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Aplicações da biotecnologia
A biotecnologia e suas aplicações nas áreas vegetal, animal, ambiental e industrial.
Prof. Ivson Cassiano de Oliveira Santos
1. Itens iniciais
Propósito
Compreender que a biotecnologia faz parte do nosso dia a dia e que suas aplicações estão presentes em
diferentes áreas, como a vegetal, animal, ambiental e industrial, pela produção de transgênicos, modelos vivos
para estudo, bioprodutos, formas de eliminar poluentes e bioenergia.
Objetivos
Descrever como a biotecnologia é usada para produção de tecidos vegetais transgênicos e suas
aplicações.
 
Compreender como um animal transgênico é criado e aplicado.
 
Descrever como a biotecnologia ambiental contribui para diminuir a poluição ambiental.
 
Reconhecer as aplicações da biotecnologia industrial, seus bioprodutos e as formas de bioenergia e
biocombustíveis.
Introdução
A biotecnologia é um campo que utiliza seres vivos, como células, ou partes deles — proteínas, moléculas,
lipídeos, carboidratos, material genético e outros componentes — para fabricar ou modificar produtos e
processos com finalidades específicas. Trata-se de uma área revolucionária, que integra conhecimentos da
Biologia, Química e Engenharia, formando um campo multidisciplinar de enorme relevância científica e
tecnológica.
 
Com avanços constantes, a biotecnologia vem ocupando cada vez mais espaço em diversos setores,
oferecendo soluções rápidas, eficazes e inovadoras para alguns dos maiores desafios da atualidade. Entre
suas contribuições, destacam-se a criação de variedades vegetais resistentes a pragas, o desenvolvimento de
medicamentos e vacinas, o melhoramento genético de plantas e animais, a análise de DNA, o diagnóstico de
doenças e a recuperação de áreas degradadas. Essas aplicações demonstram seu potencial para promover a
saúde, a segurança alimentar e a preservação ambiental.
 
Para compreender melhor sua abrangência, é possível dividir a biotecnologia em diferentes áreas, de acordo
com o campo de aplicação: Biotecnologia Vegetal, voltada para a agricultura e o melhoramento de espécies;
Biotecnologia Animal, que contribui para a saúde e produtividade de rebanhos; Biotecnologia Industrial e de
Combustível, voltada para processos produtivos mais eficientes e sustentáveis; e Biotecnologia Ambiental,
que busca soluções para reduzir impactos e restaurar ecossistemas.
 
Ao longo deste conteúdo, exploraremos como os recursos biológicos disponíveis ao nosso redor podem ser
utilizados de forma estratégica para criar novos produtos e gerar conhecimento. Mais do que compreender
processos, nosso objetivo é refletir sobre o papel transformador da biotecnologia na sociedade
contemporânea e sobre como suas inovações podem contribuir para um futuro mais saudável, sustentável e
equilibrado.
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1. Biotecnologia em tecidos vegetais transgênicos
Biotecnologia vegetal
A Biotecnologia Vegetal
se preocupa com o
melhoramento de
plantas, como aumento
da disponibilidade de
nutrientes, resistência a
pragas, melhor
crescimento do vegetal,
produção de
medicamentos, vacinas e
enzimas nas células
vegetais. Essas células
são do tipo eucarionte,
com núcleo celular e
organelas membranosas,
diferenciando-se das
células animais pela
presença de parede
celular composta por
celulose e de
cloroplastos,
responsáveis pela
fotossíntese.
O crescimento de plantas
de acordo com alguma
característica favorável é
realizado há milhões de
anos, como, por exemplo, o
processo de domesticação
do milho, em que eram
escolhidas espécies fáceis
de serem colhidas,
armazenadas e com maior
produtividade. Hoje,
sabemos que os vegetais
eram escolhidos de acordo
com características de
interesse e que isso leva ao
que chamamos de seleção
artificial. Ou seja, estamos
selecionando vegetais de
acordo com a característica
genética desejável há muito
tempo.
 Além disso, as
células vegetais
possuem uma
característica
interessante, que
é a totipotência.
Em outras
palavras, as
células vegetais
podem se
reproduzir e
formar todos os
tecidos daquele
vegetal. A partir
de uma célula
vegetal, é
possível gerar
uma planta
inteira. A
Biotecnologia
Vegetal teve seu
avanço com as
técnicas de:
Cultivo de tecido vegetal
Referente ao crescimento de células vegetais
em laboratório.
Engenharia genética
Conjunto de técnicas utilizadas para alterar o
material genético (DNA) de um ser vivo.
Cultivo de células vegetais in vitro
Devido à capacidade de totipotência das células vegetais, a transformação genética pode acontecer em
qualquer célula do tecido ou órgão do vegetal. Em condições adequadas, ela pode se regenerar e formar uma
planta novamente.
 
As vantagens do cultivo in vitro de células vegetais incluem:
 
Manutenção das características genéticas e, assim, da qualidade do vegetal.
 
Produção em larga em escala.
 
Controle das condições fisiológicas a partir do controle das condições de crescimento.
 
Melhoramento genético.
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Você sabe como é realizada a cultura vegetal?
Para cultivar um organismo vivo, é necessário fornecer as condições de nutrientes, como açúcares, vitaminas,
sais orgânicos e inorgânicos, hormônios, aminoácidos e água, além das condições físicas, como luminosidade,
temperatura, umidade, pH e a assepsia.
 
Os meios de cultura podem ser semissólidos, pela adição de ágar ou líquidos. Apesar das células vegetais
serem consideradas totipotentes, são necessários hormônios que estimulam o crescimento do vegetal e os
padrões de crescimento, como o surgimento de raiz, caule, calos, brotamento e órgãos vegetais. Os principais
hormônios utilizados nas culturas incluem as auxinas e as citocininas. 
Auxinas
Classe de hormônios vegetais que desempenham um papel fundamental na coordenação de muitos
processos comportamentais e de crescimento nos ciclos de vida das plantas e são essenciais para o
desenvolvimento do corpo da planta.
Citocininas
São hormônios vegetais responsáveis pela divisão celular. Acredita-se que esses hormônios são
produzidos nos meristemas de raízes, folhas e frutos jovens, além de sementes em desenvolvimento.
Dependendo da concentração deles no meio de cultura, podem estimular diversos padrões morfológicos de
crescimento, como, por exemplo, o aumento de auxinas no meio estimula a formação de raízes e o de
citocininas estimula o brotamento ou os ramos.
 
A micropropagação é a forma mais comum de propagar um vegetal a partir de células ou tecidos vegetais;
com isso, cria-se plantas idênticas geneticamente. Pode ser realizada por meio da cultura de sementes,
cultura meristema (células indiferenciadas ou em estágio embrionário), cultura de calo (tecido tumoral vegetal
de crescimento desorganizado), cultura de gemas (pode ser das gemas apicais ou das gemas auxiliares; é o
início de novos ramos nas plantas), cultura antera (cultura de células haploide, ou seja, parte da estrutura
reprodutora de algumas plantas), cultura de suspensão celular (obtidas por células individuais de qualquer
parte do vegetal), cultura de protoplasto (célula vegetal sem a parede celular, que é retirada por digestão
enzimática em laboratório).
Parede celular
Estrutura rígida formada por celulose; ajuda na sustentação e rigidez da célula. 
Como é possível perceber, existem diversas formas de propagar um vegetal em um meio de cultura in vitro.
Vale ressaltar que a cultura de meristema é bastante utilizada por ser livre de fitopatógenos, principalmente
vírus, uma vez que, por serem tecidos embrionários e indiferenciados, não possuem um sistema de
vascularização por onde esses patógenos possam se disseminar, conforme ilustrado na imagem.
Fitopatógenos
Qualquer patógeno capaz de causar doença em plantas.
Cultura de tecido vegetal in vitro.
Plantas transgênicas: princípios e métodos
Todo ser vivo é formado por células, e elas
possuem o ácido desoxirribonucleico como
material genético, o famoso DNA. Isso significa
que todo mundo tem DNA como informação
genética, desde uma pequena bactéria até o
maior animal do mundo, como a baleia azul,
passando pelosdestacando o avanço científico que impulsiona o uso de
tecnologias com bases biológicas, ampliando as possibilidades de aplicação em diferentes setores.
Analisamos o papel dos organismos transgênicos, tanto vegetais quanto animais, desenvolvidos para atender
demandas específicas de empresas e da população. Entre as promessas em desenvolvimento, observamos os
xenotransplantes, que podem ampliar as opções de transplante de órgãos, e plantas capazes de imunizar
indivíduos contra determinadas doenças.
 
Examinamos também como enzimas obtidas de plantas e microrganismos aceleram processos industriais,
reduzindo custos e diminuindo impactos ambientais. Nesse contexto, a Biotecnologia Ambiental e Industrial
apresenta soluções inovadoras para uma produção mais eficiente e menos poluente, alinhada às
necessidades de preservação e sustentabilidade.
 
Ao longo do estudo, reforçamos que a biotecnologia é um campo em constante evolução. A cada ano, novos
produtos são lançados, enquanto inúmeros outros permanecem em fase de pesquisa, ampliando o leque de
aplicações possíveis. Esse dinamismo exige acompanhamento contínuo e compreensão crítica sobre os
impactos, benefícios e desafios dessas inovações.
 
Por fim, reafirmamos que a biotecnologia representa uma das frentes mais promissoras para o futuro, com
potencial para transformar áreas como saúde, agricultura, indústria e meio ambiente. A compreensão dos
conceitos e exemplos abordados neste conteúdo capacita você a reconhecer, analisar e acompanhar de forma
mais consciente as mudanças que essa área trará para a sociedade nas próximas décadas.
Podcast
Ouça e conheça mais sobre as principais aplicações da biotecnologia e como elas transformam áreas
como saúde, agricultura, meio ambiente e indústria.
Conteúdo interativo
Acesse a versão digital para ouvir o áudio.
Explore+
Para saber mais sobre as leis de biossegurança acerca dos transgênicos, você pode acessar o site da
CTNBio (Comissão Técnica Nacional de Biossegurança).
 
Para entender como identificar um transgênico, assista ao vídeo Como identificar um alimento
transgênico.
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Para conhecer um pouco mais sobre a produção do milho, assista Prática agropecuária -Produção do
Milho BT.
 
Recomendamos também o conteúdo sobre biotecnologia disposto no Khan Academy.
 
Apreendemos sobre as aplicações da Biotecnologia Animal. Para conhecer um pouco mais sobre as
proteínas produzidas a partir dessa tecnologia, leia o material Exemplos de proteínas produzidas em
animais transgênicos.
 
Para explorar mais sobre as enzimas utilizadas na Biotecnologia Vegetal, leia As enzimas utilizadas na
Biotecnologia Industrial.
 
Por fim, para conhecer alguns exemplos de produtos vegetais transgênicos, leia Exemplos de produtos
comercializados transgênicos.
Referências
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eletrônico em: 4 dez. 2020.
 
COSTA NETO, P. R. et al. Produção de biocombustível alternativo ao óleo diesel através da transesterificação
de óleo de soja usado em frituras. Quím. Nova vol.23 n.4 São Paulo, 2000.
 
LEITE, C. C. R.; LEAL, M. R. L. V. O biocombustível no Brasil. Novos estudos. CEBRAP N°. 78. São Paulo (2007).
 
MONQUERO, P. A. Plantas transgênicas resistentes aos herbicidas: situação e perspectivas. Bragantia. vol. 64
nº. 4. Campinas, 2005.
 
REVISTA PROCESSOS QUÍMICOS. Aplicações Industriais da Biotecnologia Enzimática. Revista científica da
Faculdade de Tecnologia SENAI Roberto Mange. Ano 3, nº 5, 2009. Consultado em meio eletrônico em: 4 dez.
2020.
 
PEREIRA JR., N. Tecnologia de Bioprocessos. Séries em Biotecnologia, v. 1. Escola de Química/UFRJ, 2008.
 
PERES et al. Biocombustíveis: uma oportunidade para o agronegócio brasileiro. Revista de Política Agrícola,
2005.
 
QUISEN, R. C.; ANGELO, P. C. S. Manual de Procedimentos do Laboratório de Cultura de Tecidos da Embrapa
Amazônia Ocidental. 1. ed. EMBRAPA, 2008.
 
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https://cdn-conteudo.ensineme.com.br/Exemplos_de_proteinas_produzidas_em_animais_transgenicos_d3e542539d.pdf
https://cdn-conteudo.ensineme.com.br/Exemplos_de_proteinas_produzidas_em_animais_transgenicos_d3e542539d.pdf
https://cdn-conteudo.ensineme.com.br/As_enzimas_utilizadas_na_biotecnologia_industrial_9ec47ba655.pdf
https://cdn-conteudo.ensineme.com.br/As_enzimas_utilizadas_na_biotecnologia_industrial_9ec47ba655.pdf
https://cdn-conteudo.ensineme.com.br/Exemplos_de_produtos_comercializados_transgenicos_7cf81cb116.pdf
https://cdn-conteudo.ensineme.com.br/Exemplos_de_produtos_comercializados_transgenicos_7cf81cb116.pdf
ROCHA, D. R.; MARIN, V. A. Transgênicos - Plantas Produtoras de Fármacos (PPF). Ciênc. saúde coletiva, vol.
16, N°. 7. Rio de Janeiro, 2011.
 
RUMPF, R.; MELO, O. E. Produção de animais transgênicos: Metodologias e Aplicações. Distrito Federal, 2005.
	Aplicações da biotecnologia
	1. Itens iniciais
	Propósito
	Objetivos
	Introdução
	1. Biotecnologia em tecidos vegetais transgênicos
	Biotecnologia vegetal
	Cultivo de tecido vegetal
	Engenharia genética
	Cultivo de células vegetais in vitro
	Auxinas
	Citocininas
	Plantas transgênicas: princípios e métodos
	Conteúdo interativo
	Conteúdo interativo
	DNA doador
	Endonuclease de restrição
	Vetor
	DNA ligase
	Célula hospedeira
	Microinjeção
	Eletroporação
	Conteúdo interativo
	Agrobacterium tumegaciens
	Conteúdo interativo
	Biobalística
	Atenção
	Conteúdo interativo
	Aplicações das plantas transgênicas
	Saiba mais
	Verificando o aprendizado
	2. Criação e aplicação de animais transgênicos
	Produção animal
	Animais transgênicos: princípios e métodos
	Microinjeção de DNA
	Utilização de um retrovírus como vetor
	Transferência de genes em células-tronco embrionárias
	Conteúdo interativo
	Transferência nuclear
	Conteúdo interativo
	Aplicações dos animais transgênicos
	Produção de biofármacos
	Animais transgênicos para a produção
	Exemplo
	Animais transgênicos em transplantes (xenotransplantes)
	Animais transgênicos como modelos de doenças
	Conteúdo interativo
	Verificando o aprendizado
	3. Biotecnologia ambiental e controle da poluição
	Principais poluentes e seus impactos no meio aquático
	Renováveis
	Não renováveis
	Conteúdo interativo
	Bioindicadores
	Biomarcadores
	Tratamento da água residual
	Tratamento preliminar
	Tratamento primário
	Tratamento secundário
	Tratamento terciário
	Biorremediação
	Biorremediação In situ
	Biorremediação Ex situ
	Conteúdo interativo
	Verificando o aprendizado
	4. Aplicações industriais e bioenergia
	Características e conceitos da Biotecnologia Industrial
	O uso de microrganismo no processo de produção, seja pelo seu crescimento, seja pelo seu metabolismo, no processo chamado de fermentação.
	Atenção
	Conteúdo interativo
	Conteúdo interativo
	Aplicações da Biotecnologia Industrial
	Produção de biocombustível
	Hidrólise
	Fermentação
	Metanogênese
	Conteúdo interativo
	Como ocorre a produção de etanol? Inicialmente, a cana sofre um processo de moagem, gerando o caldo de cana, que é posteriormente aquecido, para gerar o melaço. Ao melaço, são adicionados os microrganismos fermentadores, normalmente a levedura Saccharomyces, que utilizam o açúcar da cana, a sacarose, para obter energia e como produto o etanol e CO2.
	Após a fermentação, é realizada a destilação do mosto fermentado, com o objetivo de separar o etanol. No processo de destilação, o mosto fermentado é aquecido, e o álcool é evaporado e, depois, refrigerado para que seja condensado, e o etanol, separado.
	O teor de etanol é de 96% e 4% de água. Todo o processo de fermentação acontece no biorreator ou em tanques de fermentação.
	Processo de produção do biodiesel
	Verificando o aprendizado
	O uso dos biocombustíveis, como o álcool gerado pela fermentação da cana-de-açúcar e o biodiesel, pode ajudar a diminuir a liberação de gases poluentes que contribuem para o efeito estufa. Com isso, o uso de biocombustíveis tem sido uma alternativa favorável devido ao fato de que:
	5. Conclusão
	Considerações finais
	PodcastConteúdo interativo
	Explore+
	Referênciasseres humanos, animais de
todos os portes e tamanhos e pelas plantas.
Não é interessante que a informação genética
na terra seja similar entre os seres vivos?
 Em todos os seres
vivos, é o DNA que
armazena as
informações genéticas
e características de
cada espécie. O que
nos diferencia entre
toda essa
biodiversidade é a
quantidade de DNA e
de informações
genéticas que
possuímos.
Por exemplo, sabemos que os seres humanos possuem 3 bilhões de pares de bases de nucleotídeos,
divididos em 46 cromossomos (longo filamento de DNA associado a proteínas), a bactéria E. coli possui 4,6
milhões de bases de nucleotídeos em um único cromossomo, um gato doméstico possui cerca de 3 bilhões de
pares de bases de nucleotídeos divididos em 38 cromossomos, e o milho, 177 milhões de pares de bases de
nucleotídeos divididos em 20 cromossomos, ou seja, cada espécie possui uma quantidade definida de
material genético.
Nucleotídeos
Componentes básicos do DNA, também chamados de monômeros do DNA. São compostos por um
açúcar (dessoxiribose), um fosfato e uma base nitrogenada (que pode ser de quatro tipos: adenina,
timina, citosina ou guanina). 
Mas o que o DNA tem de tão especial?
É nele que estão contidas as informações para produzir as proteínas de um ser vivo, que nós chamados de
genes (parte do DNA que tem a informação para produzir uma proteína). Toda proteína vem de uma
informação genética, e as proteínas fazem parte das nossas características e exercem diversas funções tanto
para a célula quanto para um organismo como um todo.
O processo de transformação do DNA em proteína é chamado de expressão gênica e envolve duas etapas: a
transcrição e a tradução. Na transcrição, um conjunto de enzimas e proteínas participa do processo de
produção do ácido ribonucleico (RNA). O RNA é uma cópia do DNA contendo a informação para produção da
proteína, e esse RNA é, então, traduzido nos ribossomos para uma linguagem de aminoácidos, que é a
linguagem das proteínas. Com esses princípios, temos o dogma central da biologia molecular, que diz como o
DNA é passado para as células filhas e como ele é expresso em uma proteína (DNA->RNA->PROTEÍNA).
RNA 
Abreviação para ácido ribonucleico. Formado por nucleotídeos com pequenas diferenças em relação ao
DNA. Nos nucleotídeos do RNA, podemos encontrar: um açúcar, a ribose, um fosfato e uma das quatro
bases nitrogenadas: adenina, uracila, citosina e guanina.
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abaixo.
Dogma central da biologia molecular.
Conclusão, no DNA, temos os genes, e todo ser vivo possui DNA. A expressão de um gene é muito similar
entre os diferentes seres vivos. Com base nesses achados, cientistas se questionaram: “E se eu pegar o gene
(DNA) de uma espécie e colocá-lo em outra espécie? Será que essa célula que está recebendo este gene vai
produzir a informação contida nele?”. Com isso, temos o surgimento dos transgênicos (trans = diferente e
gênico = gene).
 
Os cientistas não só conseguiram como fazem os transgênicos, que são espécies que receberam um gene
(DNA) de outra espécie e, devido à similaridade do processamento dessa molécula entre os seres vivos, é
possível produzir aquela característica nova no ser vivo que a recebeu.
Você sabe qual a diferença entre transgênicos e OGM (Organismos Geneticamente Modificados)?
Um OGM é um organismo que sofreu qualquer alteração no seu material genético (DNA), enquanto
transgênicos são os organismos que receberam um gene de outra espécie. Todo transgênico é um OGM, mas
nem todo OGM é um transgênico.
 
Uma planta transgênica pode ser criada por meio da transferência de um gene de interesse (também
chamado de gene doador) para a planta, fazendo com que ela adquira aquela nova característica, pela técnica
do DNA recombinante, que faz parte da engenharia genética. Para transferir um gene de uma espécie para
outra, primeiro é necessário obter o gene de interesse, inseri-lo em um vetor de DNA e ligar os dois, o que
gera o DNA recombinante. Então, este é inserido na célula hospedeira, que passará a produzir essa
característica.
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Técnica do DNA recombinante.
Mas o que precisamos para criar um transgênico?
DNA doador
Gene de interesse para clonagem / gene a ser inserido em outra espécie ou célula.
Endonuclease de restrição
Enzima que corta o DNA, tanto o DNA doador quanto o DNA vetor, em locais específicos, de modo
que o DNA doador é inserido no vetor.
Vetor
DNA utilizado para inserir o gene de interesse na célula hospedeira, funcionando como veículo para
transformação.
DNA ligase
Enzima utilizada para ligar as extremidades livres e adaptáveis do DNA do vetor e do DNA doador e,
assim, formar o vetor recombinante.
Célula hospedeira
Célula na qual será inserido o vetor com o gene-alvo ( pode ser qualquer tipo de célula; nesse caso,
uma célula vegetal).
A técnica envolve a obtenção do DNA de interesse, o gene com a característica que se quer adicionar ao
tecido vegetal. Trata-se do corte do gene com enzimas de restrição, que corta o DNA, deixando extremidades
livres de fita simples, chamadas de extremidades coesivas. Depois disso, é necessário escolher o vetor, sendo
os mais empregados os plasmídeos. Entretanto, dependendo do seu objeto, pode-se utilizar:
 
Vetores de vírus - partículas infecciosas que apresentam genoma constituído de uma ou várias
moléculas de ácido nucleico (DNA ou RNA) envoltos em uma camada proteica e/ou lipídica. Possuem
capacidade de infectar células.
 
Cosmídeos - vetores de DNA circular que carregam características dos plasmídeos e dos vírus.
 
Cromossomos artificiais
 
De qualquer modo, todo vetor deve ter essas três características em comum: sítio para corte pela enzima de
restrição, origem de replicação e um gene marcador que vai permitir a seleção de quem recebeu ou não o
DNA recombinante.
Plasmídeos
Pequenas moléculas de DNA circular, autorreplicáveis e independentes do DNA genômico. Comum em
bactérias.
Selecionado o vetor, ele também é tratado com a mesma enzima de restrição que o gene doador. Em seguida,
ambos são colocados juntos (em um microtubo), contendo a enzima DNA ligase. Nesse momento, devido ao
corte coesivo realizado pela enzima de restrição, tanto no DNA doador quanto no vetor, as extremidades do
corte se ligam pela complementariedade do DNA (A-T e C-G), e a DNA ligase termina de ligar o DNA do vetor
com DNA de alvo, gerando uma molécula de DNA recombinante. E é assim que chamaremos essa molécula
agora.
 
Nesse momento, ainda temos um problema: colocar o DNA recombinante dentro da célula vegetal.
 
O DNA recombinante pode ser inserido dentro da célula vegetal através de várias técnicas. São elas:
Microinjeção
É uma técnica adaptada da transformação animal para a transformação vegetal. Consiste na utilização de
microinjeção do DNA recombinante direto no núcleo da célula. É uma técnica trabalhosa e que requer diversos
equipamentos para realização, porém garante maior precisão da transformação.
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Transformação por Microinjeção.
Eletroporação
Envolve a utilização de choques elétricos com voltagem e duração controlados, que induzem a formação de
poros na célula por onde o DNA recombinante entra. No entanto, a eletroporação é utilizada para células
desprovidas de paredes celular por meio de digestão enzimática, os chamados protoplastos.
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Agrobacterium tumegaciens
É um sistema natural de transfecção. Esta bactéria é descrita por infectar alguns vegetais e inserir um
plasmídeo no material genético da célula. No processo de infecção no ambiente, o plasmídeo carrega genes
que geram o tumor vegetal, também chamado de galha-da-coroa. No laboratório, esse plasmídeo, chamado
de plasmídeo T, é modificado, retirando-se os genes que causam o tumor e adicionando-se o gene doador.
Assim, quando a bactéria infecta a célula vegetal, o plasmídeo T é transferido,e o gene de interesse é inserido
no genoma do vegetal.
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Transformação via A. tumefaciens (meio biológico).
Biobalística
É o método de transferência de genes para uma célula de forma direta. O DNA recombinante é associado a
micropartículas de tungstênio ou ouro e bombardeado contra a célula vegetal-alvo. Todo o processo acontece
em um acelerador de partículas, onde adquirem velocidade suficiente para atravessar a parede celular vegetal
e o núcleo, inserindo o DNA recombinante dentro da célula vegetal.
Transformação por biobalística.
A metodologia mais utilizada para transformação vegetal é o sistema Agrobacterium tumegaciens, porém a
escolha da transferência do DNA recombinante para a célula vai depender do tipo de tecido vegetal, da
espécie, do vetor e tamanho do gene que se está transferindo.
Atenção
Nenhuma técnica garante 100% de transformação do tecido vegetal, então é necessário selecionar as
células que de fato receberam o DNA recombinante. Para isso, é levado em consideração uma
característica do vetor, que é a presença do marcador de seleção. O gene marcador de seleção permite
selecionar as células que receberam o DNA recombinante por meio de alguma característica de
resistência a substâncias tóxicas, geralmente resistência a antimicrobianos ou herbicidas. Ou seja, a
célula vegetal que não recebeu o DNA recombinante, na presença da substância tóxica, morre, enquanto
a célula que recebeu o DNA recombinante e, portanto, com o gene marcador, terá o mecanismo de
resistência e, com isso, sobreviverá. 
Após a seleção, a célula vegetal é cultivada em meios de cultura in vitro a fim de estimular a formação da
planta. Estudos para determinação da produção do gene de interesse são realizados. Antes de uma planta
transgênica ser liberada para uso, existe uma regulamentação que garante a biossegurança e a bioética na
sua utilização e liberação. Após todos os estudos de comprovação de sua eficácia, seu uso e seus impactos, a
planta pode ser produzida em campo em larga escala.
Assista ao vídeo e entenda mais um pouco sobre o DNA recombinante e os tipos de transgênicos no Brasil.
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Aplicações das plantas transgênicas
A tecnologia do DNA recombinante permitiu criar uma variedade de vegetais com características novas e que
conferem alguma vantagem de cultivo, como resistência a pragas, vírus, herbicidas, aumento de tamanho ou
nutricional. Existem diversas plantas transgênicas disponíveis para o consumo direto ou indireto
(subprodutos), e sua legislação e autorização de consumo e cultivo dependem da legislação de cada país.
 
Dentro desta lista, podemos citar: milho, arroz, feijão, tomate, abóbora, algodão, batata, alfafa, maçã, cana-
de-açúcar. A cada ano, a lista de produtos transgênicos aumenta, e diversos estudos são conduzidos nessa
área. Além, é claro, dos subprodutos, com destaque para o óleo de cozinha, derivados de soja, milho ou
algodão.
Como saber se um produto é transgênico?
No Brasil, está regulamentado o uso da letra “T” em maiúsculo e negrito nas plantas e alimentos que
contenham algum derivado de produto(s) transgênico(s). 
Muita
discussão ainda
ocorre acerca
dos seus
benefícios e
malefícios.
Diante disso,
cada
consumidor
tem o direito de
saber e de
escolher se
consome ou
não um produto
transgênico.
 A aplicação de plantas transgênicas não se restringe
apenas à melhoria do cultivo ou de fatores nutricionais.
Alguns pesquisadores vêm trabalhando na produção de
vacinas e bioprodutos em tecidos vegetais. Isso é uma
proposta da Biotecnologia Vegetal, onde genes para
produção de antígenos são inseridos em tecidos
vegetais, que passam a expressar essa proteína;
quando ingeridos, o sistema imunológico reconhece e
desenvolve uma resposta imunológica de memória.
Além disso, a produção de anticorpos humanos em
plantas também tem sido realizada, e os anticorpos
podem ser utilizados para o tratamento de doenças.
Símbolo de produtos transgênicos.
Saiba mais
Antígenos são parte de microrganismos que vão ser reconhecidos pelo nosso sistema imunológico para
gerar uma resposta imune. Já os anticorpos, também chamados de imunoglobulinas, são as proteínas de
defesa do nosso organismo. 
Nos dias atuais, pesquisadores estão fazendo com que arroz e trigo expressem anticorpos anticâncer que
podem ser utilizados como terapia e no diagnóstico de câncer de mama, pulmão e cólon. Apesar de muitos
destes produtos estarem em fase de desenvolvimento, existe uma enorme expectativa quanto à sua utilização
e eficácia. Em outras palavras, estamos criando biofábricas com as células vegetais para produção de
diversos antígenos para vacinas, anticorpos e enzimas.
Biofábricas
O uso da maquinaria de uma célula para produção de proteínas, enzimas ou substâncias de interesse.
Verificando o aprendizado
Questão 1
As enzimas de restrição, também chamadas de endonucleases, são primordiais para a tecnologia do DNA
recombinante. Qual o papel delas nesta tecnologia?
A Gene de interesse para clonagem / gene a ser inserido em outra espécie ou célula.
B Enzima que corta o DNA, tanto o DNA doador quanto o DNA vector, em locais específicos, de modo que
o DNA doador é inserido no vetor.
C Enzima utilizada para ligar as extremidades livres e adaptáveis do DNA do vetor e do DNA doador,
formando, assim, o vetor recombinante.
D Enzima que faz a ligação entre as fitas de DNA do gene doador e do vetor.
E Enzimas que fazem cópias de DNA.
A alternativa B está correta.
Enzimas de restrição (endonucleases) são conhecidas como as tesouras moleculares, pois permitem a
realização de cortes na molécula de DNA em regiões específicas. Tanto o DNA alvo quanto o vetor são
tratados com a mesma endonuclease, para realizar cortes no DNA com extremidades coesivas, ou seja, um
pedaço do DNA fica fita simples podendo se ligar o DNA alvo ao vetor.
Questão 2
Após a criação do DNA recombinante, ele precisa ser inserido na célula vegetal. Existem diferentes métodos
para transformação genética. Entre os métodos de transformação abaixo, qual deles NÃO é considerado para
transformação genética em plantas:
A Microinjeção.
B Sistema Agrobacterium.
C Eletroporação.
D Cultivo de meristema.
E Biobalística.
A alternativa D está correta.
O cultivo de meristema é realizado para se obter um isolamento das células vegetais em laboratório,
utilizando os meios de cultura. Portanto, não é uma técnica para se inserir o DNA recombinante e criar
plantas transgênicas.
2. Criação e aplicação de animais transgênicos
Produção animal
Quando a produção
animal começou a ser
uma atividade
comercial, os animais
passaram a ser
selecionados de
acordo com suas
características
desejáveis ao
produtor, como, por
exemplo, pelo melhor
rendimento, melhor
adaptação ao
ambiente, ganho de
peso, maior produção,
entre outras. Esses
animais eram
cruzados entre si e,
assim como na
Biotecnologia Vegetal,
usa-se uma seleção
artificial, chamada de
melhoramento
genético.
 O melhoramento
genético e a
Biotecnologia Animal
podem ser aplicados a
todos os animais, e os
de maiores interesses
econômicos incluem os
bovinos, suínos, as
aves, os ovinos e
caprinos. Esse
melhoramento
depende de três
fatores: fenótipo,
genótipo e o ambiente.
Assim, no caso dos
animais, não basta
apenas ter a
informação genética
(DNA) para
determinada
característica; são
necessárias condições
ambientais distintas de
alimento e manejo. 
 Com o uso da
biotecnologia,
é possível
reconhecer
os genes de
interesses e
as alterações
gênicas
(chamadas
de
mutações),
acelerando
sua
expressão e/
ou
adicionando
um gene
novo. 
 Além do
melhoramento
genético das
características
alimentares e
de criação do
animal,
também é
possível
desenvolver
animais-
modelo para o
estudo de
diversas
doenças,
produção de
vacinas,
biofármacos,
animais como
biorreatores
para produção
de proteínas e
enzimas e até
em
transplantes.
Animais transgênicos: princípios e métodosOs conhecimentos sobre o DNA e a informação genética levaram a grandes avanços em diversas áreas,
inclusive na Biotecnologia Animal. Os animais são organismos pertencentes ao reino Animalia, pluricelulares
formados por células eucariontes e com capacidade de locomoção.
O material genético na forma de cromossomos está organizado aos pares, o que significa que cada animal
possui dois genes, um vindo do macho e outro da fêmea, e, portanto, chamados de diploides. 
Diploides
Células que possuem dois conjuntos de cromossomos (DNA), um vindo do macho e outro da fêmea. 
De acordo com a lei de Mendel, uma
característica irá se sobressair sobre a
outra, chamada de gene dominante (o
gene que é expresso) e gene
recessivo (o gene que não é
expresso). Com isso, surge o conceito
de alelo gênico, onde o mesmo gene
para a mesma característica é
herdado do macho e outro da fêmea,
mas não são idênticos, são formas
alternativas daquele gene, onde as
características de um dos alelos ou
ambos podem ser expressas no
animal.
 Considerado o pai da genética,
postulou a primeira lei de
Mendel com seus estudos com
ervilhas, que diz que cada
característica é dada por um par
de genes (que ele chamou de
fatores na época) que se
separam nos gametas (óvulos e
espermatozoides) e voltam a
juntar-se na fecundação. Ou
seja, cada animal possui dois
genes para cada característica,
um vindo do macho e outro da
fêmea.
Gregor Mendel.
O descobrimento
dos alelos gênicos
levou a grandes
avanços no
melhoramento
genético de animais.
Além da tecnologia
do DNA
recombinante para
aumentar ou
adicionar uma
característica de
interesse nova no
animal, existem
muitos testes
moleculares que
visam identificar o
alelo gênico que
apresente as
características
desejadas e, assim,
estimular o
cruzamento entre
esses animais.
Assim, conhecendo
o alelo gênico, é
possível realizar
cruzamentos para
que o alelo seja
propagado por toda
a população daquela
espécie. De qualquer
forma, a
Biotecnologia Animal
não é fácil, pois, em
muitos casos, mais
de um gene está
associado a uma
única característica
no animal, o que
dificulta o
melhoramento e
abre espaço para
mais estudos e
pesquisas.
 No caso dos
animais, a
alteração do
material genético
ocorre no
embrião, durante
a fecundação
(fertilização do
óvulo com
espermatozoide).
Uma das
limitações do
melhoramento
genético é que
os cruzamentos
seletivos entre
os animais só
permitem a
propagação de
características
da mesma
espécie. A partir
da tecnologia do
DNA
recombinante, é
possível criar
animais
transgênicos,
que são aqueles
que adquirem, de
forma artificial,
um gene de
outra espécie e,
assim, uma
característica
nova e de
interesse.
 A criação de
animais
transgênicos
tem três
objetivos
principais:
 A criação de
animais como
biofábricas
para a
produção de
alguma
molécula de
interesse
terapêutico.
 
A criação de
animais como
modelos de
doenças
genéticas.
 
A criação de
animais para
produção pelo
ganho de
características
nutritivas,
como a
diminuição da
quantidade de
gordura e
ganho de
massa
muscular ou
ainda pela
resistência a
determinadas
infecções.
 A criação do
DNA
recombinante
envolve a
seleção do
gene de
interesse, seu
tratamento
com enzimas
de restrição, a
escolha do
vetor, onde
será inserido
o gene de
interesse para
ser
transportado
para célula
hospedeira. O
vetor também
é tratado com
a mesma
enzima de
restrição, que
tem a função
de cortar o
DNA de
ambos e
gerar
extremidades
possíveis de
ligação. A
ligação entre
o gene de
interesse e o
vetor vai ser
realizada pela
DNA ligase,
gerando,
então, o DNA
recombinante.
 O DNA
recombinante
precisa ser
inserido e estar
presente em
todas as células
do animal, e isso
só é possível
pela sua
inserção do
vetor ainda no
embrião ou nas
células
germinativas, os
espermatozoides
ou óvulos.
Assim, além do
preparo do DNA
recombinante, é
preciso remover
as células-alvo
(nesse caso, as
células
germinativas),
inserir o DNA
recombinante e,
depois, colocá-lo
em um animal
que sirva de
barriga de
aluguel para
desenvolvimento
do feto.
 Existem
diferentes
técnicas
para isso.
Vamos
conhecer
agora as
mais
empregadas!
Microinjeção de DNA
Acontece no pronúcleo, que é o núcleo do espermatozoide ou do óvulo antes da fusão dos núcleos durante a
fecundação, do animal a ser gerado. Ou seja, o gene de interesse vai ser injetado por uma microagulha antes
da fusão do núcleo do espermatozoide e do óvulo. 
 
Dá para imaginar quão difícil deve ser conseguir inserir um gene e fazer com que ele seja adicionado ao
genoma da célula germinativa e, depois, realizar a fusão dos núcleos do espermatozoide e do óvulo. Por isso,
o rendimento da técnica é baixo: cerca de 0 a 3% dos embriões se desenvolvem e geram descendentes com o
gene inserido, ou seja, o animal transgênico. 
 
• 
• 
• 
Apesar disso, a técnica permite que todas as células do animal possuam o gene inserido. A transgenia é
confirmada após o nascimento do animal com técnicas moleculares para identificar a presença do gene de
interesse.
Microinjeção de DNA.
Utilização de um retrovírus como vetor
Envolve preparo e alteração do vírus para conter a sequência do gene de interesse. Um vírus infecta
naturalmente uma célula e um retrovírus é um vírus formado por RNA e que possui uma enzima, transcriptase
reversa, capaz de transformar RNA em DNA e, assim, ser inserido no genoma da célula. A infecção pode
ocorrer durante a fecundação. 
 
As limitações incluem a inserção do DNA produzido em lugar aleatório do genoma, podendo gerar alterações
que não permitem o desenvolvimento do animal, o controle da quantidade de retrovírus para infectar a célula,
o tamanho do gene a ser inserido. O embrião modificado é inserido na barriga de aluguel, e o animal
transgênico é confirmado após o nascimento por técnicas moleculares.
Representação da infecção viral.
Transferência de genes em células-tronco embrionárias
É possível, pois, após a fecundação, nas fases iniciais de desenvolvimento do animal, temos as células-tronco
totipotentes, aquelas células capazes de formar todos os tecidos do animal, incluindo as células da placenta,
fase chamada de blastocisto. Essas células são removidas e recebem o DNA recombinante e colocadas de
volta na fêmea em que o embrião está sendo gerado. 
 
O embrião será composto por células transgênicas e células não transgênicas. Após o nascimento, os animais
são cruzados entre si, até que seja obtida uma linhagem totalmente transgênica, detectada por técnicas
moleculares.
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A transferência de genes em células-tronco embrionárias.
Transferência nuclear
Trata-se de uma clonagem aplicada na criação de animais transgênicos e tem sido uma opção interessante.
Neste caso, o material genético do animal de interesse recebe o DNA recombinante e, após a modificação e
inserção do DNA recombinante, o núcleo (onde fica o DNA das células eucarionte) é removido e inserido em
um óvulo anucleado.
 
Depois de um estímulo, o óvulo com o núcleo é ativado e colocado em uma barriga de aluguel. Assim, o animal
será um clone do animal que doou o núcleo célula, porém com DNA recombinante inserido. Lembrando que a
clonagem em si não é um processo de transgenia, mas, sim, uma forma de criar cópias idênticas de um ser
vivo. Se, durante o processo de clonagem, o DNA for alterado pela adição de um gene de outra espécie
(transgenia) e depois inserido em um óvulo e estimulado a se reproduzir, teremos um clone transgênico. 
 
Esta técnica tem se mostrado útil na criação de animais transgênicos, pois a inserção do DNA recombinante
acontece antes da fecundação.
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Transferência nuclear.
Outras formas de transgenia em animais estão em estudo e incluem a transferência de gene mediada por
espermatozoides, alteração genética mediada por transposons, transferência de gene mediada por
cromossomo artificial, transplante de células testiculares, entre outras.
Transposons
Elementosgenéticos móveis, capazes de saltar de lugar no genoma.
Aplicações dos animais transgênicos
Produção de biofármacos
Biofámarcos são medicamentos produzidos ou extraídos em organismos vivos. Em outras palavras, os animais
são usados como biofábricas para produção de proteínas de interesse médico. As proteínas obtidas pela
tecnologia do DNA recombinante, ditas proteínas heterólogas, geralmente são proteínas plasmáticas, pois são
mais fáceis de serem produzidas e obtidas em animais, algumas das proteínas produzidas em animais
transgênicos incluem albumina, alfa-1-antitripsina, hormônio do crescimento, eritropoetina, fator de
coagulação IX ou fator VIII.
A vantagem na utilização de animais transgênicos para produção farmacêutica é uma elevada
produção do biofámarco em um rebanho pequeno e as alterações na proteína após sua expressão,
formando proteínas com conformação correta para seu funcionamento.
Em alguns sistemas, como nas bactérias, após a expressão, nem sempre as proteínas se encontram
funcionais, pois não passaram pelas alterações necessárias para ter sua forma ativa.
Animais transgênicos para a produção
A criação de animais transgênicos para produção, que sejam resistentes a doenças, é uma área que requer
mais estudos para entender como ocorre o processo e o desenvolvimento das doenças nestes animais.
Entretanto, já é possível criar porcos e vacas resistentes à gripe suína, febre aftosa e encefalopatia
espongiforme (conhecida como mal da vaca louca).
 
Muitos estudos têm buscado aumentar a concentração de proteína no leite e em seus derivados pela técnica
do DNA recombinante.
Exemplo
80% do leite de vaca é composto pela proteína caseína, que é importante para o processo de
coagulação e formação de queijo, um produto derivado do leite. Pesquisadores adicionaram mais dois
genes, CSN2 e CSN3, para aumentar em duas vezes a quantidade de caseína no leite, o que levaria a um
aumento na produção de queijo, sendo então lucrativo para as empresas. 
Uma possibilidade de aplicação é a criação de vacas com baixo teor de lactose. A intolerância à lactose é um
problema em alguns indivíduos e que acomete, principalmente, a população da Ásia. A ideia de produzir leite
com menos lactose veio pela criação de animais transgênicos, que têm adição do gene que codifica a enzima
lactase, responsável pela quebra da lactose, podendo gerar assim um leite com menos lactose.
 
Além disso, estudos tentam aumentar a taxa de crescimento de porcos, por meio do melhoramento do leite de
porcas. Durante a criação de porcos, um dos maiores problemas que afetam o seu desenvolvimento é seu
aleitamento curto. Pesquisadores, então, criaram porcas transgênicas, inserindo o gene da lactalbumina
bovina e aumentando as proteínas que compõem o leite. O aumento na quantidade de proteínas do leite levou
a um crescimento mais acelerado de leitões, diminuindo o tempo de criação.
 
Também é possível criar ovelhas com maior produção de lã, porcos e vacas com carne menos gordurosa, mais
musculosos, resistentes a doenças, com menos produção de poluentes etc. Dentre todos os casos, o mais
interessante é o do salmão transgênico disponível para consumo no Canadá e nos EUA que está em teste em
diversos outros países, incluindo o Brasil. O salmão transgênico é o primeiro animal liberado para consumo e
levou cerca de 25 anos para ser testado quanto à sua segurança e aos processos regulatórios e, agora, passa
pela aprovação da população.
O salmão leva cerca de 30 a 34 meses para crescer e ser utilizado para
consumo. Já o salmão transgênico leva de 16 a 20 meses. Essa
vantagem iria aumentar a produção de salmão e atender à alta
demanda desse peixe atualmente. O salmão transgênico é chamado de
salmão AquAdvantage, onde foi usado o gene do crescimento do
salmão-rei, obtido no oceano pacífico, no salmão do atlântico pela
tecnologia do DNA recombinante, o que permitiu que estes animais se
alimentassem o tempo todo e sem parar durante o período de
crescimento. Sua criação é feita em tanques artificiais e são usadas
apenas fêmeas estéreis. Existe muita discussão bioética e de
biossegurança quanto ao seu uso em todo o mundo.
Salmão transgênico.
Animais transgênicos em transplantes (xenotransplantes)
Transplante de órgãos permitem,
a partir de cirurgia, a troca de um
órgão doente (fígado, rim, baço,
coração etc.) por um órgão
saudável. Todo ano, mais de 30%
dos indivíduos que estão na fila
de espera para um transplante de
órgãos morrem. A biotecnologia
tenta suprir essa necessidade,
abrir novos horizontes para que
mais vidas sejam salvas e zerar
filas de transplantes. Com isso, a
possibilidade de transplantes de
órgãos de animais para humanos
abriu mais uma área de estudo, os
chamados xenotransplantes.
No xenotrasplante, podem ser
utilizados tecidos, órgãos ou partes
de um animal para o ser
transplantado no humano. O animal
mais utilizado tem sido o porco e,
com modificações genéticas, tem
sido promissor para o transplante. Os
porcos são utilizados como modelos
por terem seus órgãos similares aos
humanos, mas a rejeição do órgão de
um animal pelo corpo humano ainda
é um problema. Para resolver essa
ponte, as técnicas de biotecnologia
são utilizadas para alterar o material
genético destes animais e facilitar a
aceitação do órgão pelo nosso
corpo.
Os Estados Unidos e a Alemanha realizaram alterações e transplantes de órgão de porcos para macacos com
resultados promissores. A ideia aqui é silenciar ou retirar os genes do porco que levam à rejeição do órgão em
humanos, o que é possível pela técnica de edição genética chamada CRISPR-CAS9, com a inserção de genes
que codificam proteínas capazes de inibir o sistema imunológico naquele tecido ou órgão, evitando a sua
rejeição. Esta última é realizada a partir da adição do gene pela tecnologia do DNA recombinante. Também
existe a possibilidade de se inserir genes humanos a fim de diminuir as características do animal e, por
conseguinte, a rejeição.
CRISPR-CAS9
Técnica da engenharia genética que permite a edição de genomas. É composta por uma enzima de
restrição, a CAS9, e um RNA guia associado a enzima. A função do RNA guia é direcionar qual parte do
genoma a enzima deve cortar. Esta técnica deu o prêmio Nobel de 2020 para duas pesquisadoras:
Emmanuelle Charpentier e Jennifer Doudna.
Animais transgênicos como modelos de doenças
O ser humano possui mais de 20 mil genes em cada uma de suas
células, e muitas doenças estão associadas a alterações nesses genes.
Para encontrar uma cura, é preciso entender como a doença funciona,
e os animais transgênicos são desenvolvidos com esses genes para se
entender seu real papel nas doenças humanas, os chamados animais-
modelo de doenças humanas. Isso é possível devido à similaridade
genética, anatômica e fisiológica destes animais com o ser humano e o
fato de o material genético dos seres vivos ter a mesma composição, o
DNA.
Inicialmente, camundongos transgênicos foram desenvolvidos para uma enorme variedade de doenças. Hoje,
podemos ter porcos, ovelhas e gado como modelos para doenças genéticas, como, por exemplo, retinite
pigmentosa, mal de Alzheimer, câncer, doença de Crohn, insuficiência renal, doenças neurodegenerativas,
estudo de envelhecimento, diabetes, obesidade, vírus oncogênicos, enfim, as aplicações são diversas.
Vírus oncogênicos
Vírus que, ao interagir com o material genético humano, são capazes de gerar câncer.
Os animais mais utilizados como modelo de estudo de doenças em laboratório são os ratos, camundongos,
cães, coelhos e porcos. Eles são criados através da inserção do DNA recombinante por duas formas: a
inserção de um gene humano suspeito de causar a doença ou o silenciamento de um gene já presente no
animal pela inserção de um gene repressor no seu genoma, lembrando que a criação de animais transgênicos
envolve a inserção do gene no embrião ou nas células germinativas.
Assista ao vídeo e conheça um pouco mais sobre biossegurança e bioética na utilização de animais
transgênico
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Verificando o aprendizado
Questão 1
Após criar o DNA recombinante no laboratório, ele precisa ser inserido na célula animal. Para criar um animal
transgênico e garantir que todas as células do animal vão possuir o DNA recombinante e ser um transgênico,
em que tipo de célula é preciso realizar a transformação?
A Células somáticas garantem que todas as células vão possuir o DNA recombinante.
B Qualquer célula do animal pode ser usada para se criar um transgênico, pois possui a capacidade de
totipotência.
C Apenas nas células germinativas, no óvulo e espermatozoide, pois, após a fecundação, todas as células
do animal vão levar adiante o gene inserido.
DNas células germinativas, no óvulo e espermatozoide e nas células embrionárias ainda no estágio inicial
do desenvolvimento. Assim, garante-se que todas as células do animal serão transgênicas.
E Apenas nas células embrionárias em estágio inicial.
A alternativa D está correta.
Para que um animal receba o DNA recombinante contendo o gene de outra espécie, é necessário que o
processo aconteça nas células germinativas, nos óvulos ou espermatozoides, mas também pode ser
inserido nas células embrionárias iniciais.
Questão 2
Dentre as diversas possibilidades que a criação de animais transgênicos trouxe, a que representa uma
aplicação na produção inclui:
A A possibilidade de transplante interespécies, o chamado xenotransplante.
B A produção de leite com menos lactose.
C A produção de fator de coagulação IX e fator VIII para tratar hemofilia B e A.
D Modelos de estudo para doença de Parkinson.
E Criação de animais de estimação variados.
A alternativa B está correta.
A aplicação da Biotecnologia Animal na produção visa aumentar o rendimento da produção, criando animais
resistentes a doenças, com maior produção de carne, leite e menor teor de gordura, bem como
características importante para venda do produto, como o leite com menos lactose para pessoas alérgicas.
3. Biotecnologia ambiental e controle da poluição
Principais poluentes e seus impactos no meio aquático
A biotecnologia ambiental
tem suas aplicações
principalmente na
descontaminação de
ambientes pelo uso de
microrganismos ou outros
seres vivos
(biorremediação),
reciclagem de nutrientes,
preservação da
biodiversidade, e, por isso,
está cada vez mais
presente em projetos
ambientalmente
sustentáveis. Ela está
associada a todas as
atividades humanas que
afetam de forma direta ou
indireta o meio ambiente.
Portanto, aqui procuramos
resolver problemas como
o excesso de lixo, esgoto
e qualquer efluente
gerado pelas indústrias,
pela agropecuária,
agricultura, mineração,
entre outras atividades.
 Para
entendermos a
Biotecnologia
Ambiental,
vamos precisar
dar uma olhada
nas leis e
formas que
regem o nosso
planeta. Uma
das mais
importantes diz
respeito à lei
da
conservação
de massas, que
diz que nada
no nosso
planeta se cria,
tudo se
transforma.
Podemos dizer
que todos os
recursos
naturais
utilizados são
transformados
em outros
produtos.
 Existem
três
parâmetros
que
determinam
a qualidade
de vida do
nosso
planeta:
 População. Recursos
naturais.
 Poluição. A população
mundial, de acordo
com a Organização
das Nações Unidas
(ONU), em 2020, é
de cerca de 7,79
bilhões de pessoas.
Só no Brasil, temos
cerca de 211,8
milhões de pessoas,
e a perspectiva é
que isso aumente
ainda mais com o
passar dos anos
(ALVES, 2019). Os
recursos naturais
são os elementos do
ambiente e da
natureza que são
utilizados pela
população. Quando
se fala em recursos
naturais, podemos
pensar em
tecnologia,
economia e meio
ambiente.
 Os
recursos
naturais
são
classificados
em:
Renováveis
Aqueles que, após sua utilização, ficam disponíveis novamente para uso: água, ar e biomassa.
Não renováveis
Aqueles que, após sua utilização, não estão mais disponíveis para uso: combustível fóssil, minerais,
urânio, cálcio, fósforo, entre outros.
A poluição surge pela utilização dos recursos naturais pela população, gerando substâncias ou energia
prejudiciais ao meio ambiente. A poluição pode afetar a atmosfera (gases como o ar), litosfera (solo e rochas)
e a hidrosfera (água) de forma negativa. Existem diversos parâmetros para avaliar seu impacto no meio
ambiente. Podemos citar como poluentes o esgoto doméstico e industrial, efluentes gasosos, vazamento de
óleo e petróleo, aterros sanitários, agrotóxicos, plásticos, chorume, entre outras formas de contaminação e
poluição. Seus efeitos podem ser a nível local, regional ou global. Hoje, esforços para diminuir e/ou reverter os
efeitos da poluição têm sido abordados em todos os países.
 
• • • 
Com a expansão da população, ocorre o aumento do uso de recursos naturais e, como consequência, a
poluição. Apesar dos esforços para um desenvolvimento sustentável, os danos ambientais gerados pela
poluição só tendem a crescer.
 
O ambiente aquático se torna um dos mais afetados, uma vez que, além de compor os ecossistemas, pode ser
utilizado por diversos animais, plantas e seres humanos, seja para recreação, seja para alimentação. Engana-
se quem pensa que a poluição não chega até os seres humanos, pois existem várias formas de carregar a
poluição e seus contaminantes.
 
A água faz parte dos recursos naturais renováveis devido ao ciclo da água ou ciclo hidrológico, que diz
respeito ao movimento que a água faz entre a atmosfera e a superfície terrestre, passando por processos de
evaporação, condensação, precipitação, infiltração e transpiração. A água é indispensável para manutenção
da vida e pode ser encontrada em rios, lagos, mares, oceanos, no lençol freático ou em geleiras.
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abaixo.
O ciclo da água.
Vale ressaltar que nem toda a água da superfície da terra pode ser consumida por animais e seres humanos, o
que limita ainda mais este recurso. A poluição da água pode acontecer por elementos químicos, físicos ou
biológicos que são liberados como consequência, principalmente, de esgoto doméstico ou industrial,
efluentes industriais e atividades agrícolas, metais pesados (cobre, chumbo, zinco, cadmio, entre outros),
hidrocarbonetos e pesticidas.
 
Nesse momento, não podemos considerar contaminação e poluição a mesma coisa, pois a contaminação
ocorre quando existe um risco à saúde do homem e na poluição ocorre um desequilíbrio ecológico. Ou seja,
contaminação nem sempre está associada à poluição, e vice-versa. Um ambiente pode estar poluído e não ser
um risco para a saúde do homem, assim como um ambiente pode estar contaminado e ser um risco para a
saúde do homem, embora não esteja poluído, pois não leva a um desequilíbrio ecológico.
 
Para avaliarmos a qualidade desses ambientes, podemos usar os bioindicadores e os biomarcadores:
Bioindicadores
São um grupo de espécies ou gêneros que crescem em determinada condição biológica, podendo
estar em abundância ou não, dependendo da espécie, mas que reflete as oscilações ambientais e o
impacto antropológico (feito pelo homem a partir da poluição).
Biomarcadores
São as variações a nível molecular, celular, fisiológico ou até comportamental que acontecem com as
espécies que estão naquele ambiente e que indicam uma alteração prejudicial do ambiente.
Exemplos: bioacumulação, biotransformação, estresse oxidativo, diversas proteínas, parâmetros
hematológicos, imunológicos, reprodutivos etc.
Para ser considerado um bioindicador, a espécie deve ser sensível às variações do ambiente, e, assim,
conseguir indicar um desequilíbrio ambiental causado pela poluição. Com isso, os bioindicadores mais
utilizados são os macroinvertebrados bentônicos, que são um grupo de invertebrados visíveis a olho nu, como
as espécies e os gêneros dos filos Mollusca, Arthropoda, Annelida e Platyhelminthes, entre outros. Estes
vivem no fundo do ambiente aquático se alimentando de substâncias depositadas. Sua diminuição no
ambiente indica poluição.
Dáfnias de água doce vistas ao microscópio. São pertencentes ao filo Arthropoda.
Os principais biomarcadores utilizadosnas amostras de ambientes aquáticos incluem a atividade da enzima
acetilcolinesterase, concentração de metalotionínas, atividade da catalase, da glutationa S-transferase,
capacidade antioxidante, lipoperoxidação. 
Esses testes são
realizados em
laboratório e
dependerão da espécie
que está sendo testada.
Alterações nessas
atividades indicam
poluição ambiental pela
alteração do
metabolismo, fisiologia
ou comportamento do
animal.
 A poluição da água é um
problema grave em todo o
mundo, o que é impulsionado
pelo aumento da população e
o uso dos recursos naturais.
Apesar de ser um recurso
natural renovável, a água
poluída ou contaminada não
pode ser usada para o
consumo de animais e seres
humanos.
 Sabemos como
identificar a
poluição, como
medir os
poluentes
biológicos,
orgânicos e
inorgânicos,
mas o que
temos feito
para melhorar
isso?
Análise dos biomarcadores em peixes.
Tratamento da água residual
A poluição e/ou contaminação de ambientes aquáticos diminui a disponibilidade de água para consumo e
todas as atividades associadas aos seres humanos, como as industriais e de irrigação. Os poluentes precisam
ser tratados antes de serem liberados no ambiente novamente. As águas provenientes da ação dos seres
humanos e depois descartadas são ditas águas residuais e são constituídas pelos resíduos industriais,
agrícolas e pelo esgoto. O objetivo do tratamento é diminuir a carga de poluentes que será liberada no
ambiente.
 
O tratamento de águas residuais pode ser dividido em fases:
Tratamento preliminar
Remoção de resíduos sólidos grosseiros que acabaram por parar no esgoto por descarte incorreto. O
uso de filtros e calhas ajuda neste processo.
Tratamento primário
Resíduos sólidos e sedimentos, como areia, pedras e outros elementos são removidos pela caixa de
areia e ficam no fundo do tanque. A parte liquida segue para a próxima etapa.
Tratamento secundário
Parte biológica, onde se usa microrganismos em tanques de aeração, para consumir a matéria
orgânica presente na água. Os microrganismos consomem a matéria orgânica para o seu crescimento
gerando flocos biológicos, o lodo. Nessa etapa, podem ser utilizados microrganismos aeróbicos
(utilizam o oxigênio para o seu metabolismo) ou microrganismos anaeróbicos (não utilizam oxigênio
para o seu crescimento). Depois disso, o líquido sofre um processo de decantação, onde o lodo
formado vai para o fundo do tanque.
Tratamento terciário
Acontece a remoção dos microrganismos, principalmente os que apresentam algum risco para o
homem. Poluentes específicos também são removidos, como amônia e fósforo.
O tratamento de água residual faz parte da Biotecnologia Ambiental, ao transformá-la em água menos poluída
pelo uso de microrganismos. As tecnologias mais avançadas já permitem o reuso da água residual, como, por
exemplo, para a produção de biogás e biofertilizantes.
 
A biotecnologia entra na utilização dos biodigestores, que são equipamentos fechados que permitem que
bactérias anaeróbicas, ou seja, bactérias que crescem na ausência de oxigênio, se desenvolvam. Nesse
equipamento, é colocada toda a água residual contendo matéria orgânica, que será decomposta em um
processo chamado de biodigestão. Nesse processo, as bactérias anaeróbicas alimentam-se de toda matéria
orgânica presente na água, gerando o biogás, composto, principalmente, por metano, e biofertilizantes,
compostos pela parte sólida da decomposição. O biogás pode ser utilizado como gás de cozinha, gerar
energia e até abastecer um veículo. A parte sólida da biodigestão pode ser utilizada como biofertilizantes para
plantas.
 
A biodigestão é usada principalmente por indústrias de alimentos, bebidas e na agropecuária, levando ao
melhor aproveitamento dos resíduos industriais, à redução da geração de lodo, redução da utilização de
produtos químicos e mão de obra.
Exemplo de um biodigestor aplicado na produção agrícola.
Biorremediação
Uma das grandes aplicações da Biotecnologia
Ambiental é a biorremediação, tecnologia que
visa reduzir ou remover poluentes do meio
ambiente pela utilização de organismos vivos.
Em outras palavras, quando um ambiente está
poluído, alguns organismos, como plantas,
microrganismos, fungos, algas ou algumas
enzimas produzidas por organismos, são
utilizados para digerir, alimentar-se do poluente
e, assim, eliminá-lo daquele ecossistema,
gerando produtos do metabolismo que são
menos tóxicos, como, por exemplo, água,
biomassa, gases, sais minerais, entre outros. Os
biodigestores que permitem que a biodigestão
aconteça são exemplos de biorremediação.
 A biorremediação
pode ser aplicada
para tratamento
de águas poluídas
por agrotóxicos,
chorume,
efluentes
industriais, esgoto
doméstico, óleo,
petróleo e
plástico. As
aplicações são
finitas, e vários
estudos estão
sendo
desenvolvidos
com esses
organismos.
 Existem duas
formas de
aplicar a
biorremediação:
Biorremediação In situ
Aquela em que o organismo ou microrganismo é
utilizado para digerir o poluente no local da
poluição. Entretanto, uma preocupação desse
método é liberar o organismo no ambiente e
este crescer sem controle, afetando o
ecossistema daquele local.
Biorremediação Ex situ
Quando ocorre a remoção do poluente do
ambiente para outro local a fim de tratá-lo com
os organismos ou microrganismos digestores.
Um dos principais problemas nesse tipo de
procedimento é a retirada de grande
quantidade de poluente, como em um
vazamento de petróleo.
Os microrganismos são bastante estudados para o uso na biorremediação; por exemplo, sabemos que
algumas espécies dos gêneros Pseudomonas, Proteus, Bacillus, Penicillium são capazes de degradar petróleo
e seus derivados. Achomobacter, Pseudomonas Athrobacter, Penicillum, Aspergillus, Fusarium podem
degradar alguns derivados de combustível e resíduos industriais. Bactérias Alcaligenes e Pseudomonas
podem utilizar o metal crômio, Bacillus e Escherichia podem usar o cobre do meio etc. No entanto, uma
importante questão é como utilizar esses microrganismos sem afetar o ecossistema, pois seu crescimento
descontrolado pode gerar outro problema de desequilíbrio ambiental.
 
Quando falamos em biorremediação e na utilização desses organismos para digerir os poluentes, precisamos
pensar também nas condições de vida (temperatura, pH, umidade, toxidade, nutrientes e oxigênio) desses
organismos. Como todo ser vivo, é necessário pensar nas condições químicas, físicas e biológicas do seu
crescimento, seja na biorremediação in situ, seja na ex situ.
 
A biorremediação tem sido apontada como solução para o excesso de poluição causada pelo homem, pois
utiliza organismos vivos encontrados naturalmente no ambiente para transformar o poluente em produtos
menos tóxicos e de baixo custo comparados com outras técnicas para despoluição. Porém, precisa ser bem
pensado e estudado, afinal o organismo ali inserido pode gerar outro problema de desequilíbrio ambiental.
 
Assista ao vídeo e entenda um pouco mais sobre biorremediação.
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Verificando o aprendizado
Questão 1
Os bioindicadores são úteis para entendermos o impacto da poluição ambiental entre os diversos parâmetros
utilizados para estabelecer um bom bioindicador. Podemos usar:
A Variações a nível molecular, celular, fisiológico ou até comportamental que acontecem com as espécies
que estão naquele ambiente.
B A utilização de biodigestores.
C
Espécies do gênero Pseudomonas, Proteus, Bacillus, Penicillium, que são capazes de degradar
petróleo e seus derivados.
D
Grupo de espécies ou gêneros que crescem em determinada condição biológica, podendo estar em
abundância ou não, dependendo da espécie, mas que reflete as oscilações ambientais e o impacto
antropológico (feito pelo homem através da poluição).
E Os peixes, que são bons exemplos de bioindicadores.
A alternativa D está correta.
Os bioindicadores são espécies sensíveis à variação negativa no ambiente e capazes de detectar e serem
utilizados como parâmetros da qualidade do ambiente.
Questão 2
Muitos estudos têmsido realizados na área da biorremediação, técnica que promete resolver o problema de
diversos poluentes e, assim, melhorar a poluição ambiental. Diante disto, qual é a melhor definição de
biorremediação?
A É a produção de remédios a partir de bactérias.
B O uso de espécies como indicadores da qualidade ambiental.
C É o tratamento da água residual a fim de diminuir ou eliminar os poluentes.
D É aplicar remédios no ambiente a fim de matar microrganismos contaminantes.
E É a utilização de bactérias, principalmente para a limpeza de ambientes contaminados por poluentes.
A alternativa E está correta.
A biorremediação busca tratar, remediar ambientes poluídos pelo uso de organismos vivos. O princípio é a
utilização do poluente como fonte de nutrientes para esses organismos, que irão utilizá-los e transformá-
los em produtos menos poluentes.
4. Aplicações industriais e bioenergia
Características e conceitos da Biotecnologia Industrial
A Biotecnologia Industrial visa a
substituição de processos industriais por
processos mais limpos e menos
poluentes pelo uso de organismos ou de
partes destes. O melhoramento
industrial pode ser aplicado a diversas
indústrias, como a de alimentos,
farmacêutica, cosmética, química, entre
outras. A diminuição da poluição,
conservação dos recursos naturais e
redução dos custos pelo uso de
tecnologias, como os biorreatores,
bioenergia, biocombustíveis, produção
de polímeros biodegradáveis e enzimas,
são algumas de suas atribuições.
 A
Biotecnologia
Industrial
tem
transformado
a forma de
produzir
diversos
produtos e
permite a
produção de
outros. Como
exemplos de
produtos
produzidos,
destacam-
se:
 Vinho.
 
Cerveja.
 
Pão.
 
Queijo.
 
Iogurte.
 
Vinagre.
 
Leite
fermentado.
 
Produção de
alguns
antimicrobianos,
como penicilina.
 
Produção de
bioprodutos em
grande
quantidade.
 O uso de
microrganismo
no processo
de produção,
seja pelo seu
crescimento,
seja pelo seu
metabolismo,
no processo
chamado de
fermentação.
Atenção
Os bioprodutos se referem a novos produtos “desenvolvidos a partir de organismos e/ou partes
constituintes destes”', que podem substituir ou elevar a produção de produtos de fontes não renováveis. 
Na Idade Média, já era possível observar o uso de microrganismos, bactérias e fungos, para produção de
alimentos (pão, cerveja e vinho). Ao longo dos anos, esses processos foram otimizados, e podemos usar os
chamados biorreatores para produção deles. A engenharia genética contribuiu bastante para o aprimoramento
destas metodologias.
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Processo fermentativo do pão (1º Pote: Tempo: 0 minutos / 2º Pote: Tempo: 30
minutos / 3º Pote: Tempo: 60 minutos).
A fermentação é o processo de obtenção de energia que algumas bactérias e fungos possuem que não utiliza
oxigênio e, portanto, é anaeróbica. A principal fonte de energia são os açúcares e seus derivados; por
exemplo, no leite, temos a lactose, na fruta, a sacarose, no trigo, o amido. Uma vez captado o açúcar pelo
microrganismo, iniciam-se as reações bioquímicas dentro da célula para obtenção de energia. Inicialmente, o
açúcar é quebrado em um processo chamado de glicólise, para gerar duas moléculas de ácido pirúvico. A
diferença da fermentação está exatamente no fato de como essas duas moléculas de ácido pirúvico vão ser
utilizadas pela célula.
 
Na fermentação, essas duas moléculas são convertidas a um produto de interesse pela indústria e,
dependendo do produto, a fermentação recebe o seu nome. Por exemplo, temos bem estabelecida na
indústria quatro tipos de fermentação, a fermentação alcoólica, cujo produto é o álcool ou etanol, utilizado na
indústria cervejeira, de vinho e na produção de pão e bolos; fermentação láctica, em que o produto é o ácido
láctico, usado para produtos derivados do leite, como queijo e iogurte; fermentação acética, em que o produto
é o ácido acético usado para produzir o vinagre; na fermentação butírica, o ácido butírico produzido é utilizado
para alterar as características da manteiga, dando origem à manteiga rançosa.
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abaixo.
Tipos de fermentação.
O principal microrganismo usado para fermentação alcoólica é a levedura Saccharomyces cerevisiae, que
utiliza como fonte de energia: a uva para gerar o vinho, a cevada para a produção da cerveja e o trigo para
produção de pão e bolos. Na fermentação láctica, os lactobacilos são bastante utilizados e são um grupo de
bactérias encontrado em alguns probióticos. Na fermentação acética, as bactérias ditas acéticas, destaca-se
o gênero Acetobacter. Este tipo de fermentação gera o vinagre, cuja matéria-prima é o vinho; atualmente, é
utilizado também o suco de diversas frutas, tubérculos, cereais, álcool etc. Na fermentação butírica, a
principal bactéria fermentadora é Clostridium butyricum, usada para alterar as características da manteiga.
Uma vez bem estabelecido o processo fermentativo e o microrganismo utilizado, esse processo começa a ser
aplicado a nível industrial, ou seja, em larga escala em equipamentos chamados de biorreatores.
Probióticos
Alimentos que contêm microrganismos vivos que são benéficos à saúde humana.
O biorreator possui uma entrada para matéria-prima a ser consumida, um sistema de agitação e um sistema
de efluxo onde a solução vai sair e ser processada para a obtenção do produto. Durante o processo, a solução
em constante agitação e o controle da temperatura, pH, pressão, entre outros fatores, permitem as condições
ideias de crescimento destes microrganismos. Neles, acontecem os bioprocessos, reações bioquímicas feitas
por microrganismos ou enzimas que alteram a matéria-prima.
 
Ele atua em quatro grandes campos:
 
Medicamentos.
 
Alimentos.
 
Bebidas.
 
Compostos industriais.
 
Assista ao vídeo e entenda um pouco mais sobre o processo fermentativo na prática.
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Aplicações da Biotecnologia Industrial
A utilização do biorreator vai além da produção desses alimentos mencionados anteriormente; eles podem ser
empregados para a produção de insulina humana em bactérias que receberam o gene da insulina pela
tecnologia do DNA recombinante, produção de vacinas, de antimicrobianos em larga escala e outros insumos.
Por exemplo, a bactéria Clostridium acetobulylicum, utilizada para obtenção de acetona e butanol pelas
indústrias, o fungo Aspergillus niger, empregado na produção de ácido cítrico, e a bactéria Pseudomonas
denitrificans, para produção de vitamina B12.
Uma das grandes aplicações da Biotecnologia Industrial para as indústrias é a obtenção de enzimas
que possam ser utilizadas como produtos. Essa aplicação ganhou destaque na década de 1970,
quando o uso de fosfato em produtos para lavagens de roupa estava poluindo o ambiente. Para
solucionar esse problema, as indústrias desenvolveram processos para produzir em larga escala
enzimas que substituíssem o uso do fosfato, pois produtos de base biológica são menos poluentes
para o ambiente.
Algumas enzimas são produzidas em grande quantidade nos biorreatores pelo crescimento do
microrganismos, capazes de sintetizá-las. Ao final do processo, essa enzima é extraída para que seja aplicada
em algum produto. Além disso, é possível adicionar o gene para uma enzima de interesse no microrganismo e
fazer com que este passe a produzir a enzima. Apesar de conseguimos tirar enzimas de qualquer tipo de fonte
celular, como vegetais ou animais, os microrganismos são os mais utilizados devido ao seu rápido
crescimento, à produção em larga escala nos biorreatores e às fontes de energia mais baratas.
 
Essas enzimas são utilizadas na indústria de alimentos para a produção de queijo e suco; têxtil, para a
produção de roupas; na indústria de papel e na indústria farmacêutica, com diferentes aplicabilidades, até
mesmo para a formulação dos cosméticos aplicados na estética.
Produção de biocombustível
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A Biotecnologia Industrial também se preocupa com o usode fontes de energias renováveis. Atualmente, a
fonte de energia mundial são os recursos não renováveis derivados do carbono fóssil, como petróleo, carvão e
gás natural. Essas fontes são limitadas; estima-se que, ainda neste século, ocorra uma possível escassez
destes recursos, que são altamente poluentes, agravando o efeito estufa pela produção de CO2, NO x, SO2,
entre outros.
 
Uma solução para esse problema está no uso e desenvolvimento dos biocombustíveis, que são fontes de
energia alternativas e renováveis, geradas a partir da biomassa, ou seja, de material orgânico de origem
vegetal ou animal.
 
Os principais biocombustíveis incluem:
 
Biogás.
 
Etanol.
 
Biodiesel.
 
O biogás é obtido a partir da decomposição anaeróbica da matéria orgânica vegetal ou animal, do esgoto
doméstico ou industrial ou de efluentes industriais diversos, por meio de um processo de fermentação.
Durante esse processo, há a formação do metano e do dióxido de carbono, principalmente e em menor
quantidade, de hidrogênio, nitrogênio, amônia, ácido sulfídrico, monóxido de carbono, aminas voláteis e
oxigênio. Entretanto, a produção desses gases varia de acordo com a origem da biomassa.
 
O processo de produção de biogás ocorre nos biorreatores ou biodigestores e são compostos por três etapas.
São elas:
Hidrólise
Ocorre a solubilização do material a ser utilizado no processo. Nesta primeira etapa, os constituintes
orgânicos são quebrados em compostos mais simples e solúveis.
Fermentação
Os microrganismos consomem o material orgânico sem o uso de oxigênio, por reações químicas
anaeróbicas a partir da fermentação. Os produtos da fermentação vão ser o lodo, parte sólida, que
pode ser utilizada como biofertilizante, e produtos como acetato, hidrogênio, CO2, propianato e
butirato.
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Metanogênese
Nesta etapa, são utilizados microrganismos chamados de metanógenos, que vão utilizar os produtos
(acetato, hidrogênio e CO2) obtidos na etapa de fermentação para produzir o metano, o biogás que
pode ser empregado como fonte de energia, como podemos observar na imagem abaixo.
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abaixo.
Produção de Biogás a partir de resíduos animais.
O uso de biogás gera menos poluentes para o ambiente, reduz o desmatamento, a economia com os
trabalhadores e ajuda na eliminação de dejetos de animais e humanos.
 
A produção de etanol, também conhecido como álcool, faz parte dos biocombustíveis por utilizar fontes
renováveis para sua geração e poluir menos o ambiente. O etanol é um líquido, transparente, volátil e
combustível, cuja fórmula química é CH 3CH2OH. Dependendo do teor de água no etanol, podemos ter o
etanol anidro, teor de 0,5%, e o etanol hidratado, teor de 5%. 
 
Além de ser utilizado para produção de bebidas, produtos farmacêuticos, perfumaria e como antisséptico para
eliminação de microrganismos, também pode ser empregado como combustível ou aditivo, onde cerca de 25%
da gasolina é composta por álcool anidro.
 
As principais fontes para produção de etanol incluem:
 
Cana-de-açúcar.
 
Milho.
 
Aveia.
 
Arroz.
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Cevada.
 
Trigo.
 
Outras fontes têm sido pesquisadas. O Brasil é o maior produtor de etanol usando cana-de-açúcar, que até o
momento tem se mostrado a fonte de melhor rendimento. Por ser derivado de vegetais, é uma fonte renovável
e menos poluente que o petróleo; seu processo de produção envolve a fermentação alcoólica.
Como ocorre a produção de
etanol? Inicialmente, a cana
sofre um processo de
moagem, gerando o caldo de
cana, que é posteriormente
aquecido, para gerar o
melaço. Ao melaço, são
adicionados os
microrganismos
fermentadores, normalmente
a levedura Saccharomyces,
que utilizam o açúcar da
cana, a sacarose, para obter
energia e como produto o
etanol e CO2. 
 Após a fermentação,
é realizada a
destilação do mosto
fermentado, com o
objetivo de separar
o etanol. No
processo de
destilação, o mosto
fermentado é
aquecido, e o álcool
é evaporado e,
depois, refrigerado
para que seja
condensado, e o
etanol, separado. 
 O teor de
etanol é de
96% e 4% de
água. Todo o
processo de
fermentação
acontece no
biorreator ou
em tanques
de
fermentação.
Produção de etanol por meio da
fermentação da cana-de-açúcar, milho e
celulose.
O diesel ou óleo diesel é um combustivo obtido da destilação do petróleo e usado para motores a diesel,
principalmente em veículos que precisam de elevada potência, como os ônibus, caminhões de grande porte,
tratores, na mineração e dragagem. Além de utilizar um recurso não renovável para sua produção, ainda
contribui para o efeito estufa, liberando grande quantidade de gás carbônico, oxido de nitrogênio, enxofre, 
fuligem, entre outros gases.
Fuligem
Substância preta proveniente da queima de matéria orgânica. 
Fábrica de biodiesel.
O substituinte do diesel tem sido o biodiesel, cuja produção é derivada
de óleos vegetais e gordura animal, com baixos índices de poluição. Os
vegetais oleaginosos, aqueles ricos em óleos e gorduras, como
girassol, amendoim, mamona, soja, milho, palma, algodão, entre outros,
são a matéria-prima vegetal para produção de biodiesel, além de
carcaças de animais. Óleos gordurosos de frituras também podem ser
utilizados.
Processo de produção do biodiesel
Confira as principais etapas do processo de produção do biodiesel.
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A primeira etapa da sua produção envolve a obtenção do óleo puro e a eliminação do máximo de água
desse material.
 
O óleo e a gordura obtidos são ricos em ácidos graxos, em sua maioria formando os triglicerídeos (uma
glicerina mais três ácidos graxos).
 
Ocorre uma reação de transesterificação, com a separação da glicerina dos ácidos graxos.
 
A glicerina é removida e pode ser utilizada pela indústria de cosméticos, por exemplo.
 
Os ácidos graxos separados são colocados em contato com um álcool de cadeia curta, como etanol ou
metanol, o que leva a uma reação de esterificação, ou seja, o ácido carboxílico, presente no ácido
graxo, reage com o álcool, produzindo éster e água, originando, assim, o biodiesel.
 
Todo esse processo acontece na usina usando reatores. O biodiesel é misturado com diesel comum e segue
para consumo – cerca de 12% do diesel é composto pelo biodiesel.
Verificando o aprendizado
Questão 1
Os microrganismos anaeróbicos são os responsáveis pela realização do processo de fermentação, podendo
ser utilizadas leveduras ou bactérias nesse processo. Assinale a alternativa que melhor caracteriza esses
microrganismos:
A Precisam de oxigênio para obter sua energia.
B Obtém sua energia através da respiração aeróbica.
C Precisam de um ambiente sem oxigênio para que a fermentação aconteça.
D Convertem ácido pirúvico em ácido lático.
E A fermentação não é utilizada pela Biotecnologia Industrial.
A alternativa C está correta.
A fermentação é uma forma de obtenção de energia anaeróbica, sem a utilização de oxigênio. É usada para
alterar uma matéria-prima e obter um produto de interesse.
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Questão 2
O uso dos biocombustíveis, como o álcool gerado pela fermentação da cana-de-açúcar e o
biodiesel, pode ajudar a diminuir a liberação de gases poluentes que contribuem para o efeito
estufa. Com isso, o uso de biocombustíveis tem sido uma alternativa favorável devido ao fato
de que:
A São provenientes de fontes não renováveis e podem acabar com essas fontes.
B Ajudam a eliminar gases poluentes da atmosfera.
C Ajudam na economia do país e geram mais empregos.
D Destroem os recursos renováveis.
E São provenientes de fontes renováveis e emitem menos gases poluentes.
A alternativa E está correta.
O uso de biocombustível é incentivado por usar fontes renováveis e emitir menos poluentes, quando
comparado aos combustíveis de origem não renovável, contribuindo para menores impactos ambientais.
5. Conclusão
Considerações finais
Neste conteúdo, exploramos como a biotecnologia vem abrindo novas oportunidades e transformando formas
de produzir e interagir com o mundo. Iniciamos