Clonagem é o desenvolvimento de uma cópia geneticamente idêntica de um indivíduo.
Gêmeos univitelinos (idênticos, gerados a partir da divisão de um embrião) são clones naturais.
Em 1996, pela equipe do escocês Ian Wilmut. O anúncio oficial veio em 1997, com a apresentação da ovelha Dolly, o primeiro clone de um mamífero adulto do mundo.
Teoricamente sim. Porém, a tecnologia de clonagem ainda é nova e não oferece segurança. Para que a ovelha Dolly nascesse foi necessário fazer 277 tentativas.
Hoje, já há dezenas de animais clonados, mas quase todos têm saúde frágil.
Os mesmos da pessoa cujo DNA foi copiado.
Qual é a diferença entre a clonagem reprodutiva e a terapêutica?
Enquanto a primeira almeja a criação de bebês que sejam cópias de uma determinada pessoa, a segunda tem objetivos médicos. Não se trata de criar um bebê, e sim colônias de células. O propósito da clonagem terapêutica é a multiplicação de células de uma pessoa para uso no desenvolvimento de tecidos e órgãos. A clonagem terapêutica promete acabar com as filas de transplantes
Clonar ou não humanos?
Saiba como é feita a clonagem e confira os avanços na manipulação de células para encontrar a cura de doenças
A ovelha Dolly, nascida em 1997, sobrevivente das 29 gestações, não é perfeita: tem cromossomos de adulto
Vitória é o nome do primeiro clone nascido no Brasil. O bezerro foi gerado a partir da célula de um embrião e a pesquisa foi realizada no Centro Nacional de Pesquisa de Recursos Genéticos e Biotecnologia (Cenargem) da Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (Embrapa). Vitória nasceu no dia 17de março de 2001, na Fazenda Sucupira, da Embrapa, perto de Brasília.
Na Europa, a grande discussão sobre clonagem não envolve animais, mas sim humanos. A questão tem dividido opiniões e levantado um turbilhão de dúvidas. O burburinho começou quando médicos italianos e americanos anunciaram que irão clonar um ser humano para tentar auxiliar casais que não podem ter filhos.
O método que eles utilizarão será o mesmo da criação da ovelha Dolly, nascida há quatro anos na Escócia. "A Dolly não foi um sucesso", afirma Lygia da Veiga Pereira, doutora em Genética Molecular Humana e professora da USP. "Testar conhecimentos com humanos é muito perigoso." Para ela, deveria haver mais pesquisas antes da decisão de gerar um bebê. Até hoje, 98% das tentativas em animais fracassaram, índice absurdamente alto para arriscar vidas humanas. "E se o bebê clone nascer com algum defeito grave? O que fazer com ele? Vão matar, como fazem com os animais?"
Para entender o processo da clonagem, é preciso saber um pouco de genética.
Existem dois tipos de células: as germinativas (reprodutivas - óvulos e espermatozóides) e as somáticas, que são todas as outras. A clonagem é feita a partir desses dois tipos de células.
Cada animal doa uma célula: um cede o núcleo (DNA) de uma célula somática, recebido pelo outro animal em uma célula germinativa, o óvulo. Na Dolly, o núcleo foi retirado de uma célula da glândula mamária. "Um óvulo possui somente metade das informações genéticas. A outra parte vem do espermatozóide", esclarece Lygia. Por isso, na clonagem, o DNA precisa ser retirado de uma célula somática, que possui todas as informações genéticas do animal a ser clonado - as do óvulo e as do espermatozóide.
Durante uma gravidez normal, o óvulo vai multiplicando-se em várias células que copiam o material genético completo para fazer um ser humano. Em certa etapa, essas células idênticas diferenciam-se. Algumas ligam genes de célula de pele, outras as de sangue e assim por diante. O que os cientistas ainda não conseguiram entender é por que uma célula de glândula mamária, no caso da Dolly, conseguiu voltar à sua antiga função e tornar-se, de repente, uma célula-mãe que gerou outro ser vivo.
Um clone é uma cópia exata de uma planta ou animal, com todas as características genéticas do ser original, inclusive os defeitos. Essa cópia é feita a partir de uma célula adulta. "É como um gêmeo idêntico que nasce mais tarde", explica Lygia. Isso não significa que esse clone terá as mesmas características emocionais e os talentos do indivíduo original. "Um clone do Ronaldinho, por exemplo, poderia não ser um ótimo jogador de futebol", diz.
Dos 276 óvulos que receberam o DNA de uma ovelha adulta, apenas 29 sobreviveram para serem colocados no útero das ovelhas. Destes 29 embriões, somente Dolly conseguiu nascer saudável. Os outros clones, que foram abortados, tinham anormalidades.
Dolly continua bem, mas com um único defeito: as pontas de seus cromossomos - material que está dentro das células -, os chamados telômeros, são curtas demais para sua idade. Isso aconteceu porque o DNA tirado da ovelha que originou Dolly era de um adulto.
Como o telômero encurta com o passar do tempo e Dolly herdou o código genético de um adulto, essa deficiência foi notada. Seus cromossomos indicam uma idade que Dolly ainda não alcançou.
Quando a técnica é permitida A professora Lygia Pereira e outros cientistas defendem apenas a clonagem terapêutica, que é a aplicação do conhecimento da técnica para curar e tratar doenças sem gerar um bebê. Os cientistas acreditam que todas as células do nosso corpo têm informações para fazer um ser vivo.
Quando eles conseguirem entender como funcionam nossas células, será possível consertar órgãos e tecidos danificados. "As células de um rim doente, por exemplo, ainda têm a receita para fazer um rim saudável", explica Lygia.
A clonagem, por meio da manipulação de células de um embrião humano, é um caminho para chegar a uma resposta.
Os cientistas acham que deve haver cautela para que essa manipulação não crie um tráfico de óvulos, necessários para gerar os embriões.
Especialistas alertam para os riscos de uma clonagem humana, com base nas experiências realizadas com animais:
Dos 100 primeiros embriões clonados implantados em mães de aluguel, quase todos serão abortados espontaneamente por causa de anomalias físicas ou genéticas.
Três ou quatro desses 100 fetos poderão sobreviver. A maioria será enorme e nascerá com cerca de 6,5 quilos - um bebê normal pesa, em geral, por volta de 3 quilos - e morrerá nos primeiros dias de vida por problemas cardíacos ou circulatórios, pulmões subdesenvolvidos, diabetes ou insuficiências imunológicas.
Caso um dos bebês sobreviva, ele terá a marca da maioria dos animais clonados: um umbigão resultante de um cordão umbilical maior que o normal que, inexplicavelmente, se desenvolve na gestação dos clones. (AE)
Fonte: www.escolavesper.com.br
Até a década de 70, o DNA era o componente celular mais difícil de ser analisado. Sua sequência de nucleotídeos de enorme tamanho e monotonia química era geralmente analisada por meios indiretos como a sequência de proteínas e análise genética. A partir da década de 70 novas tecnologias foram desenvolvidas permitindo o isolamento e a purificação de genes específicos num processo chamado de clonagem gênica. Na verdade, muitas destas técnicas são provenientes da Microbiologia, Bioquímica, Imunologia e Genética Microbiana e permitiram que a análise do DNA ganhasse um novo enfoque. O DNA tornou-se então, a molécula mais fácil de ser analisada, sendo possível isolar regiões específicas, obtê-las em grande quantidade e determinar a sua seqüência numa velocidade de milhares de nucleotídeos por dia.
A Tecnologia do DNA recombinante, como se convencionou denominar este conjunto de técnicas, tem uma ampla aplicação. Ela pode ser usada para estudar mecanismos de replicação e expressão gênica, na determinação da seqüência de um gene e conseqüentemente da proteína que ele codifica, ou no desenvolvimento de culturas microbianas capazes de produzir substâncias úteis tais como a insulina humana, hormônio de crescimento, vacinas e enzimas industriais em grandes quantidades. Sua aplicação comercial ou biotecnológica parece ter um potencial inesgotável. Como conseqüência do desenvolvimento desta tecnologia é atualmente possível realizar investigação de paternidade e o diagnóstico de doenças genéticas e infecciosas através da análise de DNA.
Toda vez que um ser é gerado a partir das informações contidas num único indivíduo, por reprodução assexuada, acontece uma clonagem. Na agricultura, o homem clona vegetais há séculos. A viabilidade da produção rotineira de clones animais, e mesmo humanos, além de ainda exigir maior conhecimento científico e novas experimentações, envolve também implicações e éticas.
O êxito repetido da clonagem de animais torna mais próxima a possibilidade de clonar humanos Passado quase um ano e meio desde o anúncio da clonagem de Dolly, a população de mamíferos clonados a partir de células adultas não-reprodutivas é de 1 ovelha britânica, dois bezerros japoneses, 50 ratos norte-americanos, alguns desses últimos, clones de clones.
A origem do termo clonagem vem da Genética Bacteriana que considera uma colônia de bactérias como um clone porque todos os indivíduos são geneticamente idênticos à bactéria inicial.
A técnica central da metodologia do DNA recombinante é a clonagem molecular, a qual consiste no isolamento e propagação de moléculas de DNA idênticas.
A clonagem molecular compreende pelo menos dois estágios importantes: primeiro o fragmento do DNA de interesse chamado de inserto é ligado a uma outra molécula de DNA chamada de vetor para formar o que se chama de DNA recombinante. Segundo, a molécula do DNA recombinante é introduzida numa célula hospedeira compatível, num processo chamado de transformação. A célula hospedeira que adquiriu a molécula do DNA recombinante é agora chamada de transformante ou célula transformada. Um único transformante, em condições ideais, sofre muitos ciclos de divisão celular, produzindo uma colônia que contém milhares de cópias do DNA recombinante. Portanto, a palavra clone vem do grego "Klon", que significa broto e clonagem é o processo de produção assexuada, a partir de uma célula-mãe, de uma ou mais células geneticamente idênticas entre si e à original, que são os clones.
A clonagem pode ser feita, basicamente, de duas formas: separando-se as células de um embrião em seu estágio inicial de multiplicação celular, ou pela substituição do núcleo de um óvulo por outro proveniente de uma célula de um indivíduo já existente.
A primeira forma, separação provocada das novas células de um embrião, produzirá novos indivíduos exatamente iguais, quanto ao patrimônio genético, porém diferentes de qualquer outro já existente. É um processo semelhante ao que ocorre na natureza quando da geração de gêmeos univitelinos, que tem origem a partir de um mesmo óvulo e de um mesmo esermatozóide. Este tipo de procedimento já foi realizado, de forma experimental, com embriões humanos, em 1993, pelo Prof. Jerry Hall, da Universidade George Washington, de Washington/EEUU. Foram utilizados embriões gerados para fertilização in vitro, onde foram constatadas malformações genéticas, devidas a penetração múltipla de espermatozóides no óvulo, e por isso não seriam implantados. Foram divididos 17 embriões, nos estágios de duas a oito células, resultando em 48 novos embriões. Todos os embriões gerados foram destruídos ao final do experimento, com um estágio máximo de desenvolvimento de 32 células.
A segunda forma, que reproduz assexuadamente um indivíduo igual a outro previamente existente, pela substituição do material nuclear, também denominada de duplicação, foi proposto, teoriamente, pelo Prof. Hans Speman (1869-1941), em 1938. O Prof. Speman, biólogo alemão, ganhou o Prêmio Nobel de 1935 pelas suas contribuições no estudo da evolução dos seres vivos. O primeiro experimento com sucesso já foi realizado em 1952, pelos Drs. Robert Briggs e Thomas J. King, do Instituto Carnegie/Washington-EEUU. Eles obtiveram os primeiros clones de rãs, por substituição de núcleos celulares. Durante muitos anos isto foi testado em diferentes espécies animais, especialmente mamíferos.
Aprimeira etapa consiste na escolha do DNA a ser usado no processo de clonagem. A segunda etapa consiste na ligação das moléculas de DNA em um vetor apropriado e na introdução em uma célula hospedeira. A terceira etapa consiste no isolamento do gene de interesse por meio de um arsenal de técnicas genéticas, bioquímicas e imunológicas.
A capacidade de gerar cópias (clones) praticamente infinitas de uma determinada sequência é o fundamento da Tecnologia do DNA Recombinante.
O nome "DNA recombinante" refere-se a combinações novas de DNA criadas entre sequências de DNA humanas (ou outras) de interesse e moléculas de DNA bacterianas (ou outras) capazes de duplicação ilimitada no laboratório.
Em 1953 foi descrito um estranho fenômeno no qual a eficiência da replicação de um bacteriófago (vírus de bactérias) dependia da célula hospedeira na qual ele estava inserido. Algum tempo depois percebeu-se que a inabilidade de certos fagos crescerem em determinadas linhagens bacterianas era devido a presença de nucleases altamente específicas que clivavam o seu DNA. Isto pode ser encarado como um sistema de defesa bacteriano que degrada DNA que lhe é estranho (restrição). A bactéria protege seu próprio DNA desta degradação "camuflando-o" através da metilação de algumas bases específicas (modificação). Como conseqüência, este sistema é frequentemente descrito como fenômeno da restrição/modificação e existe em um grande número de bactérias.
As enzimas de restrição ou endonucleases de restrição são divididas em várias classes, dependendo da estrutura, da atividade e dos sítios de reconhecimento e clivagem. As enzimas do Tipo II, as mais importantes na Tecnologia do DNA Recombinante, são proteinas monoméricas ou diméricas e clivam o DNA no mesmo sítio do seu reconhecimento. O sítio de reconhecimento deste tipo de enzima é normalmente uma seqüência palindrômica, isto é, ela tem um eixo de simetria e a seqüência de bases de uma fita é a mesma da fita complementar, quando lida na direção oposta
Estas enzimas reconhecem seqüências específicas de 4 a 8 pares de base (pb) na molécula de DNA e fazem dois cortes, um em cada fita.
Há 2 tipos distintos de clivagens:
a) os dois cortes ocorrem no eixo de simetria da seqüência e specífica, gerando extremidades abruptas, ou
b) os cortes são feitos simetricamente, porém, fora do eixo de simetria, gerando extremidades coesivas.
Atualmente, mais de 1000 enzimas de restrição já foram identificadas. A nomenclatura desenvolvida foi baseada na abreviação do nome do microrganismo do qual a enzima foi isolada. A primeira letra representa o gênero e as outras duas a espécie, seguido de um algarismo romano (ou outra letra) que indica a ordem da descoberta ou a linhagem da qual ela foi isolada. Por exemplo, a enzima de restrição denominada de EcoRI é purificada de uma Escherichia coli que carrega um fator de transferência de resistência RI, enquanto que a Hind III é isolada da Haemophilus influenzae, linhagem d III.
O interesse por estas enzimas de restrição aumentou em 1973 quando se percebeu que elas poderiam ser usadas para fragmentar o DNA deixando extremidades de fitas simples de DNA que permitiam a ligação dos fragmentos. Isto significava que a recombinação poderia ser efetuada em tubos de ensaio. Além disto, DNA bacteriano poderia recombinar com DNA humano ou de qualquer outra espécie, abrindo a possibilidade de clonar genes humanos ou isolar proteínas de culturas bacterianas.
Uma importante conseqüência da especificidade destas enzimas de restrição é que o número de clivagens feito por cada uma delas no DNA de qualquer organismo é definido e permite o isolamento de fragmentos deste DNA. Portanto, cada enzima de restrição gera uma família única de fragmentos quando cliva uma molécula de DNA específica. Enzimas que reconhecem sítios de restrição compostos por 4 pares de bases clivam o DNA em média a cada 256 nucleotídeos (44=256). Aquelas que reconhecem sítios com 6 e 8 pb clivam o DNA em média a cada 4096 e 65536 pb, respectivamente. No entanto, esta média pode sofrer variações significativas, dependendo principalmente da composição de bases do DNA analisado. Por exemplo, a enzima NotI reconhece um sítio de restrição contendo 8pb, incluindo nucleotídeos CpG, que raramente ocorre no DNA de mamíferos.
A família de fragmentos gerados por digestão com enzima de restrição é geralmente detectada pela separação destes fragmentos por eletroforese em gel de agarose. Os fragmentos migram em função de seus pesos moleculares sendo que os menores migram mais rapidamente
Uma enzima de restrição particular reconhece somente uma seqüência única de bases. DNAs de origem diferente sob a ação da mesma enzima de restrição produzem fragmentos com o mesmo conjunto de extremidades fitas simples. Portanto, fragmentos de dois diferentes organismos (por exemplo, bactéria e homem) podem ser ligados por renaturação das regiões de fita simples. Além disto, se a ligação for "selada" com a enzima DNA ligase, depois do pareamento de bases, os fragmentos serão ligados permanentemente. A técnica de DNA recombinante tem um interesse especial se uma das fontes de DNA clivado for um plasmídeo. Considere como exemplo uma molécula de DNA de plasmídeo que tem somente um sítio de clivagem para uma determinada enzima de restrição. A mesma enzima é usada para clivar DNA humano. Se os fragmentos de DNA humano são misturados com o DNA plasmidial linearizado, permitindo a ligação entre eles, uma molécula de DNA plasmidial contendo DNA humano pode ser gerada. Este plasmídeo híbrido pode ser inserido numa bactéria por transformação e então o inserto será replicado como parte do plasmídeo. Geralmente antibióticos são acrescentados ao meio da cultura para selecionar somente as linhagens que portam os plasmídeos (o plasmídeo usado para esta finalidade porta resistência a pelo menos um antibiótico).
Conforme mencionado anteriormente esta enzima promove a ligação dos fragmentos de DNA em vetores previamente clivados por endonucleases de restrição.
A DNA ligase requer um grupo OH livre na extremidade 3' de uma das cadeias de DNA e um grupo fosfato na extremidade 5' da outra cadeia .Como exemplo temos a E.coli e o fago T4 codificam uma DNA ligase capaz de selar fragmentos de DNA com dupla fita. DNA ligase isolada de E.coli e de outras bactérias requer NAD+, enquanto que a isolada do bacteriófago T4 requer ATP como cofator.
Clonagem: Um método natural de reprodução. Muito se fala sobre a clonagem, como se fosse algo realmente fantástico. O fato de se ter conseguido a clonagem de animais superiores, como é o caso da ovelha Doli, é que foi a grande novidade, pois os tecidos dos animais superiores são formados por células com funções altamente especializadas, que não podem retornar à função de reprodução. Entretanto, muitos seres vivos, principalmente os animais unicelulares e praticamente todos os vegetais, são naturalmente reproduzidos por meio de clonagem.
A clonagem consiste em se obter uma cópia idêntica do organismo que se quer reproduzir. Ou seja, o descendente possui exatamente a mesma carga genética do progenitor.
Como exemplo de clonagem natural de organismos inferiores citam-se os vírus, fungos e bactérias. Mas, é entre os vegetais que se tem os melhores exemplos da utilização de técnicas de clonagem no desenvolvimento de práticas culturais aplicadas comercialmente em larga escala. Em alguns casos, como alho, inhame e banana, as plantas domesticadas sofreram tão forte adaptação ao longo da sua utilização milenar, que perderam a capacidade de se reproduzirem por meio sexuado, reproduzindo-se somente por meio de bulbos e rizomas.
A grande vantagem de se utilizar técnicas de propagação de plantas por meio de clonagem - o que em Agronomia se denomina de propagação vegetativa - é obter lavouras uniformes com todas as plantas idênticas, para produzirem frutos com as mesmas características em termos de tamanho, formato, sabor, composição química etc. A prática mais comum é a utilização de bulbos, rizomas, rebentos, tubérculos e segmentos de caule, que são partes de algumas espécies que se especializaram como estruturas de reprodução vegetativa. Algumas plantas como a da batata-doce, cana-de-açúcar e batatinha podem ser reproduzidas por mais de uma forma de propagação, mesmo que comercialmente a escolha de uma das formas seja a mais recomendável. A batata-doce, por exemplo, pode ser propagada por meio de segmentos de sua rama (segmento do caule) e brotações que crescem a partir de raízes tuberosas.
Além da utilização das estruturas naturais de propagação, para diversas espécies foram desenvolvidas técnicas especiais como enxertia, alporquia, mergulhia, cultura de meristema e outras, que utilizam geralmente gemas ou brotos que crescem nas axilas das folhas ou nas extremidades dos ramos.
Dentre essas técnicas, a mais conhecida é a enxertia, que consiste em unir partes de duas plantas. A planta receptora é denominada de cavalo ou porta-enxerto, que pode ser produzida por qualquer sistema reprodutivo, inclusive o processo vegetativo, desde que tenha compatibilidade com a planta que irá fornecer a parte a ser enxertada. A parte da planta de interesse comercial é denominada de enxerto, que é fixado no porta-enxerto por diversos processos, tendo como princípio a junção firme dos tecidos das duas plantas, que crescem unidos e formam uma nova planta a partir da brotação do enxerto. Neste caso, todas as brotações que se originam na planta porta-enxerto são removidos, para que a nova planta tenha somente a característica que se deseja. Não é comercialmente interessante, mas por meio desse processo pode-se ter em uma mesma planta, mais de um tipo de fruto. Como exemplo, pode-se ter em uma mesma planta, ramos que produzam mexericas, laranjas, tangerinas ou qualquer outra fruta cítrica.
Uma técnica bastante sofisticada, que representa uma tecnologia de alto nível aplicável à agricultura, é denominada de cultivo in vitro para produção de mudas livres de doenças. Esta técnica consiste remover um Segmento mínimo de tecido meristemático do ápice da brotação da planta e cultivá-lo assepticamente em meio-de-cultura in vitro. Estes tecidos crescem a uma taxa relativamente acelerada, permitindo extrair a estrutura reprodutiva antes que as suas células sejam invadida por microrganismos, principalmente bactérias e vírus. Desta forma obtém-se uma planta "limpa" que é propagada intensivamente por meio de outros processos, em condições protegidas da contaminação, até atingir a quantidade desejada. Este processo é utilizado em biofábricas.
Percebemos que ainda não temos o domínio completo das técnicas de clonagem, que não temos uma legislação específica e principalmente no que estes avanços podem influir no nosso ambiente. Sendo assim, devemos agir com completa consiência pois ainda não somos capazes de avaliar os possíveis danos ou avanços que a engenharia genética pode causar.
Fonte: www.ufv.br
