Introdução as biotecnologias: Aplicações

Introdução a Biotecnologia, resumo da historia, biotecnologia ambiental, saude e agro

1. Nutrição é bom para a vida
Introdução a
Biotecnologia

2. Nutrição é bom para a vida

3. Nutrição é bom para a vida
Biotecnologia
“É o conjunto de conhecimentos técnicos e métodos, de
base cientifica ou prática, que permite a utilização de
seres vivo como parte ativa ou integrante do processo
de produção industrial de bens e serviços”
É um conjunto de técnicas que utilizam seres vivos no
desenvolvimento de processos e produtos
União entre a biologia e a tecnologia
Conceitos

4. Nutrição é bom para a vida
Histórico
Biotecnologia
Teveoseuiníciocomosprocessos
fermentativos,cujautilizaçãotranscende,de
muito,oiníciodaeraCristã
Em 2.000 a.C., os egípcios, que
já utilizavam o fermento para
fabricar cerveja, passaram
emprega-lo também na
fabricação do pão
Nutritionfor theGoodofLife
4
Aproduçãodebebidasalcoólicaspela
fermentaçãodegrãosdecereaisjáera
conhecidapelossumériosebabilôniosantes
doano6.000a.C.

5. Nutrição é bom para a vida
I.Processos
Fermentativos
•Teve o seu início com
os processos
fermentativos, cuja
utilização transcende, de
muito, o início da era
Cristã
II Produção Bebidas
Alcoólicas
•pela fermentação de grãos de
cereais já era conhecida
pelos sumérios e babilônios
antes do ano 6.000 a.C.
III. Fabricação de Pão
•Em 2.000 a.C., os
egípcios, que já
utilizavam o fermento
para fabricar cerveja,
passaramemprega-lo
também na fabricação
do pão
IV. produção de vinagre,
iogurte e queijos
•Outras aplicações como a
produção de vinagre, iogurte e
queijos são realizadas a muito
tempo
•Não conheciam os agentes
causadores das fermentações
V. 1876
•Louis Pasteur, provou que a causa
das fermentações era a ação
desses seres minúsculos
VI. Sec. XVII
•AntomVan Leeuwenhock
descobriu a existência de seres
minúsculos através do
microscópio.
.
VII. Pasteur:
•A fermentação não era um
processo puramente
químico
•cada tipo de fermentação
era realizada alguns micro-
organismos específico,
podendo viver na ausência
de ar
Biotecnologia Histórico|

6. Nutrição é bom para a vida
VII. 1897
•Eduard Buchner,
demonstrou ser possível
a conversão de açúcar
em álcool, utilizando
células de levedura
maceradas, ou seja, na
ausência de organismos
vivos
VIII 1ª Guerra Mundial
•Alemanha produz grandes
quantidades de glicerol para
a fabricação de explosivos
(Carl Neuberg).
IX. Produçãode acetona
•Inglaterra:Produção
de acetonapara a
•fabricação de munições
X. Tecnologia
•essa que contribuiu para o
desenvolvimento dos
fermentadores industriais e
técnicas de controle de
infecções
XI. 1928
•Grandemarcodereferênciana
fermentação industrial. A produçãode
antibióticos
XII. Penicilina
•AlexanderFleming descobre a
penicilina muitos tipos de
antibióticos foram desenvolvidos
no mundo
.
XIII. Pasteur:
•A fermentação não era
um processo puramente
químico
Biotecnologia Histórico|

7. Nutrição é bom para a vida
VII. 1897
•Eduard Buchner,
demonstrou ser possível
a conversão de açúcar
em álcool, utilizando
células de levedura
maceradas, ou seja, na
ausência de organismos
vivos
VIII 1ª Guerra Mundial
•Alemanha produz grandes
quantidades de glicerol para
a fabricação de explosivos
(Carl Neuberg).
IX. Produçãode acetona
•Inglaterra:Produção
de acetonapara a
•fabricação de munições
X. Tecnologia
•essa que contribuiu para o
desenvolvimento dos
fermentadores industriais e
técnicas de controle de
infecções
XI. 1928
•Grandemarcodereferênciana
fermentação industrial. A produçãode
antibióticos
XII. Penicilina
•AlexanderFleming descobre a
penicilina muitos tipos de
antibióticos foram desenvolvidos
no mundo
.
XIII. Pasteur:
•A fermentação não era
um processo puramente
químico
Biotecnologia Histórico|

8. Nutrição é bom para a vida
Histórico
Biotecnologia
Década de 40: Antibióticos integram os processos
industriais fermentativos, baseando inicialmente na
síntese da penicilina e, depois, da estreptomicina
(Waksman)
Década de 50: Biotecnologia passou a
existir
-A descoberta da síntese química do DNA
-Manipulação genética: DNA recombinante
-Fusão celular ou hibridoma

9. Nutrição é bom para a vida
Histórico
Biotecnologia
Fusão celular ou hibridoma
Manipulação genética:
DNA recombinante
A descoberta da síntese química
do DNA (James Watson e Francis
Crick,1953)

10. Nutrição é bom para a vida
Histórico
Biotecnologia
Década de 70 Biologia Molecular -Fusão das técnicas da
engenharia genética com a microbiologia industrial
tradicional:
Insulina humana é produzida por fermentação de micro-organismo
1982
Insulina
Humana

11. Nutrição é bom para a vida
BiotecnologiaTradicionalXBiotecnologiaModerna:
•Maisantigaerudimentar
•Obtençãodeprodutosa
partirdematéria-prima,
medianteaintervençãode
organismosvivos
•EgípcioseBabilônios
•Estudosedesenvolvimentoda química
combinatória de biotransformação,a
tecnologia deácidosnucleicos,a
aplicação demoléculasmenores
em controlesdemetabolismoeem
farmacologia.
•Apartirdadécadade70

12. Nutrição é bom para a vida
ÁreadeAtuação:
◦Carátermultidisciplinar,usandoconhecimentoeferramentadediferentes
áreas
Microbiologia Cultura
deCélulasde Animais
ePlantas
Engenhariaquímica
Processos“downstream”
Purificaçãodeprodutos
BiorreatoresSistemasde
Controle
QuímicadeprodutosNaturais
QuímicaFina
TecnologiadasEnzimasBioengenharia
Desenvolvimento
Deprocessos
“Scale-up”
Bioquímica
BiologiaMolecular
Genética
Biotecnologia

13. Nutrição é bom para a vida
ProdutoseBenefícios:
Biotecnologia

14. Nutrição é bom para a vida
Biotecnologia
na Saúde Humana
A tecnologia do DNA recombinante
•Manipulação de DNA de células visando a orientá-las para a
produção de proteínas específicas.
•Consiste em isolar o DNA de interesse, inseri-lo em uma
bactéria ou célula e isolar e purificar as proteínas produzidas
nesse processo.
Principais produtos comerciais:
•Tratamento de anemia (eritropoetina, EPO);
•Hemofilia (fatores de coagulação VIII e IX);
•Tratamento de diabetes (insulina)
•Hepatite (interferon)
•Hormônio de crescimento

15. Nutrição é bom para a vida
Produzidos por células artificiais chamadas de
hibridomas(linfócitos clonado + célula
tumoral)
Produzem, em escala industrial, anticorpos
sempre idênticos em especificidade, estrutura
e afinidade
AnticorposMonoclonais
BiotecnologianaSaúdeHumana
Biotecnologia
na Saúde Humana

16. Nutrição é bom para a vida
Biotecnologia
na Saúde Humana
Genômica e Proteômica
Genômica: Estuda sequências e as funções gênicas das moléculas
de DNA
•Genômica estrutural
•Genômica funcional
Proteômica: é o estudo da estrutura e da função das proteínas.
•Mais complexo: 25 mil genes Vs20 milhões de ptn

17. Nutrição é bom para a vida
Clonagem
•Mecanismocomumdepropagaçãodaespécieemplantasoubactérias.
•Atécnicapossibilitaaidentificação,localizaçãoecaracterizaçãodegenes,
criaçãodemapasgenéticosesequenciamentodegenomas,entreoutras.
•ClonagemReprodutiva:Transferênciadonúcleodeumacélulasomática (não
reprodutiva)paraumóvulocujonúcleotenhasidoretirado.
•Clonagemterapêutica:Produçãodetecidosouórgãosparatransplante.
Biotecnologia
na Saúde Humana

18. Nutrição é bom para a vida
Células-tronco
Células com capacidade de se regenerar e se
diferenciar, transformando-se em células de diversos
tipos.
O principal objetivo das pesquisas com células-tronco:
Usá-las para recuperar tecidos danificados por essas
doenças e traumas –USO TERAPÊUTICO
Biotecnologia
na Saúde Humana

19. Nutrição é bom para a vida
Biotecnologia
na Saúde Humana
Terapia Gênica
É a inserção de genes nas células e tecidos de um
indivíduo com vistas a reparar problemas causados
por genes defeituosos ou ausentes
O processo é feito por meio de um vetor que “infecta”
as células-alvo com o gene terapêutico
Promissor no tratamento do câncer

20. Nutrição é bom para a vida
Biotecnologia
na Saúde Humana
Biofármacos
Obtidas pelatecnologia de DNA recombinante ou a
partir de anticorpos monoclonais.
Envolvemo cultivo de células ou micro-organismos e
sua modificação para a produção (expressão) de
substâncias em condições controladas.

21. Nutrição é bom para a vida
Biotecnologia
na Saúde Humana
Diagnóstico
Desenvolvimento dos chamados testes
rápidos, de utilização simples e leitura fácil,
substituindo com vantagens alguns testes
convencionais.
Testes bioquímicos baseados em cores e
ensaios moleculares

22. Nutrição é bom para a vida
Biotecnologia
na Saúde Humana
Vacinas
Obtenção de imunidade a doenças pelo
estímulo à produção de anticorpos
específicos
1ª Geração: Bactérias inativadas ou
atenuadas,
2ª Geração: Tecnologia do DNA
recombinante
3ª Geração: Vacinas gênicas ou vacinas de
DNA

23. Nutrição é bom para a vida
Biotecnologia
na Saúde Animal
Controle de Reprodução (Inseminação
Artificial)
•Expansão rápida dos estoques,
reduzindo os custosde transporte de
animais.
•O processo: Seleção dos pais
(reprodutores e matrizes), de acordo
com suas características genéticas
relativas à produtividade e à saúde.

24. Nutrição é bom para a vida
Biotecnologia
na Saúde Animal
Melhoramento da Produção
•A utilização de modificadores
metabólicos (hormônios)
•Aumentar a produção de carne ou
leite

25. Nutrição é bom para a vida
Biotecnologia
na Saúde Animal
Aquicultura
•Criação de Peixese crustáceose mariscos em
tanques ou lagos.
•Melhoramento genético (OGM) e tratamento com
hormônios
•Peixes com mais ômega 3 e crustáceos
desprovidos da proteína que causa alergia

26. Nutrição é bom para a vida
Biotecnologia
ea Indústria
Biocombustíveis
ETANOL: fermentação de leveduras sobre
um substrato adequado: cana-de-açúcar,
beterraba açucareira, sorgo açucareiro, milho. No
Brasil, a matéria-prima é a cana-de-açúcar.
BIODISEL: combustível composto por
ésteres (etílicos ou metílicos) produzidos na
reação química entre óleosvegetais e álcool
(etanol ou metanol), em presença de um catalisador
inorgânico ou enzimático (lípases)

27. Nutrição é bom para a vida
Biotecnologia
ea Indústria
Produção de Alimentos
•Obtidos a partir da fermentação de micro-
organismos
•Pães, queijos, picles, cerveja, vinho e biomassa
microbiana

28. Nutrição é bom para a vida
Biotecnologia
ea Indústria
Aditivos Alimentares
•Espessantes: polissacarídeos como xantana, gelana,
pululana, dextrana
•Vitaminas: riboflavina (B2), cianocobalamina (B12),
biotina (H), ácidoascórbico(C)
•Aromas: diacetil, esteresde ácidos graxos
(principalmente frutados)
•Edulcorantes: sorbitol, manitol, aspartame
•Realçador de sabor: glutamato
•Acidulantes: ácido cítrico, ácido lático
•Pigmento: beta-caroteno

29. Nutrição é bom para a vida
Biotecnologia
ea Indústria
Produção de Ácidos Orgânicos
•Ácido acético, lático, glucônico, propiônico,
fumárico, gálico, ácidos graxos e outros.

30. Nutrição é bom para a vida
Biotecnologia
ea Indústria
Produção de Aminoácidos e Enzimas
•Aminoácidos: : 66% dos aminoácidos produzidos
são utilizados na indústria de alimentos, 30%
como aditivos de rações, 4% em medicina e
cosmética, e como matéria-prima na
indústria química.
•Enzimas: utilizadas na indústria de alimentos,
panificação, têxtil, papel, detergente, couro, sucos,
vinhos e xaropes

31. Nutrição é bom para a vida
Biotecnologia
ea Indústria
Biopolímeros e Bioplásticos
•Celulose, amido, quitina, proteínas, peptídeos, e os
óleos vegetais
Bioplásticos: Polimerização de uma molécula básica
proveniente de uma fonte renovável (micro-
organismo e matérias-primas vegetal).
•Polilactato(PLA), Poli-hidroxialcanoatos(PHAs) e
Poli-hidroxibutirato(PHB),

32. Nutrição é bom para a vidaCominoculanteSeminoculante
Biotecnologia
no Agronegócio
Inoculantes Agrícolas
•É o uso de bactérias e fungos que atuam fornecendo
nutrientes para as plantas (fixação de nitrogênio) e
promovendo seu crescimento.
•Podemdiminuir em 70% o uso de fertilizantes
nitrogenados, consequentemente diminuindo a poluição
causada por esses.
cominoculante
seminoculante
seminoculante
cominoculante

33. Nutrição é bom para a vida
Biotecnologia
no Agronegócio
Transgênicos
•Produzidos obtidos a partir de organismos cujo embrião
foi modificado em laboratório, pela inserção de pelo
menos um gene de outra espécie.
•Alguns dos motivos de modificação desses alimentos são
para que as plantas possam resistir às pragas (insetos,
fungos, vírus, bactérias e outros) e os herbicidas.

34. Nutrição é bom para a vida
Biotecnologia
no Agronegócio
Controle Biológico –Produção de
bioinseticida
•Técnica que utiliza organismos vivos, para diminuir a
população de organismos considerados pragas
Joaninhapredadora
Fungopatógeno
Larvasqueparasitama
lagarta
CombatedeAedes
Aegpyticombactéria
(Bti)
Formigas

35. Nutrição é bom para a vida
Biotecnologia
no Meio Ambiente
Biorremediação
•Utilização de seres vivos ou seus componentes na
recuperação de áreas contaminadas.
•Empregam plantas, micro-organismos ou suas
enzimas para degradar compostos poluentes.

36. Nutrição é bom para a vida
Biotecnologia
no Meio Ambiente
Biofertilizantes
•Fertilizantes obtidos a partir da decomposição da
matéria orgânica
•Decomposição bacteriana de matéria orgânica em
condições anaeróbicas

37. Nutrição é bom para a vida
Biotecnologia
no Meio Ambiente
Biogás
•Gases liberados por bactérias anaeróbicas em função da
decomposição da matéria orgânica –Composto
principalmente de metano
•Classificado como biocombustível por ser uma fonte de
energia renovável