Regeneração Plantas

Todos os processos de obtenção de OGM anteriormente apresentados têm como principal objectivo a regeneração de plantas, ou seja, a obtenção de plantas adultas. Independentemente do método utilizado, primeiro é necessário seleccionar as células que possuem os genes de interesse. Para que a identificação das células seja mais fácil, o gene de interesse é dotado de um marcador, como por exemplo a resistência a um determinado antibiótico (por exemplo a kanamicina). As células são cultivadas in vitro num meio que contem hormonas, fitohormonas e substâncias que permitam identificar as células que contenham os genes de interesse. No caso da kanamicina, as células são cultivadas num meio com nutrientes, fitohormonas e kanamicina, onde apenas as células que contêm o gene de interesse (neste caso o gene de resistência à kanamicina) sobrevivem. Existem dois caminhos possíveis para as células originarem novas plantas: a embriogénese somática e a organogénese. Na embriogénese somática, a partir de uma célula que se multiplica, organiza-se uma estrutura semelhante ao embrião que existe na semente normal. Na organogénese, as células podem dar origem a diferentes órgãos de uma planta (ex.: folhas, raízes, caules), podendo originar uma planta completa e fértil.

Transferência por Electroporação

A Electroporação baseia-se na introdução de DNA exógeno em células expostas a um campo eléctrico. O campo eléctrico ao polarizar as regiões hidrofílicas dos fosfolípidos presentes nas membranas celulares, causa repulsões e consequentemente, poros transitórios na membrana, por onde o DNA pode ser introduzido na célula-alvo. Este DNA é colocado numa solução juntamente com as células vegetais que serão transformadas. Estas células são normalmente protoplastos (células onde a parede celular foi removida enzimaticamente, para facilitar a transformação) ou tecidos.

Esta técnica diverge da transformação via Agrobacterium pela sua universalidade. Por ser um método baseado em características físico-quimicas comuns a todas as membranas biológicas, pode ser utilizado em qualquer planta em que o método foi optimizado, enquanto que a transformação via Agrobacterium está dependente da compatiblidade entre a bactéria e a célula a transformar.

Agrobacterium

O Agrobacterium (bactéria existente no solo) foi o primeiro vector utilizado na transformação genética de plantas. No meio natural esta bactéria provoca a formação de tumores. Estes tumores mantêm a capacidade de crescerem mesmo depois de a bactéria ser eliminada, capacidade resultante da transferência à célula vegetal de um fragmento de ADN localizado numa molécula circular (plasmídio), independente do seu cromossoma. O fragmento transferido (T-ADN) possui duas extremidades que dão indicação do inicío e do fim da região a transferir.

Descobriu-se que era possível remover todo o ADN localizado entre as extremidades do T-ADN e substituí-lo pelos genes de interesse que, ainda assim, as bactérias continuavam a efectuar o transporte do ADN para a planta.

No processo controlado de transformação de plantas por Agrobacterium utilizam-se culturas de plantas mantidas em meios artificiais. As bactérias em crescimento activo são colocadas em contacto com as feridas induzidas (ex.: folhas cortadas) e após algum tempo de contacto, cerca de 48 horas, são eliminadas por adição de antibióticos. São depois proporcionadas à planta as condições ideias para regenerar plantas completas a partir dos tecidos criados. É normal incluir no fragmento de ADN transferido genes que possam favorecer o crescimento das células transformadas e a eliminação das não transformadas.

Apesar de ser um método de obtenção de OGM bastante utilizado, a utilização de Agrobacterium foi um fracasso para o grupo de plantas com maior interesse para a alimentação da população mundial, como os cereais. Para a alteração dos cereais é normalmente utilizado o Processo Biobalístico.

Processo Biobalístico

Como prometido, iniciamos com este post uma pequena sequência de posts onde abordaremos os processos mais utilizados na obtenção de OGM.

No processo biobalístico utilizam-se microprojécteis de ouro ou tungsténio acelerados a velocidades superiores a 1.500km/h para introduzir ácidos nucléicos e outras moléculas em células e tecidos in vivo.

Todos estes sistemas baseiam-se na geração de uma onda de choque com energia suficiente para deslocar uma membrana contendo as micropartículas cobertas com o DNA. A onda de choque pode ser gerada através de uma explosão química (pólvora seca), uma descarga de gás hélio a alta pressão, pela vaporização de uma gota de água através de uma descarga elétrica com alta voltagem.

As micropartículas aceleradas penetram na parede e membrana celular de maneira não-letal, localizando-se aleatoriamente nos organelos celulares. Em seguida, o DNA é dissociado das micropartículas pela acção do líquido celular, ocorrendo o processo de integração do gene exógeno no genoma do organismo a ser modificado.

Uma das vantagens do sistema de transformação através do processo biobalístico é que este permite a introdução e expressão gênica em qualquer tipo celular. Assim, foi aberta a possibilidade de transformação in situ de células do meristema apical. Entretanto, para o desenvolvimento e produção de plantas transgénicas férteis há necessidade de regeneração e produção da planta a partir das células transformadas.

No próximo post será abordado outro processo. Até à próxima!!

O que é um organismo transgénico?

Transgénicos ou organismos geneticamente modificados (OGM) são organismos que, mediante técnicas de Engenharia Genética, sofreram alterações no seu material genético. A manipulação genética recombina características de um ou mais organismos de uma forma que provavelmente não aconteceria na natureza. Esta recombinação artificial tem como principal objectivo a obtenção de características específicas num determinado organismo.

As variedades transgénicas são normalmente criadas para resistir a pragas/ doenças e a herbicidas, para se adaptarem a condições metereológicas (escassez de água, etc.) ou para produzirem maiores quantidades de alimentos/ sementes.

Os organismos geneticamente modificados podem ser obtidos por vários processos. O processo biobalístico, a introdução de genes mediada por Agrobacterium ou a electroporação de protoplastos e tecidos são apenas alguns exemplos de processos utilizados actualmente para obter OGM.

Hoje em dia os transgénicos começam a ganhar terreno no mercado internacional, a par do debate sobre os efeitos na saúde humana e nos ecossistemas em que se inserem.

Nos próximos posts iremos abordar os processos mais utilizados na obtenção de OGM .

Até à próxima...