Biotecnologia

Biotecnologia é o ramo da Biologia que desenvolve tecnologias a partir de organismos vivos, ou matéria-prima a partir deles, baseado nos processos biomoleculares e celulares, para criar ou modificar produtos e resolver problemas na sociedade.

São exemplos de produtos e métodos criados a partir das ciências biológicas aplicadas:

• Vacinas;
• Antibióticos;
• Clonagem;
• Transgênicos;
• Fertilização in vitro.

Tipos de Biotecnologia

Para facilitar a identificação, a Biotecnologia é classificada em 10 cores de acordo com a área de atuação.

• Biotecnologia vermelha: tecnologias desenvolvidas para medicina e saúde humana.
• Biotecnologia branca: tecnologias para melhorar os processos industriais.
• Biotecnologia verde: tecnologias para a agricultura.
• Biotecnologia azul: tecnologias para o aproveitamento dos recursos marinhos.
• Biotecnologia amarela: tecnologias para nutrição e produção de alimentos.
• Biotecnologia cinza: tecnologias para a proteção e recuperação do meio ambiente.
• Biotecnologia marrom: tecnologias para o tratamento do solo.
• Biotecnologia dourada: tecnologias para bioinformática e nanobiotecnologia.
• Biotecnologia roxa: tecnologias para propriedade intelectual e biossegurança.
• Biotecnologia preta: tecnologias utilizadas como armamento biológico.

Importância da Biotecnologia

Embora o ser humano faça uso da biotecnologia há milhares de anos, utilizando, por exemplo, microrganismos para fazer pães, bebidas e queijos, os conhecimentos em diversas áreas científicas revolucionaram o modo de manipular os organismos, a fim de obter certos produtos e processos.

O desenvolvimento da biotecnologia, com o apoio da Microbiologia, Biologia Molecular, Genética, Engenharia e Informática, entre outras áreas, é importante para:

• Prevenir doenças, reduzindo a gravidade e a fatalidade;
• Diagnosticar doenças precocemente e salvar a vidas;
• Diminuir custos, simplificar e acelerar a produção industrial;
• Criar plantas e insumos com características desejáveis para aumentar o rendimento agrícola.

Vale destacar que esses exemplos estão relacionados com as áreas de maior desenvolvimento da Biotecnologia, mas a sua importância não se restringe a apenas isso.

Aplicações da Biotecnologia

As aplicações mais importantes da biotecnologia estão relacionadas com a área da medicina, além da agricultura e produção de alimentos e também no meio ambiente.

Na Medicina:

• Produção de insulina, medicamentos e vacinas;
• Manipulação de animais, como o porco, para utilizar os órgãos em transplantes;
• Produção de anticorpos em laboratório para pacientes com sistema imunitário deficiente;
• Terapia gênica para tratamento de doenças como câncer, neurológicas e cardiovasculares, cujos tratamentos convencionais não são eficientes;
• Pesquisa com células-tronco para fins terapêuticos.

Na Agricultura:

• Produção de insumos, tais como: fertilizantes, sementes e agrotóxicos;
• Melhoramento genético de plantas;
• Processamento de alimentos: alimentos transgênicos

No Meio Ambiente:

• Biorremediação: dependendo do tipo de contaminação e das condições do ambiente são usadas diferentes técnicas para reduzir ou eliminar contaminações no meio ambiente;
• Bioconversão de resíduos provenientes da agricultura;
• Produção de biocombustíveis a partir de organismos vivos ou de resíduos vegetais;
• Produção de plástico biodegradável a partir de microalgas.

Saiba mais sobre a Biorremediação.

História da Biotecnologia

Na antiguidade, há mais de 4000 anos atrás, já se utilizava técnicas de manipulação de seres vivos para obter certos resultados; por exemplo, para fazer o vinho ou o pão, em que o segredo é a fermentação realizada por microrganismos, as leveduras.

Início da Microbiologia

Com o desenvolvimento das diversas áreas científicas, passou-se a entender como aconteciam os processos. No final do século XIX, os estudos microbiológicos de Louis Pasteur levaram-no a desvendar a fermentação em seus experimentos.

Descoberta da molécula de DNA

Com isso, deixou-se de acreditar na geração espontânea e as atenções voltaram-se ao estudo dos microrganismos e da teoria celular.

Os cientistas James Watson, Francis Crick e Maurice Wilkins foram agraciados com o Prêmio Nobel em 1962 por descreverem a estrutura da molécula de DNA no ano de 1953 na revista Nature.

O modelo apresentado pela dupla baseou-se nas informações de Erwin Chargaff sobre as bases nitrogenadas utilizando a técnica de cromatografia e nas imagens por difração de raios X obtidas por Rosalind Franklin.

Engenharia Genética e DNA Recombinante

Os estudos se aprofundaram e em 1978, 3 pesquisadores novamente receberam o Prêmio Nobel por isolarem enzimas de restrição, fundamento para a técnica do DNA recombinante.

Leia sobre a geração espontânea em Origem da Vida.

Biotecnologia na Medicina

Laboratório de pesquisa biológica.

Os objetivos iniciais da biotecnologia moderna eram voltados para questões de saúde humana e de animais, com a utilização de microrganismos para a fabricação de remédios.

Entretanto, as técnicas se diversificaram bastante e atualmente são muitas as possibilidades de aplicação, tanto dentro da medicina como nas outras áreas.

Vale destacar que as pesquisas começaram a ser desenvolvidas nos laboratórios das universidades e centros de pesquisa públicos, entretanto, atualmente quem domina as pesquisas e o mercado da biotecnologia são as empresas privadas, grandes multinacionais farmacêuticas e agro-químicas, portanto os valores e objetivos são diferentes.

Aplicações da Engenharia Genética

São muitas as biotecnologias usadas no ramo da saúde, sendo essa uma das maiores áreas de aplicação dessas técnicas no Brasil.

São usados órgãos de animais para transplantes, produção de insulina e vacinas através da técnica de DNA recombinante, entre outras para produção de medicamentos, hormônios e anticorpos.

Muito polêmicas são as abordagens relacionadas com a clonagem, que envolve questões éticas.

Assim mesmo, tem continuado as pesquisas e são aplicadas a clonagem reprodutiva, em casos de infertilidade ou para evitar doenças futuras, e a clonagem terapêutica, que aponta para o tratamento de doenças degenerativas usando células-tronco, como uma vantagem do método.

Leia também sobre Terapia Gênica.

Biotecnologia na Agricultura

Cultura de tecidos vegetais.

No setor da agricultura e dos alimentos estão os usos mais antigos da biotecnologia, por exemplo, quando o ser humano fazia cruzamentos entre espécies de plantas para se obter outras variedades ou melhorar os resultados da colheita.

"Revolução Verde"

Na segunda metade do século XX um modelo desenvolvido principalmente nos EUA, se internacionalizou através da chamada “Revolução Verde”.

No Brasil, a partir da década de 1960, seguindo os moldes da "revolução verde", começaram a ocorrer transformações no meio rural, cujos objetivo eram: modernizar o setor agrícola, aumentar a oferta de alimentos e de produtos para a exportação, e ainda liberar mão-de-obra para ser utilizada pelo setor urbano-industrial.

Foram implementadas tecnologias importadas que eram desenvolvidas para climas temperados e não para ecossistemas tropicais, onde os solos são bem diferentes e há uma maior biodiversidade, como é o caso do Brasil.

Organismos Geneticamente Modificados (OGM) e Transgênicos

A produção de transgênicos é realidade e os principais alimentos modificados são o milho, a soja e o trigo.

A soja, por exemplo, está presente em grande parte dos alimentos industrializados sob diversas formas, é um dos principais alimentos transgênicos e nem sempre essa informação é repassada corretamente ao consumidor.

Biotecnologia Ambiental

A utilização das biotecnologias ambientais são formas de reverter uma situação criada pelo ser humano e que se torna crescente no mundo todo, a produção de resíduos provenientes das diversas atividades humanas.

É uma forma de usar processos naturais controlados, para melhorar a condição de ecossistemas poluídos ou ainda para criar soluções biodegradáveis que evitem a poluição.

Assim, são usados seres vivos: bactérias, algas, plantas, entre outros, para realizarem processos tais como fermentação, respiração aeróbica e anaeróbica e controlar a poluição de um determinado ambiente.

Outra aplicação interessante da biotecnologia na área ambiental é a de reaproveitamento dos resíduos agrícolas (como o bagaço de cana), ou efluentes sólidos (esgoto) para a produção de energia e biocombustíveis.

Vantagem ou Desvantagem?

Muitas das aplicações da biotecnologia podem ser vantajosas para a humanidade, mas geram controvérsias a respeito das consequências sobre a saúde humana e animal, os impactos ambientais e a sociedade.O certo é que ainda não se sabe ao certo os efeitos a longo prazo.

Benefícios da Biotecnologia

• Aumento da produção de alimentos, motivado principalmente pela possibilidade de acabar com a fome no mundo;
• Possibilidade de se obter alimentos mais nutritivos e com propriedades medicinais;
• Técnicas terapêuticas para doenças que ainda não tem cura, como o câncer, ou cujos tratamentos não são tão eficientes;
• Produção de medicamentos, além de hormônios, anticorpos e insulina;
• Uso da biorremediação para controlar e eliminar a contaminação nos ambientes;
• Produção de produtos biodegradáveis para reduzir a poluição ambiental;

Impactos Negativos

• Utilização intensiva de agrotóxicos e fertilizantes inorgânicos;
• Interferência no equilíbrio da natureza;
• Criação de sementes geneticamente modificadas (inférteis);
• "Poluição genética", uma vez que não é possível controlar os efeitos da disseminação de organismos geneticamente modificados no ambiente;
• Alimentos transgênicos podem causar alergias, entre outros prejuízos.
• Questões éticas relacionadas à clonagem de seres vivos;
• A produção de células-tronco produz estresse celular que pode ter como consequência o envelhecimento precoce, entre outras;