Metodos de Transformacao de Plantas

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MÉTODOS DE TRANSFORMAÇÃO DE PLANTAS Ana Lúcia Soares da Silva Ribeiro Martins, Pâmela Kalyenna Duarte RESUMO A tecnologia de transferência de genes tem criado novas alternativas para a produção de plantas com adaptações ao ambiente de cultivo com maior capacidade de produção. Os métodos utilizados na produção de plantas geneticamente modificadas podem ser classificados como indiretos e diretos. O método indireto requer a utilização de um vetor biológico para a introdução do DNA na planta. Os vetores mais utilizados são a Agrobacterium tumefaciens com capacidade de transferir parte de seu DNA para o genoma da planta. A transferência de genes mediada por Agrobacterium tem sido bastante empregada. Os métodos diretos são aqueles que provocam modificações nas paredes e membranas celulares para a introdução de DNA exógeno, através de processos físicos ou químicos, os mais eficientes são a eletroporação de protoplastos e biobalística. As plantas transgênicas tem sido produzidas nas principais espécies cultivadas e levadas ao mercado consumidor, expressando o aumento da qualidade nutricional ou resistência a herbicidas, insetos ou fungos. Palavras chave: Agrobacterium tumefaciens, genoma, DNA, biobalística. INTRODUÇÃO A biotecnologia vegetal consiste na aplicação de um conjunto de técnicas para manipular o potencial genético das plantas, originou-se no final da década de 1850 com trabalhos dos fisiologistas vegetais alemães Julius Von Sachs e W. Knop (RAVEN, 1999). Os métodos da biotecnologia permitem não somente reduzir o tempo da obtenção de variedades com novas características, mas também transmitir propriedades de espécies que, normalmente são sexualmente incompatíveis. Em outras palavras, as barreiras naturais entre as espécies podem ser superadas, o que oferece um enriquecimento de variedades realmente novas em forma de plantas transgênicas. Além disso, é possível, com os métodos da biologia molecular moderna, isolar e manipular genes específicos, o que não acontece no melhoramento clássico, onde o melhorista é obrigado a trabalhar com genomas inteiros (BARROS e MOREIRA, 2001). Segundo Borém (2001) a biotecnologia é o desenvolvimento de processos biológicos, utilizando –se a técnica de DNA recombinante, a cultura de tecidos e outros. Pode-se ser também o uso industrial de processos de fermentação de leveduras para a produção de álcool ou cultura de tecidos para a extração de produtos secundários. E ainda um processo tecnológico que permite a 1

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Transformação genética de plantas

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  • MTODOS DE TRANSFORMAO DE PLANTAS

    Ana Lcia Soares da Silva Ribeiro Martins, Pmela Kalyenna Duarte

    RESUMO A tecnologia de transferncia de genes tem criado novas alternativas para a produo de plantas com adaptaes ao ambiente de cultivo com maior capacidade de produo. Os mtodos utilizados na produo de plantas geneticamente modificadas podem ser classificados como indiretos e diretos. O mtodo indireto requer a utilizao de um vetor biolgico para a introduo do DNA na planta. Os vetores mais utilizados so a Agrobacterium tumefaciens com capacidade de transferir parte de seu DNA para o genoma da planta. A transferncia de genes mediada por Agrobacterium tem sido bastante empregada. Os mtodos diretos so aqueles que provocam modificaes nas paredes e membranas celulares para a introduo de DNA exgeno, atravs de processos fsicos ou qumicos, os mais eficientes so a eletroporao de protoplastos e biobalstica. As plantas transgnicas tem sido produzidas nas principais espcies cultivadas e levadas ao mercado consumidor, expressando o aumento da qualidade nutricional ou resistncia a herbicidas, insetos ou fungos.

    Palavras chave: Agrobacterium tumefaciens, genoma, DNA, biobalstica.

    INTRODUO

    A biotecnologia vegetal consiste na aplicao de um conjunto de tcnicas para manipular

    o potencial gentico das plantas, originou-se no final da dcada de 1850 com trabalhos dos

    fisiologistas vegetais alemes Julius Von Sachs e W. Knop (RAVEN, 1999).

    Os mtodos da biotecnologia permitem no somente reduzir o tempo da obteno de

    variedades com novas caractersticas, mas tambm transmitir propriedades de espcies que,

    normalmente so sexualmente incompatveis. Em outras palavras, as barreiras naturais entre as

    espcies podem ser superadas, o que oferece um enriquecimento de variedades realmente novas

    em forma de plantas transgnicas. Alm disso, possvel, com os mtodos da biologia molecular

    moderna, isolar e manipular genes especficos, o que no acontece no melhoramento clssico,

    onde o melhorista obrigado a trabalhar com genomas inteiros (BARROS e MOREIRA, 2001).

    Segundo Borm (2001) a biotecnologia o desenvolvimento de processos biolgicos,

    utilizando se a tcnica de DNA recombinante, a cultura de tecidos e outros. Pode-se ser tambm

    o uso industrial de processos de fermentao de leveduras para a produo de lcool ou cultura de

    tecidos para a extrao de produtos secundrios. E ainda um processo tecnolgico que permite a

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  • utilizao de material biolgico para fins industriais.

    Para a melhoria da qualidade dos alimentos, quanto aos nveis nutricionais, para homens e

    animais domsticos e a criao de variedades tolerantes a deficincia de nutrientes e ao stress do

    ambiente, representam a grande perspectiva do uso da biotecnologia na agricultura (BARROS e

    MOREIRA, 2001).

    De acordo com Borm (2001) a transferncia especifica de genes que controlam

    caractersticas, tambm especificas, de um organismo para o outro denominada engenharia

    gentica e pode ser utilizada na transferncia desses genes,mesmo em organismos

    filogenticamente distantes produzindo os organismos geneticamente (OGMs).

    Os primeiros experimentos a campo com plantas transgnicas foram conduzidos em 1986,

    nos Estados Unidos e na Frana. Na dcada de 1986 a 1995, 56 culturas diferentes foram testadas

    em mais de 3,5 mil experimentos realizados em mais de 15 mil locais, em 34 paises. As culturas

    mais freqentemente testadas foram milho, tomate, soja, canola, batata e algodo e as

    caractersticas genticas introduzidas foram tolerncia a herbicidas, resistncia a insetos,

    qualidade do produto e resistncia a vrus (BRASILEIRO e DUSI, 1999).

    Os mtodos de engenharia gentica permitem que genes individualmente sejam inseridos

    nos organismos de forma precisa e simples (RAVEN, 1999). Portanto ao invs de promover o

    cruzamento entre organismos relacionados para obter uma caracterstica desejada, cientistas

    podem identificar e inserir, no genoma de um determinado organismo, um nico gene

    responsvel pela caracterstica em particular. O sucesso da produo de plantas transgnicas

    depende da introduo do DNA no genoma vegetal e da regenerao de plantas que expressam

    um gene inserido (DROSTE, 1998)

    Vrios mtodos para a transferncia de genes em plantas tem sido propostos,

    possibilitando a produo de plantas transgnicas das espcies de maior importncia no mundo

    (SANTARM, 2000).

    A transferncia de genes para espcies vegetais tem sido possvel graas a manipulao

    gentica de clulas, utilizando mtodos diretos ou indiretos de transformao. O mtodo indireto

    aquele no qual utiliza um vetor, como Agrobacterium tumefaciens (SANTARM, 2000) ou

    Agrobacterium rhizogenes (BRASILEIRO e DUSI, 1999), de forma a intermediar a transferncia

    de genes.

    Entretanto, algumas dicotiledneas e a maioria das monocotiledneas e gimnospermas

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  • no so suscetveis, ou apresentam pouca suscetibilidade infeco pela Agrobacterium

    (POTRIKUS, 1990). Os mtodos diretos, tm sido adotados, porque no requerem a utilizao de

    vetores biolgicos, mas por outro lado utilizam protoplastos, que em alguns casos apresentam

    dificuldade de regenerao de plantas. Os mtodos diretos mais utilizados so a eletroporao e a

    biobalstica (SANTARM, 2000). O objetivo deste trabalho apresentar uma reviso

    bibliogrfica sobre os mtodos de transformao de plantas.

    MTODOS DE TRANSFORMAO DE PLANTAS

    TRANSFERNCIA POR AGROBACTERIUM

    O bilogo molecular mexicano Luis Herrera - Estrela e o geneticista norte-americano

    Robert B. Horsch foram os primeiros a conseguir, em 1984, plantas de tabaco transformadas

    geneticamente via Agrobacterium, atravs da unio das tcnicas de biologia molecular, cultura de

    tecidos vegetais, transformao e seleo in vitro. Portanto, foi demonstrado que essa bactria

    poderia servir como um vetor natural para a transformao de plantas, possibilitando que genes

    com caractersticas de interesse agronmico pudessem ser transferidos para vegetais

    (SANTARN, 2000).

    Agrobacterium uma bactria de solo, Gram negativa, aerbica, pertencente Famlia

    Rhizobiaceae (LIPP-NISSINEN, 1993). Sua importncia para os estudos de transformao de

    plantas reside na capacidade natural que esses patgenos possuem de introduzir DNA em plantas

    hospedeiras. Esse DNA integrado e passa a ser expresso como parte do genoma da planta.

    Como conseqncia dessa expresso, o padro normal de desenvolvimento alterado (LIPP-

    NISSINEN, 1993).

    Agrobacterium tumefaciens (figura 1) uma das cinco espcies do gnero Agrobacterium

    que pode penetrar em plantas, principalmente nas dicotiledneas, causando a galha-da-coroa.

    Esta bactria possui um plasmdeo indutor de tumor denominado Ti, parte do qual incorporado

    nas clulas da planta hospedeira, que passa a produzir hormnios vegetais e opinas (compostos

    sintetizados para a nutrio da bactria). Outra bactria do solo, Agrobacterium rihizogenes

    (figura 2), causadora da proliferao de razes secundrias no ponto de infeco tem sido tambm

    considerada excelente vetor para transformao gentica (BORM, 1998).

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  • Na transformao mediada por Agrobacterium (figura 3) necessrio que a bactria fique

    em contato com explantes, com potencial regenerativo, como segmentos de folhas jovens,

    embries zigticos, entrens, cotildones etc. A tcnica consiste em colocar o explante na

    presena do vetor de transformao (Agrobacterium) contendo o gene de interesse onde eles so

    co-cultivados. As bactrias ento infectam o tecido vegetal iniciando o processo de transferncia

    e transformao do genoma da planta. A seguir o tecido cultivado em meio de regenerao

    contendo antibitico para eliminao da Agrobacterium e um agente seletivo que um sistema

    baseado na utilizao de genes que conferem resistncia a antibiticos. As plantas transformadas

    so ento, regeneradas in vitro e posteriormente aclimatadas (BRASILEIRO, 1998).

    Quando a bactria conecta uma clula da planta, um segmento deste plasmdeo, chamado

    de T-DNA transferido do plasmdio Ti para o ncleo da clula da planta e integrado em uma

    posio aleatria em um dos cromossomos da planta durante a transformao (TORRES, 2003)

    A infeco por Agrobacterium requer um ferimento no tecido vegetal. Primeiramente,

    acreditava-se que o ferimento teria a funo de remover a barreira fsica imposta pela parede

    celular. Atualmente, sabe-se que as clulas feridas, mas metabolicamente ativas, excretam

    compostos fenlicos de baixo peso molecular, especificamente reconhecidos pela bactria no

    momento da infeco. Essas molculas foram identificadas como acetosiringona (AS) ou a-

    hidroxi-acetosiringona (OH-AS) (STACHEL et al., 1985), chalconas e derivados do cido

    cinmico (STACHEL et al., 1985) e so responsveis pela iniciao da transferncia do T-DNA

    (BRASILEIRO, 1998).

    No incio do processo de infeco de uma planta por Agrobacterium, ocorre o

    reconhecimento e a ligao da bactria clula vegetal. As bactrias so atradas em direo ao

    tecido vegetal por quimiotactismo em relao s molculas-sinal (compostos fenlicos, acares

    e aminocidos), que so exsudadas por clulas lesadas em decorrncia de ferimentos superficiais

    causados por insetos e geadas. Uma vez em contato com as clulas vegetais, as bactrias

    sintetizam microfibrilas de celulose para favorecer a formao de agregados de clulas

    bacterianas em volta do tecido vegetal ferido. A capacidade de infectar clulas vegetais est

    associada presena, nas agrobactrias, de um plasmdio de alto peso molecular (150 a 250 kb),

    conhecido como plasmdio Ti (Figura 4) (AHMED, 2000)

    Aps o ferimento e a colonizao no local seguida por neoplastia (formao de um calo) e

    produo de certos derivados de aminocidos (opinas) os sintomas continuam mesmo na ausncia

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  • das bactrias, implicando na presena de algum determinante gentico que transformou a planta.

    Este determinante o plasmdeo Ti que se integra ao genoma da planta hospedeira, havendo

    produo de vrias opinas (que so polipeptdios e servem de fonte de carbono e nitrognio

    bactria) e multiplicao acelerada das clulas transformadas. Diferentes tipos de pTi codificam a

    produo de diferentes opinas (octopina, nopalina, agropina), que so sintetizadas pela planta.

    Outros tipos de opinas tambm so sintetizadas pelas clulas das galhas da coroa. Por exemplo,

    clulas de tumor induzidas pelo tipo que produz nopalina, sintetizam tambm agropina e

    manopina (LIPP-NISSINEN, 1993).

    Mais de 600 espcies vegetais so conhecidamente susceptveis infeco por A.

    tumefaciens e A. rihizogenes, sendo a maioria delas da classe das Angiospermas dicotiledneas e

    Gimnospermas e com raridade das Angiospermas monocotiledneas (BRASILEIRO, 1998).

    As agrobactrias tm-se mostrado um vetor natural para transformao gentica, bastante

    eficiente para dicotiledneas. Por ser uma metodologia fcil de ser aplicada e de baixo custo a

    transformao via Agrobacterium tem sido a mais amplamente utilizada (BORM, 1998).

    A insensibilidade de certas espcies vegetais, especialmente Angiospermas

    monocotiledneas, infeco por Agrobacterium limita a utilizao dessa bactria como vetor de

    transformao gentica. Assim, sistemas de transformao direta, baseados em mtodos qumicos

    ou fsicos, foram desenvolvidos paralelamente ao sistema Agrobacterium (BORM, 1998).

    Sua importncia para os estudos de transformao de plantas reside na capacidade natural

    que esses patgenos possuem de introduzir DNA em plantas hospedeiras. Esse DNA integrado

    e passa a ser expresso como parte do genoma da planta (HOHN, 1992).

    FIGURA 1: ESTRUTURA DE AGROBACTERIUM TUMEFACIENS

    (FONTE: www.nsf.gov/.../news/press/01/pr01101derek1.htm)

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  • FIGURA 2: ESTRUTURA DE AGROBACTERIUM RHIZOGENES .

    (FONTE: HTTP:// www.bio.davidson.edu/metod/dsmeth/ds/htm)

    Figura 3: Esquema do processo natural de infeco de uma planta por Agrobacterium: 1) As bactrias do solo so atradas pela planta, aps um ferimento, atravs de molculas-sinal. 2) T-DNA transferido da bactria para o genoma da planta em forma de fita simples (fita-T). 3) Os genes presentes no T-DNA ento so expressos, sintetizando opinas e hormnios vegetais (citocininas e auxinas). 4) A sntese desses hormnios nas clulas transformadas provoca a formao da galha (FONTE: http://enhs.umn.edu).

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  • Figura 4: Vetor binrio, contendo o gene de interesse entre as extremidades do T-DNA, mantm em uma linhagem desarmada de Agrobacterium de forma independente do plasmdio Ti desarmado, cujos oncogenes foram eliminados e a regio vir mantida (Fonte: http://www.ufv.br/dbg/trab2002/TRANSG/TRG004.htm)

    TRANSFERNCIA POR ELETROPORAO DE PROTOPLASTOS

    Protoplastos so definidos como clulas desprovidas de paredes celulares (EVANS,

    1991). Para a introduo de DNA usando a eletroporao, os protoplastos so expostos a pulsos

    curtos de corrente contnua e alta voltagem, em presena do DNA exgeno. o mtodo mais

    indicado para plantas monocotiledneas como milho e trigo (EVANS, 1991).

    Parmetros como durao dos pulsos eltricos, intensidade do campo eltrico,

    concentrao e forma do DNA, presena ou ausncia de DNA carregador, composio do tampo

    de eletroporao e temperatura de incubao dos protoplastos devem ser determinados

    (SANTARM, 1998)

    No procedimento conhecido como fuso de protoplastos, os protoplastos de duas plantas

    diferentes so unidos, produzindo uma clula somtica hbrida. Logo aps a remoo das paredes

    e antes que elas sejam novamente formadas, os protoplastos so fusionados pela adio de um

    agente apropriado como polietileno glicol ou mediante descargas eltricas (RAVEN, 1999).

    Para a transferncia dos genes, os protoplastos previamente selecionados e purificados so

    mantidos em soluo juntamente com os plasmdeos que contem os genes a serem introduzidos.

    Aps isso se utiliza uma descarga de capacitores para produzir pulsos de alta voltagem que induz

    a abertura de poros na membrana celular, o que permite a penetrao e a eventual integrao dos

    genes no genoma (BRASILEIRO e DUSI, 1999)

    A descarga eltrica proveniente de um aparelho (eletroporador) que permite ao operador

    o controle da voltagem e sua durao, bem como ao nmero de pulsos e o intervalo entre estes. A

    amostra de suspenso das clulas intactas ou protoplastos contendo o material a ser inserido (em

    geral 0,4 a 1 ml acondicionada em uma cmara cilndrica de "plexiglass" cujas extremidades

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  • so formadas por dois eltrons de ao inoxidvel). O nmero de pulsos consecutivos a ser

    administrado, bem como sua intensidade e durao devem inviabilizar 50% das clulas (DL50),

    pois assim considera-se que a formao de material exgeno seria maximizada (EVANS, 1991).

    Esse tratamento induz uma alterao reversvel da permeabilidade da membrana

    plasmtica e poros temporrios so formados, permitindo a entrada do DNA nas clulas (Figura

    5). A extenso da formao de poros determinada pela intensidade e durao do pulso eltrico e

    pela concentrao inica do tampo de eletroporao. Os poros aumentam em tamanho e nmero

    com o aumento da durao e intensidade dos pulsos (BRASILEIRO e DUSI, 1999).

    Mais recentemente, foi sugerido que a induo de plasmlise parcial das clulas,

    imediatamente antes da eletroporao, substituiria o tratamento enzimtico (SABRI et al., 1996).

    A associao de plasmlise e eletroporao permitem a difuso do DNA em espaos

    intercelulares ou a penetrao lenta do DNA pelos poros das paredes celulares sendo o choque

    eltrico necessrio apenas para permeabilizar a membrana plasmtica (DEKEYSER et al., 1990).

    As clulas hbridas devem ser crescidas em meio de cultura slido para ocorrer o

    desenvolvimento de calos. Os calos devero originar embries somticos que, ao se

    desenvolverem, podero tornar-se plantas adultas frteis. Plantas hbridas haplides, obtidas por

    intermdio do uso de plen ou de pores (explantes) das anteras, so inviveis para a reproduo

    sexuada, sendo necessrio propag-las vegetativamente (RAVEN, 1999).

    A eletroporao uma tcnica rpida, simples e realizada sem agentes txicos s clulas,

    embora os pulsos eltricos possam ter efeito deletrio na sobrevivncia dos protoplastos e

    subseqente regenerao de plantas. Algumas plantas transgnicas foram obtidas utilizando essa

    tcnica (SHIMAMOTO et al., 1989)

    A grande vantagem deste mtodo que o tecido regenerado a partir de uma nica clula,

    evitando, desta forma as quimeras, porm a maior dificuldade a obteno de uma nova planta a

    partir de um protoplasto (EVANS, 1991). Tem sido altamente utilizada na observao da

    expresso transiente, que a expresso do gene exgeno sem que ele tenha sido incorporado ao

    genoma, permitindo assim, testar a funcionalidade de uma construo gnica, sem a necessidade

    de obter uma planta transgnica (AHMED, 2000).

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  • Figura 3: Esquema representativo do isolamento e purificao de protoplastos de nicotina

    tabacum (Fonte: http://www.ufv.br/dbg/trab2002/TRANSG/TRG004.htm).

    No caso da insero de material exgeno o mtodo aplicvel introduo de molculas

    de vrios tamanhos tais como a urease, grnulos de cromatina, 14c-sacarose, DNA e k-

    imunoglobulina em clulas animais. Em protoplastos isolados de plantas a eletroporao tem

    estimulado a absoro de 14c-insulina e calcena RNA e DNA. No caso de clulas intactas h

    citaes da injeo de DNA em leveduras e fumo (AHMED, 2000)

    O maior obstculo do mtodo est na dificuldade de regenerao de plantas a partir de

    protoplastos transformados. Mesmo quando a regenerao obtida, as plantas podem apresentar

    problemas de reduo de fertilidade (RHODES et al., 1989), alm de vrias espcies ainda serem

    consideradas recalcitrantes para essa tecnologia (BIRCH, 1997).

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  • BIOBALSTICA OU BOMBARDEAMENTO DE PARTCULAS

    Este mtodo foi desenvolvido por Sanford e colaboradores na Universidade de Cornell, e

    foi designado biobalstica (biolgico + balstica = biobalstica) em razo da alta velocidade

    imprimida aos microscpicos projteis revestidos com DNA (SANFORD, 1992 apud BORM,

    1998).

    Como os outros mtodos de transferncia direta de genes aplicam-se a praticamente toda

    espcie de planta. Em princpio a biobalstica abrangeria as trs condies principais que

    compem um mecanismo ideal de transferncia de genes: Permitiria a transformao de clulas,

    tecidos e espcies mais direta, simples e rapidamente; seria aplicvel para a transferncia de

    genes s numerosas clulas, tecidos e espcies para os quais os outros mtodos so falhos;

    praticidade de manuseio, pois atravs de um aparato relativamente simples pode-se transformar

    geneticamente eucariotos e procariotos (SANFORD, 1988). Esta uma tcnica que apresenta

    uma vantagem sobre as demais, uma vez que pode ser utilizada em tecidos intactos, alm disso, o

    procedimento no requer cultura de clulas ou pr- tratamento dos tecidos a serem bombardeados

    (RAVEN, 1999).

    O mtodo consiste na acelerao de micropartculas que atravessam a parede celular e a

    membrana plasmtica, de forma no letal, carregando substncias adsorvidas, como DNA, RNA

    ou protenas, para o interior da clula (KLEIN et al., 1987 SANFORD, 1988) rompendo a

    barreira da parede celular e da membrana plasmtica, sem o uso de vetores biolgicos. Para isso,

    microprojteis de ouro ou tungstnio (Figuras 5 e 6), cobertos com molculas de DNA, so

    acelerados a alta velocidade pelo acelerador de micropartculas que produz uma fora propulsora,

    usando plvora, gs ou eletricidade, o que possibilita sua penetrao em clulas intactas (Figura

    7). Aps o bombardeamento, uma proporo de clulas atingidas permanece vivel; o DNA

    integrado no genoma vegetal e incorporado aos processos celulares de transcrio e traduo,

    resultando na expresso estvel do gene introduzido (SANTARM e FERREIRA, 1997). Ele

    apresenta a vantagem de poder ser usado em tecidos intactos, dispensando procedimentos prvios

    de cultura de tecidos (SILVA, 2000). O termo biobalstica pode ser substitudo por acelerao de

    microprojteis ou bombardeamento de partculas (SANFORD, 1988).

    Todo o processo ocorre no interior de uma cmara sob vcuo, para evitar a desacelerao

    das partculas causadas pelo ar (MOREIRA, et al., 1999). A onda de choque gerada impulsiona o

    macrocarregador, no qual as micropartculas cobertas com DNA (microprojteis) foram

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  • previamente depositadas. Ao atingir a tela de reteno, a membrana retida e as micropartculas

    contendo o DNA continuam em direo s clulas alvo, penetrando na parede celular e

    membrana plasmtica (LACORTE et al., 1999; Figura 6).

    As molculas de DNA e RNA so eficientemente ligadas s pequenas partculas de

    tungstnio e molculas de diversos tamanhos podem ser arremessadas para dentro das clulas,

    tais como RNA de vrus do mosaico do fumo e plasmdeo de DNA (SANTARM e FERREIRA,

    1997). A desvantagem do tungstnio est na possibilidade das partculas sofrerem degradao

    cataltica com o passar do tempo, sendo txicas para alguns tipos de clulas (RUSSELL et al.,

    1992) so tambm sujeitas oxidao, o que afeta a adeso do DNA ou degrada o DNA aderido

    (RUSSELL et al., 1992).

    As partculas de ouro so mais uniformes e inertes biologicamente, no causando danos s

    clulas. No entanto, elas tendem a se aglomerar irreversivelmente em solues aquosas,

    reduzindo a eficincia do processo de introduo de DNA (KIKKERT, 1993).

    Sendo assim, a relao entre o tipo de microprojteis usado para o bombardeamento e a

    expresso temporria ou estvel do gene introduzido deve ser avaliada para cada espcie e tecido

    estudados (SANTARM, 1998)

    O processo de biobalstica foi inicialmente proposto com o objetivo de introduzir material

    gentico no genoma nuclear de plantas superiores. Desde ento, sua universalidade de aplicao

    tem sido avaliada, demonstrando ser um processo tambm efetivo e simples para a introduo e

    expresso de genes bactrias, protozorios, fungos, algas, insetos e tecidos animais

    (BRASILEIRO e CARNEIRO, 1998).

    A biobalstica uma tcnica bastante verstil, pois permite alm da transformao de um

    gentipo, pode tambm ser utilizado para uma organela como a mitocndria ou o cloroplasto.

    Uma das principais vantagens a eficincia na transformao de Gimnospermas e Angiospermas

    monocotiledneas, o que no observado na transformao por meio de Agrobacterium. Esse

    processo possibilitou a obteno de plantas transgnicas de diversas espcies cultivadas, que at

    ento no haviam sido transformadas por outras metodologias disponveis (AHMED, 2000)

    A maioria dos modelos biobalsticos atuais emprega macroprojteis, usados como veculo

    para acelerao dos microprojteis colocados na sua superfcie. Tipicamente, os macroprojteis

    tm a forma de um cilindro plstico ou disco de metal (FINER, et al., 1996).

    Uma das vantagens do sistema que este permite a introduo e expresso gnica em

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  • qualquer tipo de clula. Assim, foi permitida a transformao in situ de clulas diferenciadas sem

    necessidade de regenerao. Outra importante vantagem est na possibilidade de obteno de

    plantas transgnicas atravs da transformao de clulas-me do meristema apical. A tcnica de

    biobalstica mostrou-se bastante eficiente, pois as micropartculas conseguem atingir as trs

    camadas do meristema apical (BRASILEIRO e CARNEIRO, 1998) que formado por clulas

    iguais e estas vo se diferenciando em trs tipos de meristema primrio a protoderme, o

    procmbio e o cmbio vascular (RAVEN, 1999)

    Diversos parmetros fsicos e biolgicos devem ser levados em considerao para se

    estabelecer um protocolo de transformao utilizando-se esse mtodo, tais como a espcie vegetal

    e seu estado fisiolgico, o tipo de explante, tipo e tamanho da partcula, mtodo de precipitao,

    velocidade das partculas, tipo de equipamento (SANFORD et al., 1993).

    A biobalstica tem se mostrado um mtodo promissor para a introduo de novas e

    desejveis variedades, vrios protocolos de regenerao e transformao vem sendo publicados

    (KLEIN, 1987).

    Figura 5.: Micropartculas de ouro com 1 a 3 micrmetros de dimetro, recobertas com DNA a ser introduzido ( Fonte: http://www.fruticultura.iciag.ufu.br/transgenicos.htm#MTODOS )

    Figura 6. Micropartculas de tungstnio recobertas com DNA a ser introduzido. (Fonte: http://www.fruticultura.iciag.ufu.br/transgenicos.htm#MTODOS )

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  • Figura 7. Microprojtil utilizado na biobalstica. (Fonte: http://inventabrasilnet.t5.com.br/feijaot.htm)

    CONCLUSO

    As tcnicas de transformao gentica de plantas hoje uma prtica bastante utilizada,

    tm permitido acelerar o melhoramento vegetal e est avanando com extrema velocidade. Os

    mtodos de transformao variam tanto em eficincia quanto na forma de aplicao. Estes

    mtodos podem ser indiretos ou diretos. Os mtodos indiretos consistem na transformao

    mediada por algum agente biolgico como, por exemplo, o Agrobacterium mtodo que consiste

    em ocasionar um ferimento na planta e inserir, assim fragmentos de DNA, sendo um mtodo

    muito eficiente em dicotiledneas. Os mtodos diretos no necessitam desses vetores biolgicos e

    sim de processos fsicos ou qumicos como a eletroporao de protoplastos que introduz o DNA

    atravs de protoplastos que so acelerados at atravessar a membrana da clula a ser acrescido o

    DNA e a biobalstica que um mtodo onde micropartculas de ouro ou tungstnio so aceleradas

    conseguindo, assim, atravessar a membrana da clula. A obteno de plantas transformadas no

    o fim deste processo, pois so necessrias diversas pesquisas para garantir que estas plantas no

    apresentem risco sade e para serem posteriormente inseridas nos sistemas de produes.

    REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS AHMED, F. E. Molecular markers for early cncer detection. Journal of Environmental and Science health. v.18, p.75-125, 2000.

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    MTODOS DE TRANSFORMAO DE PLANTAS TRANSFERNCIA POR ELETROPORAO DE PROTOPLASTOS Biobalstica ou Bombardeamento de Partculas REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS