Biologia 1 > Posts > Aula de Genética - Aplicações da Genética na Atualidade (3º Ano - Ensino Médio)

Bolsistas: Andrey W. de Souza e João Felipe C. Brosin

 

APLICAÇÕES DA GENÉTICA NA ATUALIDADE

 

A genética é a parte da ciência que estuda a hereditariedade, a estrutura e função dos genes, além da grande variabilidade entre os seres vivos da terra. Desde tempos antigo, o homem utilizava-se do cruzamento seletivo de animais e plantas visando a seleção de algumas características destes organismos. Entretanto, eles mal entendiam como e por que esta seleção de características ocorria. Muitas ideias sobre a hereditariedade foram elaboradas, mas muitas caíram por terra, pois não conseguiam explicar realmente o mecanismo por trás da hereditariedade.

Os primeiros estudos da genética na ciência moderna começaram com o monge austríaco Gregor Mendel na década de 1860. Mendel, cruzando linhagens diferentes de ervilhas, percebeu a existência de fatores que eram transmitidos para a prole dos genitores, fatores estes que mais tardiamente foram chamados de genes.

Com o passar do tempo diversos avanços ocorreram nesta área da ciência, como a descoberta da estrutura do DNA, estrutura crucial que carrega a informação genética, e a elucidação dos mecanismos pelos quais a partir desta molécula eram produzidas informações na forma de RNA que por sua vez servia de base para a produção de proteínas. Estas, juntamente com outras descobertas, fizeram com que a genética se tornasse um importante aliado dos cientístas no mundo atual.

Levando em consideração um pouco do histórico da genética no mundo, introduzimos aqui uma pequena base que pretende dar uma noção da importância destas descobertas para a humanidade e como estas informações são utilizadas hoje para facilitar e auxiliar as nossas vidas. 

ENGENHARIA GENÉTICA

A engenharia genética permite a modificação do DNA de um organismo afim de obter uma utilidade prática e explicar os efeitos de determinados genes no fenótipo desse organismo. Aqui temos os exemplos dos trangênicos e dos organismos geneticamente modificados. Vamos imaginar um exemplo bem prático. Imagine que há uma laranjeira que dá frutos de tamanho grande e apresenta acelerada produção, entretanto seu sabor não é atrativo para o consumo. Agora imagine outra laranjeira, que produz frutos com um sabor adocicado muito atrativo, mas com uma baixa produção por pé. Com a utilização dos conhecimentos em genética, é possível o isolamento dos genes responsáveis pela alta produção de laranja e dos genes que dão a característica do gosto doce, sendo possível a produção de uma variedade de laranjeira cujo fruto é grande, doce e com rápida produção, o que certamente será muito mais atrativo para o consumidor e rentável para o produtor. Outro exemplo é a produção de insulina, que é utilizada por pessoas que apresentam deficiência dessa substância no organismos, os diabeticos. Inicialmente a insulina era produzida em porcos para o uso em humanos. Após diversos estudos, conseguiram isolar o gene da insulina de humanos e colocá-lo no DNA de bactérias da espécie Escherichia coli que passaram então a produzir a insulina e secretá-la no meio em que eram cultivados esses microorganismos. Isso acelerou e barateou a produção de insulina, o que é benéfico tanto para o consumidor desse medicamento quanto para as empresas farmacêuticas que o produzem.

Estes são apenas alguns exemplos das inúmeras vantagens que os OGMs podem trazer. Todavia, é importante ressaltar que existem polemicas na utilização destes métodos de engenharia genética. Isso se deve ao fato de que apesar de suas vantagens serem bem claras, como a melhoria da qualidade, barateamento dos produtos e maximização da produção, ainda não se compreende muito bem se existe a possibilidade de efeitos colaterais para os consumidores, em especial dos produtos agrícolas - como a soja, o milho, o trigo e outros - que são consumidos por nós diariamente. Nesse cenário existem grupos que defendem que estes produtos não devem ser comercializados, pois ainda não são compreendidos os efeitos do seu consumo a longo prazo para a nossa saúde. No entanto, vale lembrar também que não existem pesquisas que apontam para a possibilidade de danos colaterais a saúde dos consumidores. Isso só o tempo dirá.​

ACONSELHAMENTO GENÉTICO

Como vimos anteriormente, desde as descobertas de Gregor Mendel, atualmente é possível estimar a probabilidade para identificar as chances de algum evento genético se manifestar em uma população e até mesmo de geração para geração. Com os conhecimentos que temos hoje sobre herediariedade e estrura e funcionamento do DNA é possível, por exemplo, a construção de  heredogramas que mostram a história familiar e quais são as possibilidades de determinadas pessoas terem um filho com certa doença genética. Assim, o aconselhamento genético verifica a probabilidade de uma doença genética ocorrer em uma família e orienta casais que pretendem ter filhos mas que apresentam chances de transmitir alguma patologia ou malformação para o feto. Além disso, o aconselhamento genético também é utilizado para pessoas com histórico de câncer ou doenças degenerativas na família. Sendo assim, o aconselhamento genético é importante para que pessoas com histórico familiar tomem ciência dos riscos e consequências de doenças que podem vir a desenvolver ou passar aos seus descendentes, podendo com isso fazer a prevenção ou  tratamentos com antecedência.

TESTE DE PATERNIDADE E GENÉTICA FORENSE

O nosso DNA apresenta diversas sequências altamente variáveis na população que são capazes de individualizar uma pessoa. A partir de 1990 foi possível identificar marcadores moleculares nos indivíduos chamados de Short Tandem Repeats (STRs), ou em português: pequenas repetições em cadeia. Utilizando essas sequências, é possível traçar um perfil genético a partir de uma pequena amostra de DNA e por comparação determinar a quem pertence aquele DNA ou se ele tem algum parentesco com o DNA de outro indivíduo. Sendo assim, é possível a utilização desta tecnologia para a identificação de criminosos ou a para aplicação em testes de paternidade. Nos Estados Unidos já existe um banco de dados Criminal de Perfis Genéticos (Codis), que armazena informações genéticas de criminosos que podem ser utilizadas em comparação com amostras coletadas em locais de crimes. Além disso, nos testes de paternidade também são utilizados esses STRs, uma vez que a ocorrência de mutações nessas regiões propicia uma alta variação de possibilidades de repetições, que são características de alguns poucos indivíduos, o que permite identifica-los por parentesco. Essas sequências variam tanto pelo motivo (sequência de nucleotídeos) quanto pelo número de repetições. Como cada indivíduo recebe um alelo do pai e outro da mãe, a comparação entre o loci da pessoa analisada e do seu suposto pai permite determinar de uma forma altamente discriminatória a existência ou não de um vínculo genético entre eles.

EXERCÍCIOS - TESTE DE PATERNIDADE

 

(1) 1º de junho, aproximadamente 1:00 da manhã. A Sra. Lannister, a Sra. Stark e a Sra. Baratheon deram à luz 3 meninos no hospital local. A 1:26 o alarme de incêndio do hospital soou. Em meio a correria, enfermeiros e médicos retiraram os pacientes incluindo os 3 recém nascidos. Após a confusão, os funcionários do hospital não sabiam dizer qual bebê era qual, já que o incêndio começou antes dos bebês receberem suas pulseiras de identificação.  O DNA dos 3 casais pais das crianças e dos 3 bebês foi recolhido e utilizado para uma tipagem em um laboratório da cidade. Os perfis de cada amostra de DNA estão mostrados abaixo.  Seu trabalho é dizer qual bebê pertence a qual família. Nesta análise, cada banda no perfil do bebê deve corresponder a uma banda do pai ou da mãe. No entanto, nem todas as bandas dos perfis do pai e da mãe terão uma correspondente no DNA do bebê.

(2) O senhor Gates, um homem muito rico, faleceu recentemente. Desde sua morte, 3 mulheres alegam que o Sr. Gates é o pai dos seus filhos.  Como o Sr. Gates já previa essa situação, ele deixou uma amostra do seu DNA devidamente armazenada antes da sua morte. Assim, o fingerprint do Sr. Gates foi comparado com o das crianças e de suas mães. Os resultados são mostrados abaixo. Seu trabalho é analisar os dados e determinar se alguma criança é realmente herdeira do Sr. Gates.  Sugestão: identifique primeiro as bandas no DNA da criança que vieram da mãe, em seguida procure as que sobraram no DNA do Sr. Gates.