Questions and Answers
Quais são os mecanismos pelos quais a síntese proteica é bloqueada?
Qual enzima é inibida na planta transgênica Flavr Savr?
Poliglacturonase (PG)
O mecanismo CRISPR/Cas9 é usado para _____ genes.
knockout
Quais técnicas são utilizadas para o knockout de genes?
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Qual é a função da nuclease Cas9 no sistema CRISPR?
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Combine as partes do sistema CRISPR/Cas9 com suas respectivas funções:
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O RNA guia no sistema CRISPR é composto por uma cadeia dupla de RNA.
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Quais das seguintes opções são métodos para produzir OGMs desprovidos de SMG? (Escolha todas que se aplicam)
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O que é um vetor binário com duas cassetes de expressão?
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Os promotores constitutivos estão ativos em todas as circunstâncias na célula.
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Um gene que pode estar a ser transcrito de forma __________ em todos os tecidos é controlado por um promotor constitutivo.
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Relacione os tipos de promotores com suas características:
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Os vetores de expressão e vetores de clonagem são a mesma coisa.
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O que é necessário para que um gene introduzido possa ser expresso corretamente em organismo transgénico?
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Qual das opções abaixo não é uma desvantagem da co-transformação utilizando um sistema de seleção negativo?
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O que caracteriza o Arroz Dourado?
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Qual das seguintes técnicas cromatográficas separa as proteínas com base nas suas características de carga?
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O que é a cromatografia de exclusão molecular?
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A cromatografia de interação hidrofóbica separa as proteínas com base na sua hidrofobicidade.
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Quais fatores devem ser considerados na estratégia de purificação de proteínas?
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Qual dos seguintes passos não faz parte do protocolo do Western blot?
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Qual é a técnica utilizada para a identificação de proteínas com base na sua composição elementar?
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Os genes de seleção permitem exercer a pressão ________ no sentido de selecionar as células que integraram o SMG.
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O gene flow refere-se à transferência de genes entre organismos de diferentes espécies apenas.
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Qual dos seguintes é um exemplo de marcador de seleção geralmente utilizado na transformação genética?
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Quais destas opções são exemplos de aplicações da biotecnologia? (Selecione todas as que se aplicam)
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Quem foi o primeiro a utilizar o termo biotecnologia?
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Qual foi a descoberta de Alexander Fleming em 1928?
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Qual é o objetivo principal da biotecnologia azul?
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Os medicamentos biológicos são apenas produzidos através de síntese química.
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Quais são as etapas para a produção de insulina a partir de biotecnologia?
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Quais dos seguintes fármacos são classificados como biofármacos?
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Os [__________] são usados para clonar fragmentos de DNA com um tamanho médio de 4 kb.
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Os biossimilares são equivalentes a medicamentos genéricos químicos.
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Qual é o intuito da química verde?
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Quais das opções a seguir representam ramos da biotecnologia?
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Study Notes
Introdução à Biotecnologia
- A biotecnologia é a área científica que se dedica ao desenvolvimento de produtos ou processos com utilidade em áreas como a saúde, alimentação, indústria ou ambiente, tendo como base a utilização de organismos vivos ou de sistemas biológicos.
- Exemplos de aplicações da biotecnologia: pão (leveduras modificadas), iogurte (Lactobactérias), cereais (milho transgénico), café (filtro branqueado com enzimas), leite com redução de lactose (enzimas).
História da Biotecnologia
- No antigo Egito, já se produziam vinho e cerveja, bem como alimentos fermentados, como queijo e iogurte.
- Na América do Sul, os seres humanos estão a otimizar as variedades de batata através da seleção e do cultivo.
- Em 1976, o físico Edward Jenner administra a primeira vacina, observando uma conexão entre a variante do vírus que afeta os humanos e a inofensiva varíola bovina.
- Em 1859, Charles Darwin desenvolve sua teoria da evolução, baseada em mutações e seleção natural.
- Em 1864, Louis Pasteur inventa a pasteurização, na qual alimentos como o leite são aquecidos por um curto período de tempo para matar quaisquer micróbios que contenham e garantir uma vida útil mais longa.
- Em 1865, Gregor Mendel é o primeiro a formular as regras para a herança de características genéticas.
- Em 1915, foi registrada uma patente para o uso de enzimas em detergentes para roupa, para quebrar as moléculas de gordura, proteína e amido nas manchas da roupa.
- Em 1919, Karl Ereky usa o termo biotecnologia pela primeira vez em seu livro, com o objetivo de usar a biotecnologia para melhorar a produção de alimentos nos “anos de fome” que se seguiram à Primeira Guerra Mundial.
Ramos da Biotecnologia
- Biotecnologia Azul: ramo da biotecnologia aplicada aos ambientes marinhos, que explora a biodiversidade dos ecossistemas marinhos e sua potencial aplicação biotecnológica.
- Biotecnologia Vermelha: ramo da biotecnologia utilizado nas áreas da saúde e farmacologia, que considera o estudo, desenvolvimento e produção de fármacos com recurso à tecnologia recombinante.
- Biotecnologia Branca: ramo da biotecnologia associado à produção industrial, que considera a substituição de tecnologias poluentes por tecnologias limpas, tirando partido da utilização de microorganismos e plantas.
- Biotecnologia Verde: ramo da biotecnologia aplicado à agricultura, desenvolvimento do setor agrícola com a produção de culturas resistentes a estresses bióticos e abióticos, e ambiente, utilizando microorganismos e plantas para reduzir a poluição.
Biotecnologia Vermelha - Médica
- Desenvolvimento de terapias que utilizam células ou microrganismos, recorrendo a técnicas de engenharia molecular.
- Desenvolvimento de organismos para a produção de produtos farmacêuticos, como proteínas terapêuticas (hormonas de crescimento, insulina, anticorpos) e antibióticos.
Biofármacos
- São medicamentos cuja substância ativa é produzida ou extraída de uma fonte biológica.
- Incluem derivados do sangue e plasma, medicamentos biotecnológicos, vacinas e medicamentos de terapia avançada (terapia genética, terapia com células somáticas e engenharia de tecidos).
Anticorpos Monoclonais
- São proteínas produzidas por células clones, que reconhecem e se ligam a um antígeno específico.
- Pode servir como: competidor contra moléculas com ação indesejável, substituto de moléculas deficitárias, agonista, inibidor ou bloqueador de ação de moléculas e células.
Líquidos Iónicos - Green Solvents
- São substâncias que permanecem líquidas a temperaturas ambiente, têm uma pressão de vapor desprezável, são não inflamáveis e têm uma estabilidade térmica e química elevada.
- São considerados "solventes verdes" devido à sua baixa toxicidade e ao fato de serem biocompatíveis.
- São utilizados em aplicações como a separação e purificação de proteínas, incluindo biofármacos.### Líquidos Iônicos em Cromatografia
- Líquidos iônicos (ILs) são utilizados como ligantes cromatográficos em matrizes macroporosas para purificar ácidos nucleicos
- Os ILs atuam como ligantes multimodais e apresentam uma notável capacidade de ligação
- O suporte pode ser regenerado e reutilizado sem comprometer seu desempenho de separação
Proteômica
- A proteômica é a ciência que estuda sistematicamente um proteoma (conjunto de proteínas expressas por um genoma, célula ou tecido em um determinado momento e sob determinadas condições fisiológicas)
- Objetivo da proteômica: avaliar quantitativa e qualitativamente as proteínas que atuam no metabolismo celular
Extração de Proteínas
- Extração de proteínas: etapa fundamental para a análise do perfil proteico
- Métodos de extração:
- Lise celular (disrupção dos tecidos para libertar as proteínas presentes no interior das células)
- Rotura da membrana plasmática com azoto líquido
- Utilização de tampão de lise/extração rico em detergentes para romper a camada lipídica da membrana plasmática
- Composição do tampão de extração determina a presença de proteínas no sobrenadante ou precipitado
Quantificação de Proteínas
- A quantificação de proteínas totais presentes na amostra é realizada após a extração
- Métodos de quantificação:
- Método de Bradford (utiliza o corante Coomassie Brilliant Blue que complexa com as proteínas originando um máximo de absorção a 595 nm)
- Reta de calibração com os valores da proteína padrão (albumina de soro bovino, BSA)
Separação e Purificação de Proteínas
- Técnicas de separação baseadas nas propriedades físico-químicas e biológicas das proteínas (tamanho, carga, hidrofobicidade, afinidade por ligandos, localização celular)
- Métodos de separação:
- Eletroforese uni-dimensional (SDS PAGE)
- Eletroforese bi-dimensional (2 DE)
- Cromatografia líquida (LC MS)
- Cromatografia de troca iónica
- Cromatografia de exclusão molecular
- Cromatografia de interação hidrofóbica
- Cromatografia de afinidade
Identificação de Proteínas
- Técnicas imunoquímicas: Western blot Protocol
- Digestão de proteínas (tripsina) e identificação das proteínas por Espetrometria de Massa (MS)
- Componentes de um espetrómetro de massa:
- Compartimento de entrada da amostra
- Fonte iões
- Analisador de massa
- Detetor
- Sistema de dados
- Softwares para identificação de proteínas: MASCOT e SWISS-PROTHere are the study notes:
Gene e Genoma
- O gene é um segmento de DNA que codifica a informação transmitida de geração em geração (herdada), considerado a unidade fundamental, física e funcional da hereditariedade.
- O genoma completo em eucariotas é a informação genética (DNA) armazenada no núcleo das células e em alguns organelos (mitocôndrias e cloroplastos), herdada de forma materna.
Estrutura do DNA
- O DNA nuclear é uma dupla sequência linear de nucleótidos, com as duas cadeias apresentando orientação antiparalela na estrutura de dupla cadeia.
- As bases azotadas (A, T, C, G) localizam-se para o interior das cadeias.
- A cadeia simples é estabelecida por ligações fofodiester (extremidade 3' hidroxilo do nucleótido receptor e 5' fosfato).
- As ligações que permitem manter a estrutura de dupla hélice são ligações de hidrogênio, que se estabelecem tendo por princípio a complementaridade entre bases (A::T, C:::G).
Conteúdo de Informação Genética
- O conteúdo de informação genética ao nível no núcleo é extremamente variável, e é medido pelo valor C (C value), que é a quantidade de DNA contida num núcleo haploide (gâmeta).
- A complexidade de um genoma eucariota está relacionado com o conteúdo de DNA nuclear, e não há correlação entre a complexidade dos organismos e o tamanho do genoma.
Fluxo de Informação Genética
- O fluxo de informação genética é o processo pelo qual a informação genética presente no DNA é transmitida para o RNA e, posteriormente, para as proteínas.
- A plasticidade fenotípica é a habilidade de um único genótipo expressar diferentes fenótipos em relação às características variáveis do ambiente.
Identificação e Isolamento de um Gene de Interesse
- Existem duas estratégias para identificar e isolar um gene de interesse: a estratégia target gene e a estratégia Ómicas.
- A estratégia target gene envolve a utilização de primers específicos para amplificar a sequência de um gene conhecido ou desconhecido na espécie.
- A estratégia Ómicas envolve a análise de todo o transcriptoma, proteoma e metaboloma para identificar genes diferencialmente expressos.
Procedimento para Obter uma Planta Geneticamente Modificada
- O procedimento para obter uma planta geneticamente modificada envolve quatro etapas: identificação do gene de interesse, transformação genética, seleção dos OGMs e regeneração dos OGMs.
Marcadores de Rastreio e Seleção
- Os marcadores de rastreio permitem detectar as células que integram o transgene, enquanto os marcadores de seleção permitem selecionar as células que integram o SMG (selectable marker gene).
- Os genes reporter, como o GUS e o GFP, permitem detectar a expressão do transgene de forma visual.
- Os sistemas de seleção podem ser classificados em positivos, condicionais, tóxicos não tóxicos e negativos, dependendo do modo de ação do gene inserido.
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Description
A biotecnologia é uma área científica que se dedica ao desenvolvimento de produtos ou processos utilizando organismos vivos ou sistemas biológicos. Ela tem aplicação em saúde, alimentação, indústria e ambiente. Este quiz irá testar seus conhecimentos sobre conceitos básicos da biotecnologia.
