Monday, April 30, 2007

O que são os organismos geneticamente modificados (OGM's)?



Os organismos geneticamente modificados (OGM) consistem em organismos cujo material genético foi alterado, inserindo um novo gene (porção de DNA) ou alterando os genes existentes, de modo a que seja expressa uma nova enzima ou proteína que irá conferir ao organismo novas características mais proveitosas para o Homem.

O termo geneticamente modificado tem sido utilizado para descrever a aplicação da tecnologia do DNA recombinante para a alteração genética de animais, plantas e microorganismos.

A fim de poderem ser comercializados, os OGM devem ser, numa primeira fase, submetidos a um processo de avaliação muito rigoroso e, em seguida, rotulados, respeitando as normas em matéria de rotulagem e de rastreabilidade dos produtos.

Vantagens da utilização de organismos geneticamente modificados:


As vantagens da utilização dos OGM's são:

- Toda a variabilidade genética dos organismos da Terra fica a nossa disposição, portanto nunca haverá exaustão da variabilidade genética para o melhoramento de vegetais e animais domésticos;

- Em cada nova "construção", é possível usar um gene e um promotor para funcionarem da maneira programada no tecido ou órgão, com a intensidade e no tempo do desenvolvimento do organismo escolhido. Também é possível usar promotores que superactivem o gene com o aumento ou redução da temperatura ou luminosidade ambiente;

- Podemos obter plantas resistentes a insectos pragas, a herbicidas, a metais tóxicos do solo, a fungos, ao amadurecimento precoce, com maior teor protéico e proteínas mais completas, óleos mais saudáveis, arroz com carotenos, etc.;

- O alimento pode ser enriquecido com um componente nutricional essencial, ,como por exemplo, o arroz geneticamente modificado que produz vitamina A.

- O alimento pode ter a função de prevenir, reduzir ou evitar riscos de doenças, através de plantas geneticamente modificadas, para produzir vacinas ou iogurtes fermentados com microorganismos geneticamente modificados que estimulem o sistema imunológico.

- Um microorganismo geneticamente modificado produz enzimas usadas na fabricação de queijos e pães, reduzindo o seu preço.

- São as plantas transgênicas que, com as suas defesas genéticas, representam a esperança de uma efectiva redução dos agrotóxicos dos custos de produção com o aumento de produção.

Desvantagens da utilização de organismos geneticamente modificados:



As desvantagens da utilização dos OGM's são:


- Apenas poucos laboratórios tem os dispendiosos equipamentos, reagentes e pesquisadores capazes de obter organismos transgênicos com toda a segurança requerida pela Lei de Biosegurança, fiscalizada pela Comissão Nacional Técnica de Biosegurança CTNBio;

- Após a obtenção do organismo transgénico, segue-se a fase mais longa e dispendiosa, de cinco ou mais anos, e milhões de euros para selecionar e desenvolver o produto. Somente algumas empresas têm capacidade para arcadar (aguentar) com os custos necessários para lançar novos organismos transgénicos;

- Apesar de todas as precauções, os indivíduos seleccionadas pela comissão nacional técnica da biosegurança, os indivíduos de organizações contra os organismos geneticamente modificados ou até mesmo pesquisadores de áreas afins, temem que possam existir inconvenientes no futuro;

- Apesar de serem as plantas transgénicas cultivadas em 39,9 milhões de hectares e consumidas por milhões de pessoas há mais de dez anos sem inconvenientes, é fácil para organizações contra os organismos geneticamente modificados assustar, sem provas, os consumidores submetidos a propagandas movidas a milhões de euros. O público amedrontado acaba por pagar essas organizações para ser "informado";

- O lugar em que o gene é inserido não pode ser controlado completamente, o que pode causar resultados inesperados uma vez que os genes de outras partes do organismo podem ser afectados.

- A uniformidade genética leva a uma maior vulnerabilidade do cultivo porque a invasão de pestes, doenças e ervas daninha é sempre maior em áreas onde se plantam o mesmo tipo de cultivo. Quanto maior for a variedade (genética) no sistema da agricultura, o sistema estará adaptado para enfrentar pestes, doenças e mudanças climáticas que tendem a afectar apenas algumas variedades.

- Os genes são transferidos entre espécies que não se relacionam, como genes de animais em vegetais, de bactérias em plantas e até de humanos em animais. A engenharia genética não respeita as fronteiras da natureza – fronteiras que existem para proteger a singularidade de cada espécie e assegurar a integridade genética das futuras gerações.

- Os alimentos "orgânicos", isentos de agrotóxicos e transgénicos, parecem ideais, contudo a sua produção é mais cara, muito mais trabalhosa. Infelizmente os alimentos orgânicos foram os alimentos dados às vacas e aos porcos na Inglaterra que se contaminaram com graves doenças. Também o estrume de vaca usado na cultura de verduras "orgânicas" pode conter uma bactéria Escherichia coli 715 H7, que é letal.

Quais os riscos provocados por este tipo de alimentos?



Quem consome este tipo de alimentos pode correr os seguintes riscos:

-Aumento de alergias;
-Redução ou anulação da eficácia dos remédios que contêm antibióticos;
-Aumento do nível de substâncias que podem prejudicar a saúde;
-Aumento de resíduos de agrotóxicos, não só nos alimentos, mas também nos rios e solos.

Como se produzem os organismos transgénicos?



De uma forma bem simplificada, para se produzir um organismo transgénico procede-se da seguinte forma:

- Selecciona-se o gene (ou genes), e este deve dar ao novo organismo a característica desejada.
Para se produzir organismos transgénicos recorre-se a vários métodos e técnicas de obtenção, os quais explicaremos mais à frente.

Métodos:



- Método de bombardeamento: Segundo o método de bombardeamento, micropartículas de um metal (tungstênio ou ouro) são revestidas por fragmentos de DNA contendo os genes selecionados. Através de um aparelho ("canhão de genes"), as partículas são aceleradas a altas velocidades e bombardeiam o tecido vegetal que vai sofrer a transformação. As partículas penetram nas células e libertam os fragmentos de DNA. As células da planta assimilam os genes e alguns passam a integrar o genoma.

- Método de infecção por bactérias: O método de infecção por bactérias, em vez do bombardeamento de genes, usa bactérias para infectar a planta a ser modificada e transportar os novos genes para o seu genoma. O que os cientistas fazem é substituir os genes infectados, que ficam no plasmídeo Ti (T-DNA) da bactéria, pelos genes selecionados. Células de embriões da planta que se quer modificar são colocadas em contato com uma suspensão contendo as agrobactérias (são bactérias do solo com capacidade de se associarem espontaneamente a algumas plantas e transferir naturalmente alguns dos seus genes para elas). Ao infectar os embriões, elas transferem para o genoma da nova planta os genes com as instruções para dar as características desejadas.

- Regeneração das plantas a partir de células transformadas: Uma vez inserido o gene na célula vegetal, por um dos métodos mencionados acima, esta célula ou grupos delas são estimuladas a gerar uma planta transformada.
A transformação de uma célula vegetal é um tipo de manipulação genética que atende ao mesmo princípio da transformação de microrganismos, estabelecido pela primeira vez em 1973, quando Stanley e Cohen, em São Francisco, introduziram o gene proveniente de uma rã numa bactéria. No entanto, há diferenças conceituais entre a situação com microrganismos e com plantas: nos primeiros, os objetivos finais são mudanças operadas no nível celular, enquanto que em eucariotos superiores, como plantas e animais, as mudanças obtidas no nível celular não são significativas, a não ser que possam ser transferidas para todas as células do organismo. Ou seja, o domínio das técnicas de regeneração de plantas inteiras a partir de uma única célula é condição fundamental na biotecnologia aplicada para a agricultura. E como cada espécie de planta tem diferentes exigências hormonais, nutricionais e ambientais para a regeneração, esta etapa ainda representa o maior fluxo na criação de plantas transgênicas, embora esta técnica já esteja estabelecida para inúmeras plantas de interesse económico.

Técnicas:



Para explicarmos as técnicas utilizadas na produção de organismo geneticamente modificados, começamos por explicar a técnica do DNA recombinante.


- Técnica do DNA recombinante: O isolamento dos genes de interesse é conduzido por meio de técnicas de clonagem molecular que consiste em induzir um organismo e amplificar a sequência de DNA de interesse, em sistemas que permitem uma fácil purificação e recuperação do referido fragmento de DNA. Para isso, são utilizados vectores de clonagem (plasmídeos ou vírus) nos quais a sequência de DNA de interesse é inserida , utilizando a enzima DNA ligase. Quando necessário, o fragmento de DNA de interesse pode ser libertado do vector por meio de enzimas de restrição. Uma vez isolado o gene de interesse, estes fragmentos de DNA (genes) são incorporados (por meio das técnicas de Engenharia Genética) no Genoma do organismo alvo, resultando daí um organismo geneticamente modificado (OGM), cuja característica adquirida passa a ser hereditária.

A tecnologia do DNA Recombinante foi desenvolvida em 1973 e permite a transferência do material genético de um organismo para o outro de forma efetiva e eficiente. Ao invés de promover o cruzamento entre organismos relacionados para obter uma característica desejada, os cientistas podem identificar e inserir, no genoma de um determinado organismo, um único gene responsável pela característica em particular. O gene inserido artificial ou intencionalmente no genoma de um organismo é denominado transgene. Desta forma, tem-se uma alteração precisa e previsível.
Antes do desenvolvimento da tecnologia do DNA Recombinante, a técnica utilizada era a do Melhoramento Clássico, na qual a transferência de genes se dava por meio de cruzamentos (reprodução sexuada), misturando todo o conjunto de genes dos dois organismos em combinações aleatórias. A técnica exigia um enorme gasto de tempo e não era precisa.


Expliquemos agora as restantes técnicas utilizadas na obtenção destes organismos.

- Electroporação de protoplastos e células vegetais: Protoplastos são células vegetais, desprovidas de parede celular. Para a transformação, são incubados em soluções que contêm os genes a serem transferidos e, em seguida, um choque eléctrico de alta voltagem é aplicado por curtíssimo tempo. O choque causa uma alteração da membrana celular, o que permite a penetração e eventual integração dos genes no genoma.

- Biobalística: Técnica introduzida no início da década de oitenta. Baseia-se na utilização de microprojécteis de ouro ou tungstênio cobertos com os genes de interesse. Os microprojécteis são acelerados com pólvora ou gás em direcção aos alvos que, neste caso, são os tecidos vegetais. Os genes e o projéctil entram nas células juntos de maneira não-letal, localizando-se aleatoriamente nas organelas celulares. Em seguida, o DNA é dissociado das micropartículas pela acção do líquido celular, ocorrendo o processo de integração do gene exógeno no genoma do organismo a ser modificado. A velocidade alcançada pelos microprojécteis atinge cerca de 1500 Km/h.
Uma das vantagens do sistema é que este permite a introdução e expressão génica em qualquer tipo de célula. Assim, foi permitida a transformação in situ de células diferenciadas sem necessidade de regeneração.

Os benefícios dos organismos transgénicos na agricultura.



A tecnologia dos transgénicos tem sido utilizada para produzir uma variedade de plantas para alimentação, principalmente com características preferidas pelo mercado, em que algumas tornaram-se sucessos comerciais. Os desenvolvimentos resultantes de variedades comercialmente produzidas em países como EUA e o Canadá têm-se centralizado no aumento de vida em prateleiras de frutas e vegetais, dando resistência contra as pragas de insectos ou viroses, e produzindo tolerância a determinados herbicidas. Enquanto que essas características têm trazido benefícios aos agricultores, os consumidores dificilmente notaram qualquer benefício além de, em casos limitados, um decréscimo no preço devido a custos reduzidos e um aumento da facilidade de produção.
Mostramos a seguir, alguns exemplos que demonstram o uso da tecnologia da modificação genética de vegetais aplicada a alguns problemas específicos da agricultura, indicando o potencial para obter benefícios:

- Resistência a pragas: Temos como exemplo a papaia que é resistente ao vírus Ringspot e que tem sido comercializada e plantada no Hawai desde 1996 (Gonsalves, 1998). Este exemplo prova a eficiência do uso de modificação genética em vegetais visando obter maior resistência a uma praga específica. Outro benefício paralelo está no facto de que, ao se criar maior resistência a pragas, diminui ou se elimina a necessidade do uso de pesticidas. Temos como exemplo as plantações transgênicas resistentes aos insectos do Bacillus thurringiensis , que permitiu uma redução significativa no uso de inseticidas. Porém, alguns pontos devem ser considerados, como o facto de que as populações de pragas ou organismos causadores de doenças podem vir a adaptar-se à planta transgênica, como acontece com o uso de inseticidas. Outro ponto a ser levantado é a diferença no biótipo de pragas no mundo, que faz com que as plantações resistentes desenvolvidas para serem utilizadas na América do Norte, possam ser resistentes a pragas que não preocupam os países africanos, por exemplo. Há necessidade, portanto, de maior pesquisa com plantas transgênicas, em que tenham mostrado resistência a pragas regionais, para verificar a sua sustentabilidade em relação ao aumento de pressões diante as pragas ainda mais virulentas.

- Colheitas mais abundantes: Como exemplo temos as pesquisas que envolvem a produção de alimentos de alto-rendimento. O maior exemplo é o trigo semi-anão que possui genes insensíveis à giberelina. A introdução desses genes faz com que se obtenha uma planta mais baixa, mais forte e que aumenta o rendimento da safra directamente, uma vez que se reduz o alongamento das células na parte vegetativa, de forma a que a planta desenvolva mais a sua parte reprodutiva (comestível). Estes genes (NORIN 10) agem da mesma forma quando utilizados para transformar outras espécies de plantas importantes como alimento.

- Tolerância a pressões bióticas e abióticas: O desenvolvimento de plantações que tenham uma resistência inata ao stress biótico ou abiótico ajudaria a estabilizar a produção anual. Como exemplo, temos o vírus Mottle Amarelo do arroz (RYMV), que devasta os arrozais africanos. Após o fracasso dos métodos convencionais de cruzamentos entre o arroz selvagem e o arroz cultivado, os pesquisadores utilizaram uma técnica de imunização genética, através da criação de plantas de arroz transgênico resistentes ao RYMV. Como exemplo de combate ao stress abiótico temos a produção de ácido cítrico nas raízes e a melhor tolerância ao alumínio em solos ácidos (de La Fuente et al 1997).

- Uso de terras marginalizadas: Solos com elevados índices de salinidade e alcalinidade podem ser utilizados caso se consiga obter um transgênico que tenha por característica ser resistente nessas condições. Como exemplo, temos um gene de tolerância em manguezais (Avicennia marina) que foi clonado e transferido para outras plantas e através dele pôde-se observar que as plantas transgênicas mostraram-se mais tolerantes a altas concentrações de sal.

- Benefícios nutricionais: Temos o exemplo da introdução de genes de para obter maior produção de beta caroteno, precursor da vitamina A, extremamente necessária e cuja deficiência nos animais causa cegueira. A semente deste transgênico apresenta uma cor mais amarelada (Ye et al,2000). Também já se desenvolveu o arroz transgênico com elevados níveis de ferro, de forma a combater a anemia. Este arroz foi produzido usando genes envolvidos na produção de proteínas capazes de ligar o ferro e de uma enzima que facilita a disponibilidade de ferro na dieta humana (Goto et al, 1999). As plantas transgênicas contêm entre 2 a 4 vezes mais ferro do que normalmente encontrado no arroz convencional.

- Vacinas e produtos farmacêuticos derivados de plantas transgênicas: Mesmo já estando disponíveis nos países em desenvolvimento, as vacinas apresentam um custo elevado para se poder produzir e utilizar. Diante disso, muitas vezes as vacinas acabam e não chegam às pessoas que realmente necessitam dessa imunização. Para eliminar este problema, os pesquisadores estão estudando o uso de plantas transgênicas na produção de vacinas e fármacos. Como exemplo, temos as vacinas contra as doenças infecciosas do aparelho gastro-intestinal, que são produzidas em plantas como batatas e bananas (Mason H.S. Amtzen C.J. 1995). Outro exemplo interessante está no anticorpo recentemente identificado em sementes de arroz e trigo, que reconhece células cancerosas do pulmão, mama e cólon e que poderá ser muito importante no diagnóstico ou terapia contra o cancro (Stoger et al 2000). O desenvolvimento de plantas transgênicas, para produzir agentes terapêuticos, tem um enorme potencial na solução de problemas como a saúde, nos países em desenvolvimento.

Exemplos da utilização de plantas transgénicas:



- Mostarda com alto teor de bete-caroteno: O instituto de pesquisa indiano TEI anunciou recentemente um projecto de desenvolvimento da chamada mostarda dourada, cujo óleo tem alto teor beta-caroteno, precursor da vitamina A, que ajuda a combater diversas doenças, como a cegueira noturna, a xeroftalmia (ressecamento da córnea), diarréias e sarampo. A pesquisa é conjunta com a Universidade de Michigan e a de Monsanto. A deficiência em vitamina A atinge cerca de 250 milhões de pessoas no mundo.

- Tomates resistentes ao excesso de sal: Segundo a revista "Nature Biotechnology", graças à injecção de um único gene capaz de absorver um excedente de sal em plantações de tomate, cientistas conseguiram fazer crescer e desenvolver em água contendo forte teor de sódio, tomates perfeitamente comestíveis. O gene introduzido actua sobre uma proteína como um filtro capaz de captar e isolar o sódio excedente.

Organismos transgénicos: Plantas ou animais.



Quando falamos em organismos transgénicos tendemos a associá-los a plantas, mas os organismos transgénicos para além de poderem ser plantas também podem ser animais. Comecemos por explicar o que são as plantas transgénicas e depois o que são os animais transgénicos.

- Plantas transgénicas: Para obter plantas transgénicas são necessários:
-> um gene de interesse;
-> uma técnica para transformar células vegetais através da introdução do gene de interesse.
-> uma técnica para gerar uma planta inteira a partir de uma só célula transformada.

Após esta última etapa, teremos uma planta transgénica, porque ela contém, além dos genes naturais, um gene adicional proveniente de outro organismo, que pode ser uma planta, uma bactéria ou até um animal.

- Animais transgénicos: A manipulação genética em animais é uma das questões mais controversas dentro da comunidade científica. A tecnologia pode ser usada para criar animais de fazenda mais produtivos, transformá-los em “fábrica de remédios” ou desenvolver modelos de animais em laboratório para estudo de doenças humanas.
Em resumo, um transgene é um fragmento de DNA, em geral é a sequência completa de um gene, artificialmente introduzido no genoma de outro organismo.
Para obter um organismo transgénico, primeiro o gene de interesse é identificado e isolado (clonagem génica). Depois, é preciso montar o transgene, porque nem todo gene é expresso (levando a célula a produzir proteína) em todos os tecidos. Só os glóbulos vermelhos do sangue, por exemplo, expressam a hemoglobina, proteína que transporta o oxigénio aos tecidos. Além disso, a expressão dos genes em cada célula varia de acordo com seu estado funcional.

Quais são os principais pontos de preocupação na saúde pública relativamente aos organismos geneticamente modificados?



Os organismos geneticamente modificados provocam um grande impacto na saúde pública, os principais pontos de preocupação na saúde pública relativamente a estes organismos são:

- Tendência para provocar reacções alérgicas: As transferências de genes de produtos alimentares alergénios comuns é desencorajada a menos que seja demonstrado que a proteína codificada pelo gene transferido não é alergénica. Enquanto que os produtos alimentares desenvolvidos de forma tradicional não são testados, tendo tendência a provocar reacções alérgicas. Embora ainda não tivessem sido detectados efeitos alergénios nos produtos alimentares geneticamente modificados actualmente no mercado.


- Transferência de genes: A transferência de genes de produtos alimentares geneticamente modificados para as células do corpo ou para as bactérias do tracto intestinal, causaria preocupação se o material genético transferido afectasse de forma adversa a saúde humana. Isto seria particularmente relevante se fossem transferidos genes de resistência a antibióticos, utilizados na criação de OGMs.


- Polinização cruzada: O movimento de genes de plantas geneticamente modificadas para culturas tradicionais, assim como a mistura de culturas derivadas de sementes convencionais com aquelas que são produzidas em culturas geneticamente modificadas, pode ter um efeito indirecto na segurança alimentar.

De modo a manter uma vigilância constante sobre a segurança dos produtos alimentares geneticamente modificados, estão em discussão métodos de rastreio pós-comercialização e a sua aplicação.

O impacto dos organismos geneticamente modificados no ambiente.


Como é realizado um estudo de impacto ambiental?
Os estudos de impacto ambiental abrangem os organismos geneticamente modificados em questão e o potencial ambiente receptor.
O processo inclui um estudo das características do OGM e do seu efeito e estabilidade no ambiente, em combinação com as características ecológicas do ambiente no qual vai ser efectuada a sua introdução. O estudo inclui também os efeitos não-intencionais que podem resultar da inserção de um novo gene.


Quais são os motivos de preocupação relativamente ao ambiente?
Os motivos de preocupação incluem: a capacidade de fuga do OGM e consequente introdução dos genes alterados em populações silvestres, e a persistência do gene após a colheita da cultura geneticamente modificada.
A susceptibilidade de organismos como por exemplo, insectos que não constituem uma praga ao produto genético, a redução da variedade de outras plantas, incluindo a perda de biodiversidade, e a crescente utilização de produtos químicos na agricultura.
Os aspectos de segurança ambiental das culturas geneticamente modificadas podem variar de acordo com as condições locais.

As investigações actuais centram-se nos seguintes aspectos:
  • Os efeitos especialmente nocivos nos insectos benéficos ou a rápida indução de insectos resistentes;
  • A potencial geração de novas doenças de plantas;
  • As potenciais consequências nocivas para a biodiversidade da flora e fauna, a redução da importante prática de rotação de culturas em certas situações locais e o movimento de genes de resistência a herbicidas para outras plantas.

Os produtos alimentares geneticamente modificados serão seguros?



Os diferentes organismos geneticamente modificados são constituídos por genes diferentes inseridos de formas diferentes. Ou seja, significa que os produtos alimentares geneticamente modificados e a sua segurança devem ser estudados individualmente, o que não torna possível fazer afirmações generalizadas sobre a segurança de todos os produtos alimentares geneticamente modificados. Os produtos alimentares geneticamente modificados actualmente disponíveis no mercado internacional foram submetidos com sucesso a avaliações de riscos e não são susceptíveis de apresentar riscos para a saúde humana. Adicionalmente, não foram revelados efeitos sobre a saúde humana resultantes do consumo de tais produtos alimentares pela população geral dos países onde foram aprovados.
A base de avaliação de segurança dos produtos alimentares geneticamente modificados deve ser formada através de um rastreio de póscomercialização.

Wednesday, April 4, 2007

Conclusão:



Como podemos observar neste trabalho, os organismos transgénicos podem ser utilizados para muita coisa mas também podem ser prejudiciais. Apesar de os transgénicos aumentarem a produção, controlarem as pragas e as doenças, melhorarem a qualidade dos produtos, bem como muitas outras coisas, é preciso muito dinheiro para que a produção dos transgénicos seja feita com toda a segurança, e não só, pois já houve casos de intoxicação como mortes, devido a certos produtos transgénicos. Mas o risco está presente em todas as actividades científicas e económicas.
Concluímos assim, que para ocorrer a utilização de produtos transgénicos, deveria-se assegurar o esclarecimento acerca dos benefícios e dos riscos, para poder proteger o meio ambiente das consequências negativas que possam ser verificadas no futuro, bem como garantir ao consumidor o direito de estar muito bem informado acerca do que está a consumir.



Trabalho realizado por:
Ana Mamede nº 3 - 12ºH
Diana Damião nº 15 - 12ºH
Joana Martins nº 22 - 12ºH