15.4: Organismos Transgénicos
Visão Geral
Organismos transgénicos são geneticamente modificados para transportar transgenes—genes de uma espécie diferente—como parte do seu genoma. O transgene pode ser uma versão diferente de um dos genes do organismo ou um gene que não existe no seu genoma. Transgenes são geralmente gerados por técnicas de DNA recombinante e clonagem de DNA. Bactérias, plantas e animais transgénicos permitem que os cientistas investiguem questões biológicas e criem soluções práticas.
Criando um Organismo Transgénico
Os cientistas iniciam o processo de transgénese—introdução de um transgene no genoma de um organismo—selecionando uma técnica apropriada. Existem vários métodos biológicos, químicos e físicos de transgénese. Um método biológico comum envolve a introdução mediada por vírus de DNA estranho em um genoma de células hospedeiras, chamado transdução. Um método químico popular usa fosfato de cálcio (Ca3(PO4)2). O método baseia-se na formação de um precipitado Ca3(PO4)2/DNA para facilitar a ligação e entrada do DNA nas células. Métodos físicos como a microinjeção—uma técnica que usa uma fina agulha de vidro para inserir material genético manualmente nas células—introduz artificialmente o DNA à força.
Uma vez dentro da célula, um transgene pode integrar-se aleatoriamente ou em um local específico do genoma com a ajuda de enzimas de reparação de DNA (ou seja, recombinação). Essas células transgénicas então multiplicam-se e replicam o transgene como parte do seu genoma, expressando o gene de interesse do investigador. Um transgene pode não se integrar no genoma e, portanto, induzir apenas a expressão transitória do gene de interesse do investigador. Normalmente, um marcador selecionável (por exemplo, gene de resistência a antibióticos) ou um gene repórter (por exemplo, GFP) são incluídos juntamente com o gene de interesse, para que as células com integração transgénica bem sucedida possam ser identificadas.
Transgenes Podem ser Introduzidos em Animais e Plantas
Em animais, o transgene é tipicamente inserido em um óvulo fertilizado em estágio inicial por microinjeção. A esperança é que o transgene se integre nas células germinativas—células precursoras reprodutivas que se tornam gâmetas (ou seja, óvulos ou espermatozóides)—para que ele se expresse em todas as células do organismo em desenvolvimento. Além disso, a integração germinativa é hereditária, o que significa que o transgene pode ser passado através de gerações pela reprodução. Os animais transgénicos são retrocruzados—a progenia é acasalada com os progenitores—para criar linhas de animais homozigóticos para o transgene.
A transgénese vegetal usa rotineiramente um método biológico, como a entrega de vectores bacterianos, para introduzir DNA estranho nas células. Rhizobium radiobacter (anteriormente conhecida como Agrobacterium tumefaciens) é uma bactéria patogénica presente no solo que pode infectar plantas e integrar o seu plasmídeo de DNA no genoma da planta. Os cientistas modificaram a R. radiobacter para que o plasmídeo de DNA possa carregar um transgene. As amostras de tecido vegetal são cultivadas com R. radiobacter para permitir a infecção e a integração do transgene. Esses tecidos são ainda mais cultivados em meios seletivos que induzem o crescimento do caule e das raízes até que a planta que está a nascer possa ser transferida para o solo. Estas plantas transgénicas são retrocruzadas para criar linhas de plantas transgénicas de alto rendimento.
Usos Práticos de Organismos Transgénicos
Organismos transgénicos têm muitas aplicações na agricultura, ciência, indústria e medicina. Por exemplo, foram produzidas plantas transgénicas resistentes a insetos para aumentar o rendimento e reduzir o uso de pesticidas (por exemplo, milho Bt); foram criadas bactérias para uso em investigação biomédica e para a produção de biocombustíveis; e animais transgénicos têm sido usados para fabricar medicamentos—como proteínas humanas—e para criar modelos de doenças humanas. Os cientistas aproveitam o poder de plantas, bactérias e animais transgénicos para investigar a expressão genética, criar produtos genéticos desejados ou promover características valiosas.
