Manipulação genética

O que é manipulação genética?

É conhecida como manipulação genética ou engenharia genética as diferentes técnicas e procedimentos científico-tecnológicos que permitem ao ser humano modificar ou recombinar o DNA e outros ácidos nucléicos dos seres vivos , com o objetivo de obter formas de vida que satisfaçam certas necessidades. Para isso, genes são adicionados, alterados ou eliminados do código genético dos seres vivos, também chamada de edição genética.

A alteração humana do conteúdo genético dos seres vivos vem ocorrendo desde o início da civilização. Por meio de processos como a domesticação e a criação seletiva, o ser humano aplicou uma seleção artificial ao destino das diferentes raças de cães, gado ou plantas alimentícias.

No entanto, são consideradas formas indiretas de alteração genética, muito diferentes das disponíveis em laboratório graças à bioquímica e à genética , cuja intervenção no genoma é direta.

A manipulação genética direta teve suas origens no século 20 , graças aos avanços da bioquímica e da genética, mas especificamente à descoberta em 1968 das enzimas de restrição (endonuclease de restrição), um tipo de proteína capaz de reconhecer segmentos específicos do código. cortar “o DNA em um determinado ponto.

Esta descoberta do bioquímico suíço Werner Arber (1929-) foi posteriormente desenvolvida e refinada pelos americanos Hamilton Smith (1931-) e Daniel Nathans (1928-1999).

Graças a isso, em 1973 os bioquímicos americanos Stanley N. Cohen e Herbert W. Boyer deram o primeiro passo histórico na manipulação genética de um indivíduo: cortaram uma molécula de DNA em pedaços, recombinaram os pedaços e depois a injetaram em uma Escherichia coli. bactéria. , que passou a se reproduzir normalmente.

Hoje existem diversas técnicas de engenharia genética, como amplificação, sequenciamento e recombinação de DNA, reação em cadeia da polimerase (PCR), plasmocitose, clonagem molecular ou bloqueio de genes, entre outras. Assim, é possível alterar segmentos específicos ou substâncias específicas no funcionamento bioquímico profundo de um ser vivo, podendo “programá-lo” para realizar tarefas ou dotá-lo de determinadas características.

Obviamente, esse tipo de conhecimento envolve um dilema ético importante, uma vez que as alterações introduzidas no genoma são posteriormente herdadas dos descendentes dos seres vivos e, portanto, permanecem na espécie.

A engenharia genética pode alcançar espécies de plantas mais resistentes a pragas, por exemplo, ou camundongos com doenças congênitas para experimentação médica, ou mesmo terapias para doenças incuráveis; mas também para projetar doenças para uma eventual guerra bacteriológica.

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Tipos de manipulação genética

As principais formas de manipulação genética hoje são as seguintes:

• Sequenciamento de DNA . Envolve a aplicação de diferentes métodos e técnicas bioquímicas à molécula de DNA de um ser vivo, a fim de determinar qual é a sequência específica de nucleotídeos (Adenina, Guanina, Timina e Citosina) que a compõe, algo fundamental para decifrar o “natural programação ”de processos bioquímicos que ocorrem durante a vida. O sequenciamento do DNA é uma tarefa colossal, pois envolve imensas informações, mesmo no caso de seres microscópicos , mas hoje pode ser feito rapidamente graças à informatização.
• DNA recombinante . Essa técnica consiste na geração de uma molécula artificial de DNA por meio de métodos in vitro , para então injetá-la em um organismo e avaliar seu desempenho. Geralmente, realiza-se extraindo determinada informação de um ser vivo e incorporando-a a outro, e permite obter proteínas específicas (para fins médicos ou farmacológicos), obter vacinas ou melhorar o desempenho económico das espécies alimentares.
• A reação em cadeia da polimerase (PCR) . Também chamada de PCR, por sua sigla em inglês, é uma técnica de amplificação de DNA desenvolvida em 1986, que consiste na obtenção de inúmeras cópias de uma molécula “template” de DNA, a partir de uma série de enzimas chamadas polimerases. Esse método é usado atualmente em áreas muito diferentes, como a identificação de DNA em investigações forenses ou a identificação genética de patógenos ( vírus e bactérias ) de novas doenças.
• O CRISPR . Seu nome é um acrônimo em inglês ( repetições palíndrômicas curtas agrupadas regularmente intercaladas ) de repetições palíndrômicas curtas agrupadas e regularmente espaçadas , que é como é chamada a capacidade das bactérias de incorporar em seu genoma parte do DNA dos vírus que as infectaram. , herdando de seus descendentes a capacidade de reconhecer o DNA invasor e de se defender em ocasiões futuras. Em outras palavras, ele faz parte do sistema imunológico dos procariontes . Mas desde 2013 esse mecanismo tem sido usado como meio de manipulação genética, aproveitando o método pelo qual as bactérias “cortam” e “grudam” seu próprio DNA para incorporar novas informações, usando uma enzima chamada Cas9.

Exemplos de manipulação genética

Alguns exemplos da aplicação da engenharia genética hoje são:

• Terapia genética . Utilizado no combate às doenças genéticas, esse tipo de terapia consiste na substituição de um segmento defeituoso do DNA do indivíduo por uma cópia sã, evitando o desenvolvimento de doenças congênitas.
• A obtenção artificial de proteínas . A indústria farmacêutica obtém muitas de suas proteínas e substâncias para uso médico graças à alteração genética de bactérias e leveduras ( fungos ), como a Saccharomyces cerevisiae . Esses seres vivos são geneticamente “programados” para produzir grandes quantidades de compostos orgânicos, como a quitinase humana ou a pró-insulina humana.
• Obtenção de espécies animais “melhoradas” . Para combater a fome ou simplesmente para maximizar a produção de certos alimentos vegetais ou animais, foi alterado o genoma do gado, dos porcos ou mesmo dos peixes comestíveis, para que dêem mais leite ou simplesmente cresçam mais rápido.
• As sementes dos alimentos “transgênicos” . À semelhança da anterior, as frutas, legumes ou verduras foram geneticamente alteradas para torná-las mais rentáveis e maximizar a sua produção: culturas que resistem melhor à seca, que se defendem de pragas, que produzem frutos maiores ou maiores. com menos sementes, ou simplesmente frutos que amadurecem mais lentamente e, portanto, desfrutam de um período maior para serem transportados ao consumidor sem serem danificados.
• Obtenção de vacinas recombinantes . Muitas vacinas atuais, como a que nos protege da hepatite B, são obtidas por meio de técnicas de manipulação genética, nas quais o conteúdo genético do patógeno é alterado para impedir ou impedir sua reprodução, de modo que não podem produzir a doença, mas podem permitir que o sistema imunológico construa defesas contra futuras infecções reais. Isso também torna possível isolar genes específicos para injetar no corpo humano e, assim, adquirir imunidade contra várias doenças.

Vantagens e desvantagens da manipulação genética

Como vimos, a engenharia genética permite que tarefas antes impensáveis ​​sejam realizadas, graças a uma compreensão profunda dos principais mecanismos da vida. Assim, podemos destacar entre suas vantagens :

• A obtenção massiva e rápida de substâncias bioquímicas essenciais , capazes de combater doenças e melhorar a saúde da humanidade . Isso se aplica a medicamentos, vacinas e outros compostos.
• A possibilidade de melhorar significativamente a indústria de alimentos e combater a fome e a desnutrição no mundo, por meio de lavouras mais resistentes ao clima ou que produzam frutas maiores e mais nutritivas.
• A oportunidade de “corrigir” defeitos genéticos que causam doenças por meio da edição de genes específicos.

No entanto, suas desvantagens incluem:

• Envolvem dilemas éticos e morais que nos obrigam a repensar o lugar do ser humano na ordem das coisas, já que um erro de manipulação genética pode arruinar uma espécie inteira ou produzir um desastre ecológico.
• As espécies “melhoradas” competem com vantagem sobre as espécies naturais , de modo que passam a substituí-las, empobrecendo a variedade genética da espécie, uma vez que, por exemplo, as mesmas sementes melhoradas são utilizadas para lavouras em diferentes geografias do mundo.
• O efeito de longo prazo da ingestão de alimentos geneticamente modificados na população humana é desconhecido , então ainda pode haver complicações imprevisíveis mais tarde.

Aspectos éticos da manipulação genética

Como todos os exercícios científicos, a manipulação genética é amoral, ou seja, tem poderes benéficos e possivelmente prejudiciais, dependendo de como os usamos. Isso implica um debate ético necessário quanto à intervenção do ser humano na natureza em níveis tão profundos e irreversíveis, que se transmitem no tempo de uma geração a outra.

Um desses dilemas tem a ver com os limites da interferência humana no funcionamento biológico das espécies . O bem-estar da humanidade, ou pior ainda, o bem-estar da indústria de alimentos ou do sistema capitalista mundial, deve ter precedência sobre o bem-estar das espécies animais ou vegetais? Vale a pena empobrecer o legado genético do único planeta vivo conhecido , para produzir safras mais lucrativas?

A isso deve ser adicionada a possibilidade de dar origem, consciente ou acidentalmente, a novas espécies de seres vivos, especialmente microrganismos. Que certeza temos de que não estamos construindo patógenos capazes de causar sofrimento mundial, não apenas aos seres humanos, mas a outras espécies?

Por último, existe o aspecto humano. Quanto devemos intervir em nosso próprio genoma como espécie? Tratar doenças e defeitos congênitos é uma meta louvável, mas que merece um olhar mais atento, pois está perigosamente perto do “aprimoramento” da espécie .

Este último pode trazer inúmeros inconvenientes futuros, desde doenças imprevisíveis que são transmitidas às gerações vindouras, até sociedades baseadas na discriminação genética, como a ficção científica alertou em inúmeras ocasiões.

Aspectos legais da manipulação genética

Uma vez compreendido o dilema ético que a engenharia genética representa, é compreensível que haja a necessidade de um marco jurídico específico sobre a matéria , que garanta não só a defesa do meio ambiente, mas também a dignidade da vida humana, presente e futura.

A maior parte desses códigos legais e éticos busca traçar a linha que separa o terapêutico – o combate às doenças e a luta pela melhoria da qualidade de vida das pessoas – do ideológico, estético ou político. Obviamente, essas disposições legais variam de acordo com o arcabouço jurídico de cada país .

No entanto, ações como a clonagem humana, a introdução de características hereditárias no genoma e o tratamento direto do embrião para fins que não sejam estritamente médicos, são proibidas e são consideradas imorais e arriscadas para a humanidade, de acordo com as disposições do Universal Declaração sobre o Genoma Humano e os Direitos Humanos ( ONU ) e do Comitê Internacional de Bioética da UNESCO .

Mesmo assim, há vozes que exigem que esses organismos multilaterais se manifestem de maneira mais forte e explícita sobre o assunto, principalmente depois que as duas primeiras gêmeas humanas nasceram na China em 2012 livres de todos os riscos de infecção pelo vírus HIV, graças ao aplicativo. -totalmente ilegal- do método CRISPR em seus embriões. Ou seja, as duas primeiras pessoas editadas geneticamente.

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