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Dra. Maria Antonia Malajovich
10 BiotecSul –Congresso de Biotecnologia da Região Sul UNIVATES 12/07/2016
1. Divulgar em uma linguagem simples e acessível ao público
o que é Biotecnologia, mostrando seus fundamentos, assim
como os seus alcances e limitações;
2. Fornecer aos docentes interessados alguns elementos para
o desenvolvimento de atividades didáticas de Biotecnologia
com seus alunos;
3. Colocar a disposição do visitante informações sobre
trabalhos, publicações, bibliografia e links que tratem de
diversos aspectos da Biotecnologia;
4. Contribuir para a criação de uma cultura científico-
tecnológica ampla na sociedade.
OBJETIVOS
CURSO - EDUCAÇÃO EM BIOTECNOLOGIA
Dra. Maria Antonia Malajovich [email protected]
Biotecnologia: ensino e divulgação (http://bteduc.com)
OBJETIVO
Apresentar aos interessados as diferentes opções disponíveis para o ensino de Biotecnologia.
O ENSINO DE BIOTECNOLOGIA: QUEM? QUANDO? COMO? Biotecnologia clássica e moderna.
Químicos e Biólogos. Contexto Ciência, Tecnologia, Sociedade e Ambiente (CTSA). Aplicações.
CIÊNCIA &TECNOLOGIA
CIÊNCIA TECNOLOGIA(Saber) (Fazer)
A Tecnologia atual se apoia na Ciência
e constitui um requisito da própria Ciência
A tecnologia antecede à ciência (Microscópio e células)
A tecnologia se apoia na ciência(Engenharia genética)
A tecnologia atual é um requisito da própria ciência.
(Genômica)
... o conjunto de conhecimentos
que nos permite utilizar
seres vivos, células ou moléculas biológicas,
para produzir bens e assegurar serviços
Microbiologia, Genética, Bioquímica, Engenharia, Informática, Biologia, Medicina etc.
Fermentações, Tecnologia enzimática, Cultivo de microrganismos e de células, Tecnologia do DNA, Tecnologia de hibridomas, Clonagem, Engenharia genética, Bioinformática, etc.
Alimentos, bebidas, vacinas, etanol, plantas geneticamente modificadas, biogás, embriões, antibióticos, etc.
Purificação da água, tratamento de resíduos, recuperação de petróleo, extração de minério etc.
A BIOTECNOLOGIA É ...
QUAIS AS PRINCIPAIS CARACTERÍSTICAS?
o A Biotecnologia é uma atividade multidisciplinar que incide em vários setores produtivos dasociedade (Indústria, Energia, Meio Ambiente, Agricultura, Pecuária, Alimentos e Saúde).
o Permite a coexistência de tendências gerais (globalização) com tendências locais (recursosnaturais, estrutura política e econômica de cada país).
o Nasce em Universidades e Centros de Pesquisa, e se desenvolve em empresas de diferenteporte, públicas e privadas.
o Desempenha-se dentro de um sistema econômico que visa a obtenção de vantagens e lucros.
o Avança rapidamente, levantando questionamentos relativos à ética e à biosseguridade.
A percepção pública cumpre um papel importante, impulsionando,regulando ou limitando o desenvolvimento da Biotecnologia. Essainfluência, que opera de forma diferente em cada um dos setoresprodutivos da sociedade, está sujeita a lobbies e grupos de opiniãoque agem mediante campanhas de marketing acirradas.
AS ORIGENS
SÉCULO XIX
o A Revolução Industrial Migrações, aglomerações, problemas sanitários,
epidemias.
o Novas áreas do conhecimento Microbiologia, bioquímica, imunologia, genética,
biologia celular, engenharia química etc.
o Percepção da ciência como uma ferramenta
para tratar os problemas da sociedade
PRIMEIRA METADE DO SÉCULO XX
OS CONFLITOS BÉLICOS
1a Guerra Mundial (1914 – 1918) Produção de acetona por fermentação
1919 Biotecnologia (Éreky)
2a Guerra Mundial (1939 – 1945) Produção da penicilina
Biologia molecular
SEGUNDA METADE DO SÉCULO XX (1)
oA Biologia Molecular (1940-1973)
o DNA e informação genética
o Os bacteriófagos como “ genes nus”
o O conceito de “um gene, uma enzima”
o A estrutura da dupla-hélice
o Descoberta da DNA polimerase
o As doenças moleculares
o A síntese proteica
o O código genético
o O óperon bacteriano
1972- 1973 Tecnologia do DNA-recombinante
1975 AsilomarTecnologia de hibridomas
1975 a 1990 Tecnologia do DNABases comerciais e primeiras patentesLançamento do Projeto Genoma
1990 a 2000 Bens e serviços em vários setores produtivos (Biocombustíveis, plantas industriais, testes diagnósticos e medicamentos)
SEGUNDA METADE DO SÉCULO XX (2)
O DNA RECOMBINANTE: CORTAR, COLAR, COPIAR
http://www.dnalc.org/resources/animations/transformation1.html
SAPOBACTER ou BACTESAPO?
“Fragments of amplified Xenopus laevis DNA, coding for 18S and 28S ribosomal RNA andgenerated by EcoRI restriction endonuclease, have been linked in vitro to the bacterial plasmidpSCl01; and the recombinant molecular species have been introduced into E. coli bytransformation. These recombinant plasmids, containing both eukaryotic and prokaryotic DNA,replicate stably in E. coli. RNA isolated from E. coli minicells harboring the plasmids hybridizesto amplified X. laevis rDNA.”
A CONFERÊNCIA DE ASILOMAR
o Experiências de Paul Berg (1972); carta a Science (1974)
o Em Asilomar (1975), 139 pesquisadores de 17 países
• Classificam os experimentos em função do risco (alto, médio, baixo)
• Decidem não realizar experimentos de alto risco até que sejam definidas as formas de contenção adequadas (Moratória)
• Enfatizam a necessidade de trabalhar com microrganismos enfraquecidos
o Um ano depois o NIH regulamenta as normas de trabalho; levanta-se a moratória
TECNOLOGIA DE HIBRIDOMAS
OS PRODUTOS
o Tecnologia do DNA recombinante
• 1977 - Hormônio de crescimento
• 1982 - Insulina humana
• 1984 - Fingerprint
• 1986 - Vacina contra a hepatite B
• 1987 - Fator ativador de plasminogênio (tPA)
• 1987 - OGM para evitar as geadas
o Tecnologia de hibridomas
• 1983 - Teste de diagnóstico (Chlamydia)
A EXPANSÃO DA BT: dos 80 aos 90
A EXPANSÃO DA BT: dos 80 aos 90
AS BASES COMERCIAIS E AS PRIMEIRAS PATENTES
o 1980 - Chakrabarty por um microrganismo geneticamente desenhado para a biorremediação de vazamentos de petróleo
o 1980 - Boyer e Cohen pelo processo do DNA recombinante
o 1985 - Mullis pela técnica da reação em cadeia da polimerase
o 1987 - Universidade de Harvard por um animal geneticamente desenhado para o estudo do câncer
OUTRAS TECNOLOGIAS...
A TECNOLOGIA DO DNA
o As células tronco iPS.
o Novos medicamentos e vacinas.
o O sequenciamento de genomas.
o As novas técnicas de edição gênica.
Futuramente
o Uso de células-tronco em medicina regenerativa.
o Construção de organismos por biologia sintética.
o Terapias gênicas.
SÉCULO XXI
BIOTECNOLOGIAS – A LINHA DO TEMPOAntiguidade Pão, queijo, cerveja, vinho
Século XIX Microbiologia, Bioquímica, Imunologia, Genética, Biologia celular
1907-1909 Cultivo in vitro de tecidos animais e humanos
1914-1918 Produção de acetona por fermentação
1919 Éreky define a biotecnologia
1939 Cultivo in vitro de tecidos vegetais
1944 Produção da penicilina. Biologia Molecular
1953 Modelo da dupla hélice do DNA
1973 Tecnologia do DNA-recombinante
1975 Tecnologia de hibridomas
1975-1990 Tecnologia do DNA, bases comerciais e primeiras patentes
1990-2000 Bens e serviços em vários setores produtivos
2001-2003 Genoma humano - Genômica
2004 Primeira conferência sobre Biologia Sintética
2009 iPS (Reprogramação de células somáticas diferenciadas)
2010 Edição gênica com CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short PalindromicRepeats).
ENSINAR BIOTECNOLOGIA, POR QUÊ?
FORMAÇÃO
CIENTÍFICA E
TECNOLÓGICA
CONHECIMENTOSPARTICIPAÇÃO
NAS DECISÕES DA
SOCIEDADE
ESCOLHAS
PROFISSIONAIS
Os rumos da economia, da saúde, da indústria e do meio ambientedependem de decisões baseadas em uma cultura científico-tecnológica.
ENSINAR BIOTECNOLOGIA, QUEM? A QUEM?
ENSINAR BIOTECNOLOGIA, QUANDO?
Dentro de um contexto tecnológico rigoroso,o ensino fica restrito ao nível técnico e/ou ousuperior (Cursos de Biologia, Química,Engenharia e de Biotecnologia).
Universidad ORT Uruguay em You Tube https://www.youtube.com/watch?v=2rdFLEStfWw
ENSINAR BIOTECNOLOGIA, QUANDO?
Dentro do contexto amplo, Ciência-Tecnologia-Sociedade-Ambiente (CTSA), pode-se ensinar Bt em qualquer nível, Fundamental, Médio, Técnico ou Superior.
ENSINAR BIOTECNOLOGIA, QUANDO?
Dentro de um contexto amplo, Ciência-Tecnologia-Sociedade-Ambiente (CTSA), pode-se ensinar Bt em qualquer nível, Fundamental, Médio, Técnico ou Superior.
OBB 2012
ENSINAR BIOTECNOLOGIA, QUANDO?
Dentro de um contexto amplo, Ciência-Tecnologia-Sociedade-Ambiente (CTSA), pode-se ensinar Bt em qualquer nível, Fundamental, Médio, Técnico ou Superior.
ENSINAR BIOTECNOLOGIA, COMO?
Concentração – organizar os conteúdos em redor das tecnologias e suas aplicações ou dos setores que recebem maior impacto.
o Biotecnologia clássica
Bioprocessos: Fermentações, cultura de tecidos
Tecnologia enzimática
o Biotecnologia moderna
Tecnologia de hibridomas
Engenharia Genética
Tecnologia do DNA
Genômica e Proteômica
Clonagem
Terapias gênicas
Silenciamento gênico
Células-tronco etc.
ENSINAR BIOTECNOLOGIA, COMO?
Concentração – organizar os conteúdos em redor das tecnologias e suas aplicações ou dos setores que recebem maior impacto.
Saúde
ENSINAR BIOTECNOLOGIA, COMO?Infiltração – Espalhar temas de interesse nos cursos de Biologia e Química (EFII e EM).
o Fazer vinagre não é deixar o vinho azedar
o Os antibióticos, do laboratório à indústria
o As enzimas e o lavado da roupa
o Clonar ou não clonar?
o O controle do mosquito Aedes aegypti
o O que é o genoma?
o Pasteur, Koch e os micróbios
DEFINIR QUAIS SERÃO AS ESTRATÉGIAS...
Nível
• Fundamental
• Medio
• Técnico
• Superior
Objetivo
• Alfabetização tecnológica
• Cultura científico-tecnológica
• Formação para o trabalho
– Investigação
– Técnico
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Distribuição dos conteúdos
• Infiltração (Química e Biologia)
• Concentração (Biotecnologia)
Organização dos conteúdos
• Em função das tecnologias
• Em função dos setores produtivos
ALGUMAS DIFICULDADES...
o Visão tradicional das profissões.
o Incorporação muito lenta dos novos conhecimentos nos programas de estudo e nos livros de texto.
o Falta de laboratórios de ensino.
o Formação insuficiente ou inadequada dos futuros docentes.
o Pouco estímulo às iniciativas que visam divulgar a Biotecnologia.