A biotecnologia é muitas vezes considerada sinônimo de pesquisa biomédica, mas existem muitas outras indústrias que se aproveitam dos métodos de biotecnologia para estudar, clonar e alterar genes. Nós nos acostumamos com a idéia de enzimas em nossa vida cotidiana e muitas pessoas estão familiarizadas com as controvérsias em torno do uso de OGMs em nossos alimentos. A indústria agrícola está no centro desse debate, mas desde os dias de George Washington Carver, a biotecnologia agrícola tem produzido inúmeros novos produtos que têm o potencial de mudar nossas vidas para melhor.
01 Vacinas
Vacinas orais têm sido usadas há muitos anos como uma possível solução para a disseminação de doenças em países subdesenvolvidos, onde os custos são proibitivos para a vacinação generalizada. Culturas geneticamente modificadas, geralmente frutas ou vegetais, projetadas para transportar proteínas antigênicas de patógenos infecciosos, que desencadearão uma resposta imune quando ingeridas. Um exemplo disso é uma vacina específica do paciente para o tratamento do câncer. Uma vacina anti-linfoma foi feita usando plantas de tabaco transportando RNA de células B malignas clonadas. A proteína resultante é então usada para vacinar o paciente e impulsionar o sistema imunológico contra o câncer. Vacinas personalizadas para o tratamento do câncer têm se mostrado promissoras em estudos preliminares.
02 antibióticos
As plantas são usadas para produzir antibióticos para uso humano e animal. Expressar proteínas antibióticas na ração animal, alimentadas diretamente aos animais, é menos dispendioso do que a produção tradicional de antibióticos, mas essa prática levanta muitos problemas bioéticos porque o resultado é disseminado, possivelmente o uso desnecessário de antibióticos pode promover o crescimento de cepas bacterianas resistentes a antibióticos. Várias vantagens em usar plantas para produzir antibióticos para humanos são custos reduzidos devido à maior quantidade de produto que pode ser produzido de plantas versus uma unidade de fermentação , facilidade de purificação e risco reduzido de contaminação comparado ao uso de células e cultura de mamíferos. meios de comunicação.
03 flores
Há mais na biotecnologia agrícola do que apenas combater doenças ou melhorar a qualidade dos alimentos . Existem algumas aplicações puramente estéticas e um exemplo disso é o uso de técnicas de identificação e transferência de genes para melhorar a cor, o cheiro, o tamanho e outras características das flores. Da mesma forma, a biotecnologia tem sido usada para melhorar outras plantas ornamentais comuns, em particular, arbustos e árvores. Algumas dessas mudanças são semelhantes àquelas feitas às culturas, como o aumento da resistência ao frio de uma raça de plantas tropicais, para que possa ser cultivada em jardins do norte.
04 Biocombustíveis
Tom Merton
A indústria agrícola desempenha um grande papel na indústria de biocombustíveis, fornecendo as matérias-primas para fermentação e refino de bio-óleo, biodiesel e bioetanol. As técnicas de engenharia genética e otimização de enzimas estão sendo usadas para desenvolver matérias-primas de melhor qualidade para conversão mais eficiente e maiores saídas de BTU dos produtos de combustível resultantes. Cultivos de alto rendimento e densos em energia podem minimizar os custos relativos associados à colheita e transporte (por unidade de energia derivada), resultando em produtos de combustível de maior valor.
05 Criação de Plantas e Animais
Melhorar as características de plantas e animais por métodos tradicionais como polinização cruzada, enxerto e cruzamento é demorado. Os avanços da biotecnologia permitem que mudanças específicas sejam feitas rapidamente, em um nível molecular, através da superexpressão ou deleção de genes, ou a introdução de genes estranhos. O último é possível usando mecanismos de controle da expressão gênica, como promotores de genes específicos e fatores de transcrição . Métodos como a seleção assistida por marcadores melhoram a eficiência da criação de animais "dirigidos" , sem a controvérsia normalmente associada aos OGMs. Os métodos de clonagem de genes também devem abordar as diferenças de espécies no código genético, a presença ou ausência de introns e modificações pós-traducionais como a metilação.
06 colheitas resistentes a pragas
Durante anos, o micróbio Bacillus thuringiensis , que produz uma proteína tóxica para insetos, em particular, a broca do milho européia, foi usado para fazer o plantio do pó. Para eliminar a necessidade de polvilhar, os cientistas primeiro desenvolveram milho transgênico expressando proteína Bt, seguido por batata Bt e algodão. A proteína Bt não é tóxica para humanos, e as culturas transgênicas facilitam para os agricultores evitar infestações caras. Em 1999, surgiu a controvérsia sobre o milho Bt devido a um estudo que sugeriu que o pólen migrou para as seringueiras, onde ele matou as larvas monarcas que o consumiram. Estudos subseqüentes demonstraram que o risco para as larvas era muito pequeno e, nos últimos anos, a controvérsia sobre o milho Bt mudou de foco para o tópico de resistência emergente a insetos.
07 Culturas Resistentes a Praguicidas
Para não ser confundido com a resistência a pragas , essas plantas são tolerantes em permitir que os agricultores matem seletivamente as ervas daninhas ao redor sem prejudicar sua colheita. O exemplo mais famoso disso é a tecnologia Roundup-Ready, desenvolvida pela Monsanto. Introduzidas pela primeira vez em 1998 como soja GM, as plantas Roundup-Ready não são afetadas pelo herbicida glifosato, que pode ser aplicado em quantidades copiosas para eliminar quaisquer outras plantas no campo. Os benefícios disso são a economia de tempo e os custos associados ao cultivo convencional para reduzir ervas daninhas, ou múltiplas aplicações de diferentes tipos de herbicidas para eliminar seletivamente espécies específicas de ervas daninhas. As possíveis desvantagens incluem todos os argumentos controversos contra os OGMs.
Suplementação de Nutrientes
Em um esforço para melhorar a saúde humana, particularmente em países subdesenvolvidos, os cientistas estão criando alimentos geneticamente modificados que contêm nutrientes conhecidos por ajudar a combater doenças ou desnutrição. Um exemplo disso é Golden Rice , que contém beta-caroteno, o precursor da produção de vitamina A em nossos corpos. As pessoas que comem o arroz produzem mais vitamina A, um nutriente essencial que falta nas dietas dos pobres nos países asiáticos. Três genes, dois de narcisos e um de uma bactéria, capazes de catalisar quatro reações bioquímicas, foram clonados no arroz para torná-lo "dourado". O nome vem da cor do grão transgênico devido à superexpressão do beta-caroteno, que dá a cenoura sua cor laranja.
09 Resistência ao estresse abiótico
Menos de 20% da terra é terra arável, mas algumas culturas foram geneticamente alteradas para torná-las mais tolerantes a condições como salinidade, frio e seca. A descoberta de genes em plantas responsáveis pela absorção de sódio levou ao desenvolvimento de plantas knock-out capazes de crescer em ambientes com alto teor de sal. A regulação ascendente ou descendente da transcrição é geralmente o método usado para alterar a tolerância à seca nas plantas. As plantas de milho e colza, capazes de prosperar sob condições de seca, estão em seu quarto ano de testes de campo na Califórnia e no Colorado, e prevê-se que elas cheguem ao mercado em 4-5 anos.
10 fibras de força industrial
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A seda da aranha é o fibra mais forte conhecida pelo homem, mais forte que o Kevlar (usado para fazer coletes à prova de bala), com uma maior resistência à tração do que o aço. Em agosto de 2000, a empresa canadense Nexia anunciou o desenvolvimento de cabras transgênicas que produziam proteínas de seda de aranha em seu leite. Enquanto isso resolveu o problema da produção em massa das proteínas, o programa foi arquivado quando os cientistas não conseguiram descobrir como transformá-las em fibras como as aranhas. Em 2005, as cabras estavam à venda para quem quisesse levá-las. Embora pareça que a idéia da seda de aranha foi colocada na prateleira por enquanto, é uma tecnologia que certamente aparecerá novamente no futuro, uma vez mais informações são reunidas sobre como as sedas são tecidas.