SIDA

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O caso mais paradigmático nos dias actuais é o Sindroma da Imunodeficiência Adquirida. A SIDA é um conjunto de infecções raras que as pessoas portadoras de HIV podem desenvolver. Assim, a maioria dos organismos responsáveis pelo aparecimento deste tipo de doença são bastante comuns e inofensivos para uma pessoa com um sistema imunológico saudável. No entanto, quando invadem um organismo que possui um sistema imunológico danificado, estes organismos podem provocar uma grave doença levando a complicações, por vezes fatais, ao organismo humano.

O HIV infecta as células que possuem receptores sobre os quais o vírus se pode fixar. As principais células humanas que possuem estes receptores são os macrófagos e certos linfócitos T auxiliares. O organismo reage à infecção viral, podendo identificar-se três fases essenciais: a primo-infecção, fase na qual ocorre a proliferação rápida do vírus e uma diminuição do número de linfócitos T auxiliares; a fase de latência que se traduz no estabelecimento de um equilíbrio em que a resposta imunitário do organismo limita o desenvolvimento do vírus e a fase de imunodeficiência, fase final em que o número de linfócitos T baixa drasticamente, instalando-se infecções oportunistas.

As três principais formas em que o HIV pode ser transmitido são: ter relações sexuais com alguém portador da doença sem o uso de preservativo; a partilha de utensílios contaminados com sangue infectado; pela transmissão da doença durante a gravidez, durante o parto ou através da amamentação da mãe para a sua descendência e pela transfusão de sangue de uma pessoa infectada. O vírus não é transmitido através do contacto diário social como o toque, o abraço ou um aperto de mãe. O HIV é geralmente diagnosticado através da análise de sangue de um indivíduo, chamado teste de detecção de anticorpos do HIV ou teste do HIV. Assim, este teste pretende localizar anticorpos formados pelo sistema imunológico se o HIV estiver presente. Quando uma pessoa é infectada com esta doença pode levar até três meses para que o sistema imunológico produza anticorpos que sejam detectados no teste.

O tratamento desta doença é um tratamento através de medicamentos que actuam sobre o vírus que a provoca, interferindo estes medicamentos na reprodução do agente invasor no interior da célula humana. Esta terapia anti-HIV foi introduzida no ano de 1996 pelo cientista Haart que viria a provar a sua eficácia controlando o HIV e atrasando o aparecimento de SIDA. Contudo, os tratamentos possuem efeitos secundários que por vezes originam complicações graves aos indivíduos.


Fonte:

www.roche.pt/sida/o_que_e_a_sida/

VACINAS

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As vacinas são o método mais eficaz e seguro de protecção a certos tipo de doenças. Mesmo que se dê apenas uma imunidade parcial, quando um organismo se encontra vacinado, este possui uma maior capacidade de resistência numa eventualidade de aparecimento de um agente invasor. Contudo, por vezes, não é suficiente uma única vacinação para o organismo ficar devidamente protegido. Em geral, é necessário executar várias inoculações da mesma vacina para reforçar a sua acção, nalguns casos ao longo de toda a vida do indivíduo. A vacinação para além da protecção pessoal, possui também benefícios para toda a comunidade pois interrompe a transmissão de doenças.

A imunização é definida como a aquisição de protecção imunológica contra uma dada doença infecciosa e esta é administrada por meio de vacinas, imunoglobulina ou soro de anticorpos. As vacinas são utilizadas para induzir a imunidade activa e assim, a imunidade é induzida contra futuras infecções pelo mesmo microrganismo. A imunidade activa dura muitos anos; a passiva é induzida pela administração de anticorpos contra uma infecção particular. Os anticorpos colhidos dos humanos são chamados imunoglobulina e os dos animais, soros. A imunidade passiva dura apenas algumas semanas.



Fonte : Silva, Etal 2009

OGM


A Biotecnologia consiste num conjunto de aplicações tecnológicas que utilizam sistemas biológicos, sejam eles plantas, animais, microrganismos, ou os seus derivados, para fabricar ou modificar produtos para um fim específico. Por vezes, a informação genética dos organismos utilizados é previamente manipulada, recorrendo a um conjunto de técnicas de Engenharia Genética que visam modificar os genes existentes, ou adicionar genes provenientes de um outro organismo.

Estes organismos sujeitos à manipulação genética são designados Organismos Geneticamente Modificados (OGM) e podem eles próprios constituir um alimento, ou ser utilizados para produzir aditivos (por exº vitaminas), ou auxiliares tecnológicos (por exº uma enzima).

Já agora faz-se a distinção entre o que é um OGM ( Organismo Geneticamente Modificado ) e um organismo transgénico.

• Por transgénico entende-se um organismo em que ocorre a introdução de um gene que é estranho a essa espécie, isto é, por exemplo, o caso do milho, em que é introduzido um gene de uma resistência a um antibiótico q se retirou, por exemplo duma bactéria , isso é um organismo transgénico.

• Num OGM, pode fazer-se essa modificação, mas com um gene dessa própria espécie, doutra variedade, por exemplo. Cite-se o caso do castanheiro, em que o seu cultivo tinha como base apenas a elevada produtividade, ou seja, seleccionavam-se os indivíduos mais produtivos e cruzavam-se. No entanto, e com o decorrer dos tempos, há perda de material genético, por vezes muito importante! Por exemplo, um gene que conferia à espécie resistência e uma determinada doença perdeu-se ao longo deste processo evolutivo rumo à produtividade; pode agora recorrer-se a um indivíduo no estado selvagem, clonar o gene em causa e voltar a inseri-lo nos indivíduos da cultura. Isto é um Organismo Geneticamente Modificado.

Fontes:
SILVA, Amparo Dias da; SANTOS, Maria Ermelinda; MESQUITA, Almira Fernandes; BALDAIA, Ludovina; FÉLIX, José Mário; Terra, Universo de Vida; Porto: PortoEditora, 2009.

IMUNIDADE CELULAR

A imunidade celular é mediada pelos linfócitos T e é particularmente efectiva na defesa do organismo contra agentes patogénicos intracelulares, pela destruição de células infectadas e contra células cancerosas. É também responsável pela rejeição de enxertos e de transplantes.

A defesa do organismo através da imunidade humoral, envolve os seguintes acontecimentos:

1 - O processo tem início com a apresentação do antigénio aos linfocitos T auxiliares (TH). As células apresentadoras podem ser macrófagos que fagocitaram e processaram agentes patógenicos (ao digerirem agentes patogénicos, formam-se fragmentos de moléculas com poder antigénico que são inseridas na sua membrana, assim estes exibem na sua superfície o antigénio, apresentando-o aos linfócitos TH que o reconhecem devido aos receptores específicos que possuem ficando activados); podem ser linfócitos B, células infectadas, células cancerosas ou células de outro organismo.



2 - O clone dos linfócitos TH divide-se e diferencia-se em linfócitos T citotóxicos (TC) e linfócitos T memória. Os linfócitos TH também libertam mediadores químicos (citoquinas) que estimulam a fagocitose, a produção de interferões e a produção de anticorpos pelos linfócitos B.




3 - Os linfócitos T de memória desencadeiam uma resposta mais rápida e vigorosa num segundo contacto pelo mesmo antigénio.



Memória Imunitária
Resposta imunitária primaria: o primeiro contacto do organismo com um antigénio origina uma resposta imunitária primaria, durante a qual são activados linfócitos B e T que se diferenciam em células efectoras e células de memoria.
Resposta imunitária secundária: eliminado o antigénio, as células efectoras desaparecem. As células de memória permanecem no organismo e dão origem a uma resposta imunitária secundaria, mais rápida, intensa e prolongada, num segundo contacto com o mesmo antigénio.

Estas propriedades designam-se resposta imunitária. A memória imunitária está na base da imunização artificial através da vacinação.

Fonte:

IMUNIDADE HUMORAL

A imunidade humoral é mediada por anticorpos que circulam no sangue e na linfa e que são produzidos após o reconhecimento do antigénio por linfócitos B.
Um macrófago fagocita um determinante antigénio e processa-o. Uma porção do antigénio, o determinante antigénico, liga-se a uma proteína do MHC e é apresentado à superfície do macrófago. O determinante antigénico é reconhecido pelo clone de linfócitos B que possui o receptor específico e por linfócitos T auxiliares. O clone de linfócitos B é activado e sofre multiplicação. Uma parte diferencia-se em plasmócitos e outra parte diferencia-se em linfócitos B de memória. Os plasmócitos produzem anticorpos que são libertados no sangue e na linfa. Os linfócitos B de memória são células que ficam no sangue por longos períodos de tempo e que respondem rapidamente num segundo contacto com o mesmo antigénio.
Os anticorpos interagem com o antigénio e levam à sua destruição. Após a sua destruição, os plasmócitos morrem e os anticorpos são degradados, diminuindo a sua concentração no sangue. Os linfócitos B de memória permanecem no sangue durante anos e desencadeiam a resposta imunitária secundária.

Os anticorpos pertencem a um grupo de proteínas globulares designadas imunoglobulinas. Estas têm estrutura em forma de Y e são constituídas por duas cadeias pesadas e duas cadeias leves. As cadeias possuem uma região constante, muito semelhante em todas as imunoglobulinas, e uma região variável. É na região variavel que se estabelece a ligação com o antigénio, formando o complexo antigénio-anticorpo.






Os anticorpos actuam sibre os antigénios de diversas formas:

-Neutralização: A ligaçao anticorpo-antigénio inactiva o agente patogénico ou neutraliza a toxina que ele produz

-Estimulação da fagocitose: A ligação anticorpo-antigénio estimula a ligação dos macrófagos e a fagocitose.

-Aglutinação: Os anticorpos agregam os agentes patogénicos, neutralizando-os e tornando-os acessíveis aos macrófagos.

-Precipitação: Ligação de moléculas solúveis do antigénio, formando complexos insolúveis que precipitam.

-Activação do sistema de complemento: O complexo anticorpo-antigénio activa uma das proteínas do sistema e desencadeia a reacção em cascata que activa todo o sistema

DNA FINGERPRINT

No genoma humano existem sequências de DNA repetitivas que são reconhecidas e cortadas por determinadas enzimas de restrição. Estas enzimas dividem o DNA em fragmentos cujas dimensões e composição em nucleótidos variam de pessoa para pessoa e reflectem as diferenças entre os alelos dos vários loci.
Diferentes fragmentos de DNA movimentam-se de modo diferente quando submetidos a electroforese (técnica em que determinadas moléculas são sujeitas à acção de um campo eléctrico num meio poroso) e o resultado é um padrão de bandas que difere de indivíduo para indivíduo.
( http://biohelp.blogs.sapo.pt/2575.html )





As principais aplicações da técnica do DNA fingerprinting são as seguintes:

- Genética forense – A dactiloscopia genética é uma técnica utilizada na ciência forense onde se analisam as diferenças entre os DNA minissatélites, já referidos, provenientes de material biológico deixado num local (sangue, cabelo, esperma…). Estes segmentos encontram-se entre os genes. A hipótese de dois indivíduos sem qualquer relação de parentesco possuírem exactamente os mesmos minissatélites é muito remota, por isso a dactiloscopia do DNA constitui um teste viável. A região minissatélite é cortada em fragmentos por enzimas de restrição que são separados através de electroforese. É produzido um padrão de bandas de DNA. Os padrões de indivíduos diferentes podem ser comparados e as diferenças são facilmente detectadas e as pessoas distinguidas. Isto permite a identificação de cadáveres e a identificação de criminosos. Contudo, na análise dos suspeitos de um crime, por exemplo, é de ter em conta se estes têm irmãos gémeos, uma vez que, através das impressões digitais genéticas, não se podem distinguir dois gémeos monozigóticos, pois os padrões de banda são os mesmos.

- Determinação de paternidade – Como cada indivíduo herda a disposição dos seus nucleótidos dos seus pais, comparando os padrões de banda de um indivíduo com os dos alegados progenitores, podem-se obter probabilidades de parentesco que nos levem a excluir a paternidade ou a confirmá-la com um elevado grau de certeza. Se os dois padrões forem suficientemente semelhantes (tendo em conta que só metade do DNA é herdado de cada progenitor), então a paternidade confirma-se.

- Se utilizada em conjunto com metodologias sociológicas, a técnica das impressões digitais genéticas pode ser usada para analisar padrões de migração e confirmar origens de étnicas.

- Esta tecnologia pode ser usada para prever a nossa saúde futura. Assim, pode ser utilizada para localizar os genes de doenças hereditárias. Se um padrão particular de DNA aparece repetidamente em diferentes doentes, os cientistas podem verificar qual(is) o(s) gene(s), ou pelo menos qual(is) pedaço(s) de DNA, que poderá(ão) estar envolvido(s). Como o conhecimento dos genes envolvidos na susceptibilidade a uma doença dá pistas sobre fisiologia subjacente à doença, o DNA fingerprinting auxilia no desenvolvimento de terapias. Pode também ser usado no período pré-natal para detectar possíveis anomalias hereditárias, como a distrofia muscular ou a doença de Huntington, de forma a que possa ser disponibilizado aconselhamento médico e possam ser adoptadas as devidas precauções.

( http://www.biologia-ap.no.comunidades.net/index.php?pagina=1288163696 )


PCR



PCR é uma técnica que permite amplificar qualquer porção de DNA fora das células.
Material necessário para a técnica de PCR:
-
sequências de DNA que se pretende amplificar;
- um par de iniciadores (primers);
-
os quatro tipos de nucleótidos;
-
uma polimerase DNA (Taq);
-
solução-tampão que impeça variações de pH e que contenha Mg² , ião essencial para a actividade da polimerase.

A reacção de PCR corresponde a um conjunto de ciclos, englobando cada um destes ciclos:
- Desnaturação da dupla hélice:
é conseguida com a incubação do DNA a uma temperatura de 95°C, formando duas cadeias simples a partir de uma dupla cadeia;
- Emparelhamento dos iniciadores:
diminuição da temperatura aproximadamente para os 55°C, para ocorrer a ligação dos primers;
- Polimerização de DNA:
ocorre a 70°C, temperatura óptima de actividade da Taq polimerase. Esta liga-se na região dos iniciadores, e promove a polimerização, com elongação da cadeia de DNA, servindo a outra como molde.

Este ciclo é repetido dezenas de vezes, para obter milhões de cópias de DNA, em poucas horas e sem intervenção manual. No final, leva à produção de 2^n moléculas de DNA de interesse, em que n representa o número de ciclos.
A taq polimerase
é uma polimerase extraída da Thermus aquaticus, uma bactéria que habita fontes termais com água extremamente quente, resistindo às variações de temperatura e contribuindo significativamente para o sucesso da técnica de PCR (o aquecimento para desnaturar as cadeias de DNA provocava a inactivação definitiva da polimerase, obrigando a adicionar mais enzima por ciclo de aquecimento).

Um dos aspectos mais negativos desta técnica é a grande sensibilidade ``a contaminação com DNA estranho, podendo ocorrer emparelhamento entre os iniciadores e este DNA estranho, amplificando sequências não pretendidas.
( http://www.biologia-ap.no.comunidades.net/index.php?pagina=1288163696 ; http://biohelp.blogs.sapo.pt/2575.html )




A utilização da técnica de PCR serve essencialmente para a obtenção de grandes quantidades de DNA em pouco tempo, a partir de uma quantidade muito pequena. Esse DNA pode ser posteriormente utilizado em técnicas de recombinação de DNA ou em fingerprint.

TÉCNICA DO DNA COMPLEMENTAR (cDNA)



O DNA complementar (cDNA) é um outro processo através do qual se podem conseguir bibliotecas de genes e é utilizado, na maior parte das vezes, como um auxiliar da técnica do DNA recombinante. O cDNA é obtido a partir do mRNA maturado (que já sofreu processamento e que, portanto, não possui intrões) por complementaridade de bases. Esta transcrição em sentido inverso é conseguida através da acção da enzima viral denominada transcriptase reversa. Assim, o mRNA funciona como molde para a síntese de uma cadeia de DNA. Após a formação da cadeia de DNA, a enzima DNA polimerase actua, formando, por complementaridade, a outra cadeia de DNA a partir dos nucleótidos presentes no meio, constituindo-se uma molécula estável.
( Silva_etal 2009 )








A aplicação do DNA complementar pode ser utilizada na
obtenção de cópias de genes que codificam produtos com interesse, que torna possível a produção de proteínas humanas por procariontes que podem ser cultivados facilmente em biorreactores.

TECNOLOGIA DO DNA RECOMBINATE (rDNA)



A tecnologia do DNA recombinante, permite combinar na mesma molécula de DNA genes provenientes de fontes diferentes, mas não necessariamente de espécies diferentes, dando origem a uma molécula de DNA recombinante (DNAr).
Esta tecnologia baseia-se na utilização de ferramentas moleculares
como as enzimas de restrição, as ligases do DNA e os vectores.
As enzimas de restrição
reconhecem determinadas sequências de DNA e cortam a molécula nesses locais. As zonas de restrição correspondem a sequências de DNA curtas e simétricas que se lêem da mesma forma nas duas cadeias na direcção 5'-3'. Os fragmentos obtidos são então incorporados num vector, isto é, numa molécula capaz de transportar o fragmento de DNA para uma célula. Os bacteriófagos e os plasmídeos são dois exemplos de vectores utilizados na tecnologia do DNA recombinante.
Para que o fragmento de DNA estranho seja incorporado no vector, é necessário que a mesma enzima de restrição que actuo sobre esse DNA actue sobre o vector, de forma a expor uma sequência nucleótida complementar. Os dois segmentos de DNA ligados por acção da enzima DNA ligase produzindo uma nova molécula estável - DNA recombinante.
( http://biohelp.blogs.sapo.pt/2575.html )
( Silva_etal 2009 )



Inserção de DNA estranho num Plasmídeo





Processo de obtenção e expressão de uma molécula de DNAr:

1 -
Selecciona-se uma molécula de DNA dadora, contendo o gene com interesse que se pretende transferir e clonar, e um vector adequado.
2 -
A molécula de DNA e o vector são tratados com a mesma enzima de restrição, que corta as duas moléculas em regiões com a mesma sequência de nucleótidos.
3 -
Misturam-se os fragmentos de restrição da molécula de DNA e o vector e juntam-se ligases do DNA. O vector e os fragmentos de restrição emparelham pelas extremidades coesivas, que são complementares, e a ligase estabelece a ligação.
4 -
O vector, contendo o DNA dador, é transferido para uma célula ou organismo receptor.
5 -
O DNA dador é incorporado no genoma da célula ou organismo receptor, que passa a possuir um DNA recombinante.
6 -
Um meio selectivo ou testes químicos permitem identificar as células que exprimem o gene desejado. No processo descrito formam-se fragmentos de restrição que não têm o gene desejado e nem todas as células receptoras incorporam o DNA dador.
( http://biohelp.blogs.sapo.pt/2575.html )



http://www.sobiologia.com.br/conteudos/Biotecnologia/recombinante.php




As aplicações do DNA recombinante:


- Disfunção hipofisária

- Processos de cicstrização de feridas

- Cancro

- Hemofilia

- Hepatite B

- Despiste da SIDA

- Anemia

- Insulina

SÍNDROMES

Síndrome de Down

· Trissomia 21 (47, XX + 21 ou 47,XY + 21)

· É a aneuploidia mais viável no Homem.

· Indivíduos de baixa estatura com uma morfologia das pálpebras característica, boca pequena e atraso mental em grau variável.




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Síndrome de Edwards


· Trissomia 18

· Atraso mental grave, malformações cardíacas e morfológicas. Raramente sobrevivem mais do que alguns meses.


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Síndrome de Patau

· Trissomia 13

· Malformações morfológicas e do sistema nervoso central graves. Atraso mental profundo. Raramente sobrevivem mais do que alguns meses.


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Síndrome de Turner

· Monossomia X (45,X0), outros.

· Infantilismo sexual (formação de ovários vestigiais),baixa estatura, pregas perigonucais, inteligência, geralmente, normal.

· A maioria dos sintomas são mais notórios na puberdade, pelo que nesta idade, se as doentes não forem submetidas a um tratamento hormonal, não desenvolverão os caracteres sexuais secundários.



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Trissomia do X


· 47,XXX

· Mulheres com estatura normalmente acima da média, frequentemente estéreis e com inteligência acima do normal.


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Síndrome de Klinefelter

· 47,XXY

· Estatura grande, testículos e pénis pequenos, reduzida pilosidade púbica e seios salientes.


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Ideias retiradas de:

http://biohelp.blogs.sapo.pt/2939.html