Genética

O que são Transgênicos?

Da seleção natural aos transgênicos

No texto, Mutação, a matéria prima da evolução, destacamos que sem as mutações, os genes existiriam em apenas uma forma, e que são elas responsáveis por “fabricar” toda a variabilidade genética existente. Os “novos genes” serão selecionadas ou eliminadas de acordo com a vantagem adaptativa que ele confere ao organismo em viver em um dado ambiente. Essa é a base da evolução de todos os organismos que conhecemos. 

Vale esclarecer que a própria natureza sempre selecionou os melhores genes, de forma a fortalecer as espécies em termos de adaptação. A exemplo da natureza, o homem também aprendeu a selecionar os genes ou, como se diz popularmente, “apurar as raças”. Para esse texto, vamos definir então os tipos de seleção existente:

  • Seleção Natural: Como o nome diz, é a modificação dos organismos que se dá naturalmente. Observada e detalhada pelo naturalista Charles Darwin no livro A Origem das Espécies. Um clássico exemplo, são os tentilhões que Darwin observou nas ilhas Galápagos, como visto na figura 1.
Figura 1: Seleção natural. Tentilhões das ilhas galápagos. Os bicos foram selecionados de acordo com a dieta dos pássaros, variando do maior, para alimentar-se de sementes ao mais finos, para alimentar-se de insetos, larvas e frutas. 
  • Seleção Artificial ou dirigida: É a seleção dos organismos, por cruzamentos direcionados pela interferência do homem. Exemplo são os cruzamentos para produzir novas raças de cachorro, originados a partir de lobos selvagens, como visto na figura 2.
Figura 2: Seleção artificial. Diversos cães foram selecionados pela interferência humana, a partir do lobo selvagem cinzento.
  • Melhoramento genético: Aqui, um gene que confere uma característica especial, pode ser inserido na célula pela engenharia genética, ver figura 3.

Considerando que todas as espécies sofrem algum tipo de modificação em seu DNA, umas com mais e outras com menos frequência; que os eventos mutacionais ocorrem ao acaso, podendo melhorar ou piorar a espécie, e que algumas espécies transmitem seus genes de forma sexuada e outras assexuada, é fácil perceber que sem uma interferência humana, a melhoria de uma dada espécie demoraria milhares de anos. É o que acontece com a seleção natural.

O ser humano aprendeu a identificar os melhores exemplares de cada espécie e direcionar cruzamentos entre elas, no intuito de “acelerar” a seleção dos melhores genes. Ter melhores cavalos, gados mais produtivos, plantas mais produtivas e resistentes etc. O problema é que isso também aumenta a taxa de endogamia, diminuindo a variabilidade genética, como podemos ver em determinadas raças de cães e em outras espécies.

Com a ascensão das técnicas de engenharia genética nos anos 70, a comunidade científica passou a fazer melhoramentos genéticos em plantas. Considerando as modificações por seleção natural e/ou artificial, o melhoramento genético altera o organismo em tempo recorde.

Transgênicos vs Organismos Geneticamente Modificados

Como vimos no tópico anterior, as mudanças genéticas ocorrem por um processo natural, a variabilidade genética ocorre e é saudável nos organismos. As mudanças genéticas que se perpetuam, são aquelas que conferem vantagens aos organismos. Mas, por um processo natural, ao acaso, esse processo se torna muito lento, demorando milhares de anos. 

As técnicas de engenharia genética impulsionam a biotecnologia, abrindo caminho para produção dos organismos transgênicos. Mas o que são os organismos transgênicos e os organismos geneticamente modificados (OGMs)? É comum haver certa confusão entre as duas terminologias. Vamos conferir!

Organismos Geneticamente Modificados (OGMs):  Trata-se de organismos com alguma modificação em seu material genético (DNA/RNA). Se o material genético introduzido pertence à mesma espécie, é chamado OGMs;

Organismos Transgênicos: São também organismos com modificações em seus materiais genéticos. Nesse caso, algum DNA de outra espécie é integrado no organismo transgênico.

Obs: Nem todos OGMs são organismos transgênicos, mas todo organismo transgênico é um OGMs também. 

O que são organismos transgênicos?

Pode ser uma planta, uma bactéria ou mesmo um animal que carrega em seu DNA, gene ou genes de outras espécies. Na maioria das vezes, esses genes servem para conferir alguma característica ao organismo transgênico. A intenção da construção desses organismos, vai desde pesquisas biológicas e médicas até o aumento da produtividade, melhoria da resistência do organismo a fatores externos, como clima, ataques de pragas e etc.

Os primeiros transgênicos, tinham um propósito de ser usado nas investigações científicas que permitiam expressar genes em organismos diferentes. Cabe aqui mencionar que o primeiro organismo transgênico comercializado é usado para fins medicinais até hoje. Uma bactéria da espécie Escherichia coli (E. coli) teve o gene da insulina humana inserido em seu genoma. A bactéria E. coli, recebeu o gene da insulina no final dos anos 70 e desde então a insulina é produzida em escala industrial. Esse é um clássico exemplo da aplicabilidade de um organismo transgênico que beneficia até hoje milhares de diabéticos.

Depois dos microrganismos, plantas e animais começaram a receber atenção e nos anos 80 surgem os primeiros exemplares vegetais com o status de organismos transgênicos. 

Benefícios dos transgênicos

São inúmeras as aplicações dos organismos transgênicos e diversas áreas são beneficiadas:

Medicina: Produtos terapêuticos podem ser produzidos em escala industrial, favorecendo aqueles indivíduos com carência de tais produtos, como no caso da insulina, mencionado anteriormente. Antes da produção pela E. coli transgênica, esse hormônio era extraído de pâncreas de porco em uma escala bem menor. Menos produto disponível, maior o custo, além do mais, o processo de produção, extração e purificação não eram tarefas simples;

Agricultura: Produtos mais nutritivos, com mais vitaminas e proteínas, mais resistentes a pragas, estão disponíveis no mercado. Isso beneficia a alimentação humana e animal evitando também prejuízos econômicos, uma vez que transgênicos podem ser resistentes às adversidades climáticas também;

Por meio da biotecnologia, plantas transgênicas são capazes de expressar vacinas em desenvolvimento. Genes que codificam proteína do coronavírus (SARS-CoV-2) foram inseridos em plantas do tabaco para produção de vacina. Por se tratar de um produto de origem transgênica, essa vacina ainda não foi comercializada, pois espera liberação da agência reguladora Food Drug Administration (FDA);

Psicultura: Uma empresa desenvolveu um salmão transgênico capaz de alcançar o tamanho máximo em 16 meses;

Microbiologia Ambiental: Bactérias transgênicas produzem proteínas que fazem a água congelar a temperaturas elevadas. Outras bactérias transgênicas produzem enzimas que degradam plásticos. 

Nota: Acima estão alguns exemplos, mas as áreas beneficiadas são diversas. Todas essas tecnologias envolvem a inserção de um material genético (DNA/RNA) ou fragmentos de DNA (promotores e outros reguladores gênicos).

Polêmicas e os transgênicos

Embora seja reconhecidamente que os transgênicos não representam riscos maiores que os alimentos naturais, existem ainda controvérsias sobre o impacto desses alimentos ao meio ambiente e à saúde humana a longo prazo. Por isso, a Organização Mundial da Saúde (OMS) recomendou que os estudos desses impactos sejam continuados. Estudos até o momento, não relatam informações sobre alergias ou outras doenças nos seres humanos em decorrência dos transgênicos.

Considerações finais

Na natureza, o melhoramento das espécies ocorre, seja pela recombinação durante os cruzamentos e/ou mutação que aumenta a variabilidade e seleção. As técnicas de engenharia genética aceleram o processo de melhoria do organismo e de forma mais direcionada e específica. Essa especificidade, poderia nunca ocorrer na natureza.

Num panorama geral, podemos dizer que as características dos transgênicos como um todo incluem:

  • Tolerância a Estresse Abiótico;
  • Taxa de crescimento alterada;
  • Tolerância a herbicida;
  • Resistência a pragas e insetos;
  • Qualidades nutricionais alteradas;
  • Produção de proteína ou enzimas com propriedades especiais;
  • Sistema de controle de polinização.

Referências Bibliográficas

Ridley, M. (2004). Evolution 3rd Edition. In Blackwell Publishing.

Tortora, G. J., Funke, B. R., & Case, C. L. (2012). Microbiologia 10a Edição. In Porto Alegre : Artmed.

We’ve Got The Vaccine, Says Pentagon-Funded Company – Defense One

https://www.wired.com/2015/11/in-a-first-the-fda-clears-genetically-modified-salmon-for-eating-it-just-took-20-years/

https://www.isaaa.org/gmapprovaldatabase/default.asp

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