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Plantas Transgênicas

 

 

     A produção de plantas melhoradas geneticamente iniciou-se no século XIX, quando as  primeiras células isoladas começaram a ser cultivadas. O passo para essa nova ciência  ocorre em três etapas. 

    A primeira é a obtenção do gene a ser incorporado, o qual é  normalmente encontrado na natureza e deverá ser isolado dos demais genes do  organismo doador. Ele deve ser então incorporado em vetor para se processar a  transformação.  A Segunda etapa consiste na técnica de introdução do gene na planta  receptora. Os métodos de transformação e melhoramento vegetal como: via  Agrobacterium, biobalística, eletroporação,microinjeção e a aplicação direta de DNA. A  terceira etapa depende do poder de regeneração da célula em uma nova planta, por meio  de cultura de tecido. De nada valeria se o gene não incorporar na célula receptora sem  estabelecer a regeneração da planta.

 

     Geralmente, são utilizados plasmídeos bacterianos como vetores na clonagem do gene  de  interesse, para a transformação genética de plantas. Os plasmídeos bacterianos são  independentes do DNA cromossômico, capazes de autoreplicação, por isso facilmente  manipulado no processo de transformação genética.

 

    A técnica da Agrobacterium foi a primeira a ser usada, as agrobactérias são  microorganismos que vivem no solo e tem capacidade de penetrar em algumas espécies  vegetais, estas causam doenças, que gera prejuízo agrícola.

 

    A Agrobacterium tumefaciens pode penetrar em plantas, causando a galha-da-coroa  (tumor vegetal). Esta bactéria possui um plasmídeo indutor de tumor denominado Ti,  parte do qual é incorporado no DNA da planta hospedeira, que passa a produzir  hormônios vegetais e opinas (compostos sintetizados para a nutrição da bactéria).

 

    Hoje através da engenharia genética o plasmídeo Ti é modificado, de forma que ele deixe  de expressar genes não-essenciais para transformação, por genes de interesse - a  resistência de pragas e doenças agrícolas -, transformando o plasmídeo Ti em um vetor  natural de transformação de plantas. Essas linhagens de Agrobacterium que perderam  todo, ou parte de seu T-DNA, passam a ser incapazes de produzir tumores nas plantas  hospedeiras.

 

     Na transformação mediada por Agrobacterium é necessário que a bactéria fique em  contato com explantes, com potencial regenerativo, como segmentos de folhas jovens,  embriões zigóticos, entrenós, cotilédones etc. A técnica consiste em colocar o explante  na  presença do vetor de transformação (Agrobacterium) contendo o gene de interesse  onde  eles são co-cultivados. As bactérias então infectam o tecido vegetal iniciando o  processo  de transferência e transformação do genoma da planta. A seguir o tecido é  cultivado em  meio de regeneração contendo antibiótico para eliminação da Agrobacterium e um  agente seletivo para identificar as células transformadas. Essas  plantas transformadas  são  então, regeneradas in vitro e posteriormente aclimatadas.

 

Figura 2: Demonstração da técnica usando bactéria Agrobacterium.

 

     Por ser uma técnica fácil e de baixo custo, ultimamente e a mais utlizada.

 

     - Técnica da biobalística:(biológico + balística = biobalística) em razão da  alta  velocidade imprimida aos microscópicos projéteis revestidos com DNA. Essa  técnica  consiste no uso de partículas diminutas (1,0 a 1,5 mm) de tungstênio ou ouro,  que  são revestidas com DNA a ser transferido. As partículas podem ser aceleradas por  ar  comprimido (Hélio), onda de choque elétrico e pólvora entre outros; com força  suficiente para penetrarem na camada exterior da parede das células de um tecido  alvo, com isto, uma quantidade de DNA das partículas localiza-se no núcleo das  células do tecido utilizado, o qual passa incorporar o novo DNA.

 

     - Técnica de Eletroporação: consiste na indução de poros na membrana celular de  protoplastos por meio de pulsos elétricos de alta voltagem. Permitindo a entrada do  vetor de transformação contendo o gene de interesse para o interior da célula, como  os poros são reversíveis, ou seja, fecham-se novamente depois de terminada a  aplicação do pulso elétrico, os protoplastos podem regenerar-se em novas plantas  transformadas.

 

    - Técnica de Micro-injeção: foi desenvolvida principalmente para transformação Gênica em animais e posteriormente adaptada para plantas. Consiste na micro-injeção de DNA direto no núcleo de protoplastos ou em inflorescências, mesmo sendo uma técnica trabalhosa, ela apresenta resultados comprovadamente positivos. São utilizados tubos microcapilares para se fazer a introdução do DNA nas células sem afetar a sua viabilidade. Cada célula tem de ser manipulada individualmente. Já foram alcançados resultados positivos em: milho, trigo, soja fumo, arroz, cevada girassol e outras.

 

    - Técnica Direta no DNA: consiste em cultivar em um mesmo meio de cultura plasmídeos quiméricos e protoplastos. Os plasmídeos são então incorporados aos protoplastos, pelo processo de endocitose. A freqüência de assimilação dos plasmídeos é normalmente baixa, mas pode ser elevada com a adição de PEG (polietileno glicol) ou pela eletroporação. Até o presente momento nenhuma barreira à transformação direta tem sido observada, indicando que este método pode ser, teoricamente, utilizado por qualquer espécie, sendo o seu maior problema a dificuldade de regeneração do protoplasto

 

     A empresa Monsanto, foi a primeira a produzir plantas de fumo contendo gene de  resistência a antibióticos, modificadas para produzir proteínas de outros organismos.  Depois outros tipos de plantas foram produzidos como: petúnia, tomate, batata, girassol,  algodão, soja, maçã, milho e outros. Exemplos de plantas com resistência a pragas e  herbicidas.

 

     -  Milho com gene Bt (Bacilus thuringiensis) que confere resistência a insetos  lepidópteros

 

     -  Milho e soja RR (Round up Ready) que confere resistência ao herbicida Roud up,  cujo princípio ativo é o glifosate.

 

     - Algodão com os genes Bt (Bacilus thuringiensis) e RR (Round up Ready).

 

     O melhoramento procura transferir genes ou alterar os que já estão nas plantas, para  torná-las mais produtivas, nutritivas, resistentes a doenças e pragas e mais fáceis de ser  cultivadas.

 

     Em maio de 1994, Nos Estados Unidos foi aprovado a primeiro produto transgênico para  o  uso comercial, o tomate modificado para que durasse mais tempo para estragar.

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