transgênicos.

A primeira planta transgênica foi uma planta de tabaco desenvolvida em 1983 que mostrou resistência contra o vírus do mosaico do tabaco. Desde então, muitas plantas transgênicas foram desenvolvidas e comercializadas para melhorar o valor agrícola, ornamental e hortícola de uma planta cultivada. As plantas transgênicas também podem ser usadas como biorreator para a produção de metabólitos ou proteínas economicamente importantes.

Métodos físicos de transferência de genes para plantas

Muitos métodos, como eletroporação e bombardeio de microprojéteis, podem ser usados para transferir um gene estranho para um protoplasto vegetal. Durante a eletroporação, um dispositivo fornece pulsos de alta tensão para a suspensão de protoplasto. Isso aumenta a permeabilidade do protoplasto, permitindo que o DNA estranho entre na célula e se integre ao genoma da planta.

Em contraste, durante o bombardeio de microprojéteis ou o método biolístico, partículas esféricas feitas de tungstênio ou ouro (microprojéteis) são revestidas com o gene portador de plasmídeo de interesse. As partículas revestidas são então aceleradas a 300 a 600 m/s com um instrumento chamado pistola de partículas. O instrumento usa gás hélio de alta pressão para fornecer força propulsora que ajuda as partículas revestidas de plasmídeo a penetrar na parede celular da planta. Uma vez dentro da célula, o gene de interesse se integra ao genoma da planta. Este método pode ser usado para introduzir DNA em culturas de calos, tecidos meristemáticos, embriões imaturos, suspensões de células vegetais, etc.

Aplicações de plantas transgênicas

A tecnologia de DNA recombinante é amplamente utilizada no desenvolvimento de plantas resistentes a pragas e vírus. A técnica também é útil para modificar o teor de lipídios, amido e proteína das sementes.

Por exemplo, o arroz dourado é uma planta de arroz geneticamente modificada com valor nutricional aprimorado. Esta variedade transgênica de arroz produz β-caroteno – um precursor da vitamina A, que lhe confere uma cor dourada. É produzido pela transformação do DNA mediada por Agrobacterium, onde o DNA recombinante que carrega três genes que codificam enzimas – fitoeno sintase, fitoeno dessaturase e licopeno β-ciclase é inserido no genoma de embriões de arroz alvo. Os embriões então se desenvolvem em plantas que produzem β-caroteno. O arroz dourado foi desenvolvido para combater a deficiência de vitamina A nos países em desenvolvimento.

Algumas outras plantas transgênicas, como o algodão Bt, foram modificadas pela inserção de um gene isolado da bactéria Bacillus thuringiensis – uma bactéria gram-positiva encontrada no solo. Essas plantas transgênicas produzem cristal ou proteína “Cry” que mata insetos nocivos, tornando a planta resistente a insetos.