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8 5BIOT-NT1 
Biotecnologia 
Profª. Drª Natássia Ribeiro 
Unidade 01 
 Biotecnologia: conceito, definições, 
abrangência, impacto e importância; 
 biotecnologia e engenharia genética; 
 biotecnologia tradicional versus molecular; 
 marcos históricos do desenvolvimento da 
biotecnologia moderna. 
“É O USO DE CONHECIMENTOS SOBRE 
PROCESSOS BIOLÓGICOS E SOBRE AS 
PROPRIEDADES DOS SERES VIVOS, 
COM O FIM DE RESOLVER PROBLEMAS 
E CRIAR PRODUTOS DE UTILIDADE” 
Convenção sobre Diversidade Biológica – CDB , ONU 
Biotecnologia 
• Multidisciplinaridade 
Histórico e conceitos em Biotecnologia 
• Química de produtos naturais 
• Tecnologia de enzimas 
• Microbiologia 
• Cultura de células de animais/plantas 
• Bioquímica 
• Biologia molecular 
• Genética 
• Bioreatores 
• Sistemas de controle 
• Engenharia química 
• Bioengenharia 
Profa. Rebeca Vale 
“Biotecnologia significa, qualquer aplicação tecnológica que utilize 
sistemas biológicos, organismos vivos, ou seus derivados, para 
fabricar ou modificar produtos ou processos para utilização 
específica.” 
(ONU, Convenção de Biodiversidade 1992, Art. 2) 
Apesar de ter surgido como objeto de estudo nas últimas 
décadas, a Biotecnologia é uma tecnologia milenar. 
A partir dos anos de 1970, com as técnicas de DNA 
recombinante, a Biotecnologia ganhou mais ênfase. 
Biotecnologia 
Moderna 
O Brasil possui a maior biodiversidade do mundo, e detém 
cerca de 20% das espécies do planeta. Portanto, possui um 
grande potencial biotecnológico. 
Um pouco de história ... 
Primeira Geração: Idade Nova (2000 a.C.) 
 Fatos: - cruzamento de espécies animais e plantas 
 - leveduras para fermentação de pão e álcool 
Segunda Geração: Fim do século XIX 
 Teoria de Louis Pasteur 
 Fatos: - microrganismos causam doenças humanas 
 - ação dos microrganismos anaeróbios nas fermentações 
 láctea e alcoólica 
Terceira Geração: Início de 1970. Biologia Molecular 
 Fatos: 1o – isolamento e manipulação de genes (DNA) 
 2o – fusão e multiplicação de células 
Biotecnologia 
• Histórico 
Histórico e conceitos em Biotecnologia 
Período 
Profa. Rebeca Vale 
Acontecimento 
6.000 a.C. 
Produção de bebidas alcóolicas (Suméria e Babilônia) 
• Cerveja e vinho 
Produção de vinagre, iogurte e queijos 
2.000 a.C. Panificação (Egito) 
1875 d.C 
Pasteur mostra que a fermentação é causada por 
microrganismos 
1880 - 1910 
Surgimento da fermentação industrial 
• Ácido lático, etanol, vinagre 
1910 – 1940 Síntese de glicerol, acetona e ácido cítrico 
1940 – 1950 
Produção de antibióticos em larga escala 
• Fermentação 
Biotecnologia 
• Histórico 
Histórico e conceitos em Biotecnologia 
Período 
Profa. Rebeca Vale 
Acontecimento 
1953 
Estabelecida a estrutura do DNA 
• James Watson e Francis Crick 
1967 
Síntese química de DNA 
• Arthur Kornberg 
1973 Início da Engenharia Genética 
1982 Produção de insulina humana 
A Era da Biotecnologia Moderna 
Manipulação do material genético e reprogramação de 
microrganismos 
“fábricas” para produção de vários bens úteis 
Química 
Farmacêutica 
Alimentos 
Agrícola 
Papel & 
celulose 
Inovação de produtos 
Bioplásticos 
Evita o uso de fontes não 
renováveis (combustíveis 
fosseis) 
Plantas 
transgênicas 
Resistentes a insetos 
Microrganismos 
transgênicos com 
capacidade de biorremediar 
inúmeros poluentes 
Biotecnologia ajudou a produzir NOVOS 
MATERIAIS com menos impacto para o 
ambiente 
Biotecnologia: impacto e 
importância 
A biotecnologia promove impactos em diversos 
setores industriais: 
 por meio de técnicas inovadoras; 
 pela revolução no tratamento de doenças; 
 no uso de novos medicamentos para 
aplicação em humanos e animais; 
 na multiplicação e reprodução de espécies 
vegetais e animais; 
 
Biotecnologia: impacto e 
importância 
 no desenvolvimento e melhoria de alimentos; 
 promove o desenvolvimento sustentável; 
 recuperação e tratamento de resíduos 
químicos 
Dentre outras áreas que possam ser exploradas. 
Biotecnologia 
• Aplicações 
– AGRICULTURA 
• Cultura de tecidos 
• Fixação de nitrogênio 
• Controle biológico de pragas 
• Melhoria de sementes 
Histórico e conceitos em Biotecnologia 
Profa. Rebeca Vale 
Biotecnologia 
• Aplicações 
– MINERAÇÃO 
• Lixiviação bacteriana de minérios 
Histórico e conceitos em Biotecnologia 
Profa. Rebeca Vale 
Biotecnologia 
• Aplicações 
– PECUÁRIA 
• Inseminação artificial 
• Transferência de embriões 
Histórico e conceitos em Biotecnologia 
Profa. Rebeca Vale 
Biotecnologia 
• Aplicações 
– SAÚDE 
• Antibióticos 
• Hormônios 
• Vacinas 
Histórico e conceitos em Biotecnologia 
Profa. Rebeca Vale 
Biotecnologia 
• Aplicações 
– PROCESSOS FERMENTATIVOS 
• Enzimas 
• Ácidos orgânicos 
• Aminoácidos 
• Vitaminas 
Histórico e conceitos em Biotecnologia 
• Biopolímeros 
• Bebidas alcoólicas 
• Microrganismos 
• Alimentos 
Profa. Rebeca Vale 
Biotecnologia e 
Engenharia genética 
 A Biotecnologia consiste em um conjunto de 
práticas relacionadas à interações biológicas que 
possam originar substâncias, formas de 
produção ou até mesmo novas espécies. 
 No que diz respeito à criação de novas 
espécies, podemos citar a engenharia genética 
como o grande pilar dessa área da biotecnologia. 
 Engenharia Genética é o ramo da ciência que 
consegue reunir diversas técnicas para fins de 
manipulação dos genes de qualquer organismo a 
partir de experimentos artificiais. 
 Esse processo de manipulação faz com que 
tais elementos seja duplicados, transferidos ou 
mesmo isolados dos genes originais. 
Biotecnologia e 
Engenharia genética 
O que é biotecnologia tradicional? 
 
Biotecnologia pode ser definida como uso 
das tecnologias que utilizam organismos 
vivos, ou produtos elaborados a partir deles, 
para criar ou modificar produtos para fins 
específicos. 
 
O que é Biotecnologia moderna? 
 
Biotecnologia moderna está ligada às 
ciências biológicas, além de apresentar 
características na agricultura, na ciência de 
alimentos e na medicina. 
É definida pelo uso dos conhecimentos 
tecnológicos para manipular seres vivos, e 
produzir produtos de consumo, estes 
agentes biológicos são manipulados através 
do uso do DNA. 
 
O que é Biotecnologia? 
Biotecnologia Tradicional: 
 Fermentação – atuação de enzimas ( isoladas ou in vivo) 
Álcool Combustível Antibióticos 
Biotecnologia Moderna: 
 Material Genético 
DNA 
(Ácido Desoxirribonucleico) 
Biotecnologia Moderna 
Engenharia 
Genética 
 Conjunto de técnicas que envolvem a manipulação de 
genes de um determinado organismo artificialmente 
com o objetivo de produzir organismos geneticamente 
melhorados para desempenharem melhor suas funções 
e produzir substâncias úteis ao homem. 
Diabetes Melito I 
Bactérias: 
organismos fáceis 
de cultivar 
Implantação de um 
Fragmento de DNA 
desejado em seus 
cromossomos 
Síntese de Proteínas 
determinadas junto a 
suas proteínas 
Deficiência de Insulina 
Gene para produção de 
Insulina incorporado ao 
material genético de 
bactérias 
Obtenção de 
Insulina em meio 
de cultura 
PROBLEMA 
DNA Recombinante 
Tecnologia do DNA Recombinante 
A- Gene de interesse obtido 
por meio de Endonucleases 
de Restrição 
B- Extração do plasmídio e 
corte do DNA circular pelas 
Endonucleases de Restrição 
C- Fragmento de DNA unido 
ao plasmídio bacteriano por 
ligases 
D- Fragmento de DNA 
veiculado pelo plasmídio é 
incorporado pelas células 
bacterianas e passa a 
controlar a síntese da 
substância de interesse. 
O que podemos fazer a partir da 
Tecnologia do DNA Recombinante? 
Solução de Problemas 
Ambientais e de Saúde 
 
Melhoramento Genético Medicamentos 
Vacinas Gênicas 
Organismo Geneticamente Modificado 
(OGMs) 
OGMsTransgênicos 
Um organismo 
geneticamente modificado 
foi submetido a técnicas 
laboratoriais que, de 
alguma forma, 
modificaram seu 
genoma. 
Um organismo transgênico 
foi submetido a técnica 
específica de inserção de 
um trecho de DNA de outra 
espécie 
 
 
o transgênico é um tipo 
de OGM, mas nem todo 
OGM é um transgênico! 
 Utilizados de forma equivocada como 
sinônimos 
 
EX: EX: 
Organismo Geneticamente 
Modificado (OGMs) 
Vantagens (Agricultura): 
 Redução do Uso de Agroquímicos; 
 
 Redução dos Custos de produção; 
 
 Tolerância a condições ambientais diversas; 
 
 Aumento do valor nutritivo; 
 
 Elevação da produtividade 
Milho Bt 
As lavouras comerciais 
sofrem o ataque de 
numerosas espécies de 
pragas agrícolas (lagartas) 
Requerem doses 
maciças de 
defensivos agrícolas: 
Inseticidas 
Essa variedade modificada 
recebeu da bactéria Bacillus 
thuringiensis (Bt) o gene para 
produção de toxinas capazes de 
matar lagartas, sem danos ao 
ser humano. Lagarta-do-cartucho 
O milho Bt é o milho que recebeu genes da 
bactéria Bacillus thuringiensis (Bt). 
A planta geneticamente modificada que possui 
essa característica expressa proteínas 
inseticidas a determinados grupos de insetos, a 
exemplo da ordem Lepidóptera, da qual fazem 
parte: Lagarta-do-cartucho-do-milho. Broca-
do-colmo. 
Milho Bt 
Milho Bt 
A- Duplicação do 
plasmídio em 
cultura de células 
de milho 
B- Transferência 
do gene Bt para o 
cromossomo da 
célula do milho 
C – Divisões das 
células do milho 
D- Cultura de 
tecido vegetal - 
milho com gene 
Bt – produção de 
toxinas. 
Plantas Bt: o que são e para que servem 
(1 de agosto de 2017) biotecnologia, controle de pragas, culturas Bt 
 
As plantas Bt são desenvolvidas por meio da biotecnologia para serem 
capazes de resistir a determinados insetos-praga. 
Para que as plantas apresentem essa resistência, foi inserido em seu DNA 
um gene que expressa uma proteína tóxica para alguns insetos como 
lagartas, besouros, moscas etc. 
Essa inserção, entretanto, não tem efeito sobre outros organismos e nem 
sobre o ser humano. 
As proteínas do grupo Cry são algumas das que são expressas pelas plantas 
Bt. Essas proteínas são naturalmente produzidas pela bactéria Bacillus 
thuringiensis (Bt), encontrada no solo. Por conta desse efeito tóxico aos 
insetos, cientistas identificaram no DNA da bactéria os genes responsáveis 
pela expressão das proteínas inseticidas e os introduziram em plantas como a 
soja, o milho, o algodão e a cana. 
Os insetos-praga, então, ingerem a planta geneticamente modificada e a 
proteína Cry se liga a um receptor específico nas células do intestino deles. 
Isso faz com que os animais acabem morrendo. 
Disponível em: https://boaspraticasagronomicas.com.br/noticias/plantas-bt/ 
https://boaspraticasagronomicas.com.br/tag/biotecnologia/
https://boaspraticasagronomicas.com.br/tag/controle-de-pragas/
https://boaspraticasagronomicas.com.br/tag/controle-de-pragas/
https://boaspraticasagronomicas.com.br/tag/controle-de-pragas/
https://boaspraticasagronomicas.com.br/tag/controle-de-pragas/
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https://boaspraticasagronomicas.com.br/tag/culturas-bt/
https://boaspraticasagronomicas.com.br/tag/culturas-bt/
https://boaspraticasagronomicas.com.br/tag/culturas-bt/
Organismo Geneticamente 
Modificado (OGMs) 
Riscos 
Ambientais: 
 
 Alteração de sabor ou aroma; 
 
 Mortes de espécies não alvo; 
 
 Morte de polinizadores; 
 
 Transmissão horizontal (superpragas); 
 
 
 
 
 
 Aos Seres Humanos e outros Animais: 
Organismo Geneticamente 
Modificado (OGMs) 
Riscos 
 
Aos seres humanos e outros animais: 
 
 Reações alérgicas – Urticárias, Dermatite e 
Reações Respiratórias; 
 
 
 Desconhecimento do efeito a longo prazo; 
 
Clonagem 
 As células-tronco apresentam potencial para se transformar 
em qualquer célula ou tecido de um organismo, o que é 
especialmente promissor para o tratamento de doenças 
degenerativas. 
Uso de Células-Tronco 
Três tipos: 
 
 Células-tronco embrionárias (embrião); 
 Adultas (medula óssea e no cordão umbilical); 
 Pluripotentes induzidas (obtidas por cientistas em laboratório em 
2007). 
 
Aplicação: 
 
O estudo e a manipulação tecnológica de células-tronco poderão dar 
origem a terapias para o tratamento de diversas doenças, para a 
recuperação de pessoas paralisadas em acidentes e, até, para a 
criação de tecidos para transplante. 
 
Uso de Células-Tronco 
*Células tronco pluripotente induzidas, são células de organismos adultos que, 
através da expressão de fatores de transcrição específicos, ganham uma característica 
bastante particular de célula embrionária, a pluripotência. 
 Cérebro: Regeneração de neurônios; 
 Ossos: Cicatrização de fraturas e tratamento da osteoporose; 
 Pâncreas: Recuperação da produção adequada de insulina; 
 Coluna: Tratamento de lesões, recuperando pacientes paraplégicos; 
 Órgãos sexuais: - Tratamento contra a infertilidade para casais que não 
conseguem engravidar; 
 Coração: Recuperação de áreas enfartadas e tratamentos de 
insuficiência cardíaca; 
 Olhos: Recuperação da visão em idosos e pessoas com problemas de 
retina. 
 
Uso de Células-Tronco 
Unidade 02 
 Ácidos nucleicos e expressão gênica: 
processos de replicação, transcrição e 
tradução; 
 universalidade do código genético - 
importância para a biotecnologia; 
 noções de estrutura gênica e de regulação 
de expressão - em eucariotos versus 
procariotos. 
Conceitos Gerais 
DNA (Desoxyribonucleic Acid) 
RNA (Ribonucleic Acid) 
Conceitos Gerais 
Os Ácidos Nucléicos estão presentes em 
todas células vivas e são responsáveis 
pelo armazenamento e transmissão da 
informação genética e por sua tradução 
que é expressa pela síntese precisa das 
proteínas. 
São moléculas longas e complexas, 
de elevados pesos moleculares, 
constituídos por cadeias de unidades 
denominadas nucleotídeos. 
Conceitos Gerais 
São ácidos nucléicos: 
 
DNA (ácido 
desoxirribonucleico) e o 
 
RNA (ácido ribonucleico). 
Conceitos Gerais 
Unidades fundamentais dos Ácidos 
Nucléicos 
Nucleotídeos 
Presentes em ambos 
os Ácidos Nucléicos, 
são compostos por um 
carboidrato, uma base 
nitrogenada e a 
substância Fosfato. 
Atuam como componentes na estrutura 
de coenzimas importantes no 
metabolismo celular e ainda como 
ativadores e inibidores importantes em 
várias vias do metabolismo 
intermediário. 
Nucleotídeos 
Ácido 
Desoxirribonucleico 
Desoxyribonucleic Acid - 
DNA 
Ácido Desoxirribonucleico 
É um composto 
orgânico cujas 
moléculas contêm 
suas instruções 
genéticas que 
coordenam o 
desenvolvimento de 
todos os seres vivos. 
Ácido Desoxirribonucleico 
Está presente no 
núcleo das células 
eucarióticas, nas 
mitocôndrias, nos 
cloroplastos, e no 
citosol das células 
procarióticas. 
Ácido Desoxirribonucleico 
Nas células 
germinativas e no ovo 
fertilizado, dirige todo 
o desenvolvimento do 
organismo. 
É duplicado cada vez 
que a célula somática 
se divide. 
Ácido Desoxirribonucleico 
Os segmentos de 
DNA que contêm a 
informação 
genética são 
denominados 
genes. O restante 
tem importância 
estrutural. 
Estrutura - DNA 
O DNA é um polidesoxirribonucleotídeo 
formado por milhares destes e ligados 
entre si através de ligação fosfodiéster. 
 
Sua molécula é formada por uma fita 
dupla antiparalela e enrolada. 
Estrutura - DNA 
Uma ligação fosfodiéster é um tipo de 
ligação covalente que é produzida entre 
dois grupos hidroxila (–OH) de um grupo 
fosfato e duas hidroxilas de outras duas 
moléculas. 
Éster 
Estrutura - DNA 
Fosfodiéster 
Estrutura - DNA 
• Na dupla hélice do DNA, as cadeias 
se dobram em torno de umeixo 
comum. 
 
• No tipo mais comum de hélice, o 
esqueleto fica na parte externa, 
enquanto que as bases hidrofóbicas, 
ficam no lado de dentro da estrutura. 
Estrutura - DNA 
As bases 
nitrogenadas 
ordenam-se em: 
A-T 
(Adenina e Timina) 
C-G 
(Citosina com 
Guanina) 
Estrutura - DNA 
Existem 3 formas estruturais do DNA: 
Forma "B" - é a forma mais comum. 
A hélice é voltada para a direita e com 
10 resíduos por volta, com planos de 
bases perpendiculares ao eixo helical. 
Estrutura - DNA 
Forma "A" - Obtida pela desidratação 
moderada da forma “B”, é voltada para 
a direita, mas possui 11 resíduos por 
volta e as bases estão em um ângulo 
de 20 graus em relação ao eixo helical. 
Estrutura - DNA 
Forma "Z" - A hélice nesta 
forma é voltada para a 
esquerda e contém cerca de 
12 resíduos por volta. 
 
A transição entre as formas de 
DNA desempenha um papel 
importante na regulação da 
expressão genética. 
Ácido 
Ribonucleico 
Ribonucleic Acid - 
RNA 
Ácido Ribonucleico 
Atua como uma 
espécie de cópia 
de trabalho, criada 
a partir do molde 
de DNA e utilizada 
na expressão da 
informação 
genética. 
É o responsável pela síntese de 
proteínas da células, é um polímero de 
nucleotídeos e as moléculas formadas 
por RNA possuem dimensões muito 
inferiores às formadas por DNA. 
Ácido Ribonucleico 
A síntese de uma molécula de 
RNA a partir de um molde de 
DNA chama-se Transcrição. 
Ácido Ribonucleico 
O RNA é constituído por uma ribose, 
por um grupo fosfato e uma base 
nitrogenada. 
 
A composição do RNA é muito 
semelhante ao do DNA. 
Estrutura - RNA 
Os Ribonucleotídeos 
contêm as bases: 
Adenina (A), 
Guanina (G), Citosina (C) 
e Uracila (U) 
Esta está presente em 
lugar de timina. 
Estrutura - RNA 
O RNA, é como a proteína mas não 
como DNA, pode catalisar 
importantes reações biológicas. 
As moléculas de RNA que funcionam 
como proteínas enzimáticas são 
chamadas de ribozimas. 
Estrutura - RNA 
O Ácido Ribonucleico se divide em 
4 classes: 
 
O RNA Mensageiro, Transportador, 
Ribossômico e Pequenos 
Nucleares. 
Estrutura - RNA 
Também chamado de RNAm é o 
intermediário chave na expressão 
gênica e atua na tradução do DNA em 
aminoácidos para "fazer" as proteinas 
de todos os seres vivos da terra. 
RNA Mensageiro 
O RNAt é um RNA de menor 
peso molecular que 
transporta 
os aminoácidos para a síntese 
proteica. 
Possui na sua molécula uma 
região chamada anticódon. 
RNA Transportador 
RNA Transportador 
Existe pelo 
menos um RNA 
transportador 
para cada 
aminoácido. 
A união entre o anti-códon 
e o códon forma a 
tradução. 
RNA Ribossômico 
O RNAr é o componente 
primário dos 
ribossomos. 
Estes são as 
organelas 
produtoras de 
proteínas das 
células, e existem 
no citoplasma. 
Pequeno RNA Nuclear 
São uma classe de pequenas 
moléculas de RNA que podem ser 
encontradas dentro do núcleo de 
células eucarióticas. 
São transcritos pela RNA polimerase II 
ou pela RNA polimerase III. 
Pequeno RNA Nuclear 
Estão envolvidos numa variedade de 
importantes processos tais como 
o splicing de RNA, a regulação 
de fatores de transcrição ou RNA 
polimerase II, e manutenção 
do telómero. 
Assista os vídeos 
https://pt.khanacademy.org/science/biology/gene-
expression-central-dogma/central-dogma-
transcription/v/rna-transcription-and-translation 
Replicação: 
https://www.youtube.com/watch?v=gI0LsCZHqIE 
Transcrição: 
https://www.youtube.com/watch?v=azAaNuUch3w 
Tradução: 
https://www.youtube.com/watch?v=uA1oLM_NYN
M 
 
https://pt.khanacademy.org/science/biology/gene-expression-central-dogma/central-dogma-transcription/v/rna-transcription-and-translation
https://pt.khanacademy.org/science/biology/gene-expression-central-dogma/central-dogma-transcription/v/rna-transcription-and-translation
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