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Engenharia genética: o que é, exemplos e para que serve

A engenharia genética é um conjunto de técnicas moleculares que possibilita a análise, caracterização, expressão e modificação do material genético (DNA e RNA) dos seres vivos, visando tanto aprimorar quanto criar novos organismos.

Essa disciplina surgiu no final do século XX, impulsionada pela descoberta, em 1970, das enzimas capazes de “cortar” o DNA por parte dos cientistas norte-americanos Hamilton Smith e Daniel Nathans, conhecidas como endonucleases ou enzimas de restrição.

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Contudo, a engenharia genética tem sido alvo de intensos debates devido às complexas questões éticas que a envolve. Suas práticas incluem a manipulação do material genético natural, como a introdução de organismos geneticamente modificados (OGMs) ou sua clonagem, suscitando preocupações éticas que demandam reflexão tanto da sociedade quanto da comunidade científica, buscando soluções para os desafios éticos apresentados.

Assim sendo, compreender o significado da engenharia genética e suas potenciais contribuições como benefício efetivo para a vida, requer uma avaliação cuidadosa de seus impactos e implicações éticas, a fim de garantir que seu desenvolvimento e aplicação ocorram de maneira ética e responsável.

O que é engenharia genética?

A engenharia genética envolve estudos do material genético presente nos seres vivos, incluindo a análise, manipulação e recombinação dos ácidos nucleicos DNA e RNA, com o intuito de compreender sua estrutura e, consequentemente, aprimorá-la ou replicá-la.

O DNA é o repositório de todas as informações genéticas cruciais e específicas de cada organismo vivo. A partir dessas informações, as células se desenvolvem, determinando a constituição do organismo. É digno de nota que os cientistas estão investigando a capacidade de armazenamento de dados dentro das sequências de DNA.

Por sua vez, o ácido nucleico RNA desempenha uma função fundamental na expressão das informações contidas no DNA. Sua principal atribuição é a síntese de proteínas, que representa a expressão final do conjunto genético armazenado no DNA.

Imagem: Vitória Gomez (gerada com IA)/Olhar Digital

Foi somente no início do século XXI, a partir de 2001, que se tornou possível sequenciar completamente o genoma humano. Esses avanços evidenciam a relativa novidade e atualidade desse campo de estudo, destacando a existência de diversas áreas ainda necessitando de investigação profunda e descobertas. Apesar disso, a engenharia genética já demonstra um potencial significativo para impulsionar mudanças substanciais no futuro.

Para que serve engenharia genética?

Seu propósito é modificar, adicionar ou remover genes específicos para alterar as características de um organismo, conferindo-lhe novas propriedades ou aprimorando suas funções existentes.

Essas modificações podem ser realizadas em uma variedade de organismos, incluindo plantas, animais, microrganismos e até seres humanos, com aplicações que abrangem desde a agricultura e medicina até a pesquisa científica e a indústria.

Além disso, a análise genética desempenha um papel importante por diversos motivos, especialmente na identificação de mutações genéticas associadas a doenças. Muitas dessas mutações são hereditárias, passando de uma geração para outra. A análise genética permite a detecção precoce dessas mutações, possibilitando intervenções preventivas e terapêuticas para mitigar o impacto dessas doenças.

Dentro desse contexto, fica evidente que a engenharia genética abre um leque amplo de oportunidades para aprimorar a qualidade de vida humana e impulsionar avanços significativos em diversos campos.

Engenharia Genética, DNA
Imagem: FOTOGRIN/Shutterstock

Engenharia genética: exemplos

Após várias décadas desde a descoberta das endonucleases, a engenharia genética experimentou um avanço notável. Hoje, suas aplicações são amplas e multifacetadas, abrangendo diversos campos. Por exemplo:

Na área alimentar, a engenharia genética tem sido fundamental para desenvolver cultivos mais eficientes e resistentes a pragas. Recentemente, também têm surgido iniciativas para produzir carne vegetal em laboratório, representando uma abordagem inovadora para atender às demandas alimentares de forma sustentável.

Na medicina, a manipulação genética desempenha um papel importante na edição de genes relacionados a doenças como o câncer. Além disso, ela contribui significativamente para a produção de medicamentos essenciais, como a insulina, e vacinas, promovendo avanços importantes no tratamento de diversas condições de saúde.

Em outras indústrias, como a madeireira e a de papel, a engenharia genética é empregada para criar árvores mais resistentes, facilitando a extração de madeira e celulose de forma mais eficiente e sustentável.

Floresta com engenharia genética

Na biorremediação, a engenharia genética é utilizada para mitigar impactos ambientais, como o desenvolvimento de bactérias transgênicas capazes de degradar petróleo e outros poluentes, contribuindo para a preservação do meio ambiente.

Essas aplicações são realizadas por meio de técnicas bem conhecidas, como a clonagem, a transgenia e a impressão genética (ou análise de DNA), que possibilitam a manipulação precisa do material genético.

A transgenia, por exemplo, consiste em inserir genes de outras espécies em um organismo hospedeiro, resultando na criação de um organismo único, conhecido como transgênico. É importante destacar que nem todo organismo geneticamente modificado é considerado um transgênico; essa designação é reservada para os organismos que receberam genes de outras espécies.

Atualmente, existem três técnicas principais de transgenia em uso:

01 – DNA Recombinante: Com enzimas de restrição, segmentos de DNA podem ser cortados e unidos a outras moléculas usando a DNA ligase, como uma “cola” para o DNA. Essa técnica é usada na medicina para criar bactérias com o gene humano produtor de insulina, para o tratamento da diabetes.

Crispr - Engenharia Genética
Os CRISPRs funcionam como uma memória imunológica, pois armazenam a impressão digital molecular dos vírus no DNA das bactérias. (Imagem:ART-ur/Shutterstock.com)

02 – Biobalística: Fragmentos de DNA são inseridos em partículas de metal e atirados na célula, sendo amplamente utilizada em estudos com plantas.

03 – CRISPR/CAS: Esta técnica, originária da observação do sistema de defesa de bactérias, corta o DNA de forma precisa e descarta genes indesejados. É empregada em pesquisas relacionadas ao tratamento de doenças como HIV e câncer.

Clonagem: Tem o objetivo de criar cópias geneticamente idênticas de genes, células, tecidos ou indivíduos. Um exemplo notável é a ovelha Dolly, o primeiro mamífero clonado, em 1996, usando o núcleo de uma célula de uma ovelha doadora inserido em um óvulo anucleado de outra ovelha.

Ovelha Dolly - Clonagem - Engenharia Genética
Ovelha Dolly – Imagem: Divulgação

Clonagem Terapêutica: Usada na medicina para criar tecidos ou órgãos saudáveis para transplante, utilizando células-tronco adultas ou embrionárias, embora estas últimas gerem debates éticos devido à necessidade de destruir o embrião para sua obtenção.

A engenharia genética está em constante evolução, com potencial para ajudar muitas pessoas a longo prazo. Apesar das questões burocráticas e da necessidade de mais estudos, os avanços recentes e futuros provavelmente continuarão impactando positivamente a saúde e o bem-estar humanos.

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