Técnicas de Melhoramento Genético e Engenharia Genética

Melhoramento Convencional

Novas combinações de genes são produzidas por cruzamentos de indivíduos escolhidos, o que aumentou significativamente a produtividade das plantas. Contudo, o alcance de novos patamares de produtividade é limitado pela restrição da variabilidade genética nas espécies cultivadas, resultado do próprio processo de melhoramento.

Mutações

• Mutações (Evolução): Processo primário de criação de variabilidade, mantidas na população por seleção natural e recombinações genéticas.
• Mutações Induzidas (Melhoramento Genético): Técnica que visa aumentar a variabilidade da espécie através de meios químicos ou físicos, como radiações.

As mutações induzidas ocorrem de forma aleatória, não podem ser direcionadas, são recessivas, difíceis de detectar e, normalmente, prejudiciais ou associadas a alterações indesejáveis.

Quando utilizar mutações induzidas?

• Plantas de reprodução vegetativa sem sementes ou com produção ocasional.
• Quando a hibridação é inviável ou apresenta dificuldades.
• Espécies com pouquíssima variabilidade.
• Busca por características agronômicas desejáveis em casos de barreiras de isolamento reprodutivo.

Engenharia Genética

Envolve a manipulação direta do material genético, permitindo a transferência de genes entre organismos sem a necessidade de compatibilidade sexual. Diferente do cruzamento convencional, o melhorista pode focar em características específicas.

Organismos Geneticamente Modificados (OGM)

São organismos cujo material genético (DNA e RNA) foi modificado por técnicas de engenharia genética, como a manipulação de moléculas de DNA recombinante.

Ferramentas Moleculares

• Enzimas de Restrição: Conhecidas como "tesouras moleculares", cortam o DNA em sítios específicos.
• Enzimas de Ligação (Ligases): Permitem a união do DNA fragmentado.
• Plasmídeos: DNA circular citoplasmático utilizado como vetor para transferência de genes.

Vetores de Clonagem

Pequenas moléculas de DNA capazes de amplificar a informação genética inserida. Possuem origem de replicação, gene marcador selecionável (resistência a antibióticos) e sítio de clivagem única.

Identificação de Clones Transformados

Utiliza-se a resistência a antibióticos (como ampicilina ou tetraciclina) para selecionar apenas as células que incorporaram o plasmídeo com o gene de interesse.

Métodos de Transformação

• Agrobacterium tumefaciens: Utiliza o plasmídeo Ti para integrar genes no genoma da planta hospedeira através da região de virulência.
• Biobalística: Aceleração de micropartículas de ouro ou tungstênio revestidas com DNA, que atravessam a parede celular e a membrana plasmática para atingir o tecido alvo.

Genes Marcadores e Repórteres

• Marcadores: Gene hpt (resistência à higromicina) e gene aro A (resistência ao glifosato).
• Repórteres: Gene gus (precipitado azul) e gene luc (produz luz verde-amarelada).