Plantas transgénicas
São plantas transformadas, obtidas pela introdução em todas as suas células um gene novo no seu genoma, activando-lhe uma nova característica.
A aplicação da tecnologia do DNA recombinante às plantas para obtenção de variedades transgénicas com características melhoradas é, actualmente, uma área em expansão muito rápida. A engenharia genética potenciou o aparecimento de uma nova revolução na agricultura com a utilização explosiva de culturas transgénicas. As aplicações possíveis da modificação genética de plantas são imensas. Muitas destas aplicações beneficiam o produtor pois incluem características que melhoram o comportamento agronómico da planta, como por exemplo: tolerância a condições ambientais extremas, resistência a insectos, herbicidas e a vírus. Podem também melhorar a qualidade do produto, que incluem: o aumento dos níveis de vitaminas e de outros nutrientes essenciais nos órgãos comestíveis das plantas e plantas que produzem compostos de utilidade médica como anticorpos e vacinas.
Melhoramento de características agronómicas
Resistência a insectos – Plantas Bt
Os insectos representam uma ameaça a muitas culturas, o que leva ao recurso, por vezes excessivo, de insecticidas. Este facto faz aumentar muito os custos da produção e acarreta uma indesejável contaminação ambiental. Como tal, o desenvolvimento de plantas transgénicas produzindo insecticidas endógenos com toxicidade específica para insectos, reveste-se de um interesse muito elevado, principalmente para os agricultores, e tornou-se numa das primeiras aplicações da genética de plantas.
Resistência a Herbicidas
O crescimento de plantas infestantes provoca reduções da produção das culturas agrícolas na ordem dos 10%, apesar da aplicação de herbicidas. A criação de plantas de cultivo resistentes a herbicidas permite o controlo das plantas infestantes durante toda a época de cultura, e pode possibilitar, portanto, um ganho significativo na produção. Se a aplicação do herbicida for criteriosa, poderão mesmo ser diminuídos os níveis deste no ambiente. Foram já desenvolvidas e introduzidas no mercado, a partir de 1994, várias plantas transgénicas resistentes a herbicidas. A primeira planta a ser aprovada para comercialização, em 1994, foi a variedade de soja designada Roundup Ready TM.
Resistência a vírus, fungos e bactérias
Os vírus que atacam as plantas provocam perdas significativas na produtividade de muitas culturas agrícolas, não existindo tratamento químico eficiente pra os combater.
A obtenção de variedades resistentes a fungos podem ser bastante importantes, pois os fungos são responsáveis por um número elevado de doenças que acarretam perdas por vezes maciças na produção de algumas culturas. Além disso o seu combate é feito recorrendo a agentes químicos que podem ser prejudiciais para animais e seres humanos.
No caso das bactérias, a lisozima é uma enzima que hidrolisa a parede bacteriana, o que acarreta a lise osmótica da bactéria. Deste modo, a estratégia descrita pode vir a revelar-se útil para muitas situações de doenças bacterianas que atingem as plantas agrícolas.
Tolerância a condições ambientais adversas
As plantas estão sujeitas a todo o tipo de condições ambientais extremas, desde luz solar intensa e radiações UV, até temperaturas baixas ou altas e alagamento, secura ou salinidade.A caracterização genética das respostas fisiológicas das plantas a tais condições adversas, especialmente em espécies ou variedades adaptadas a essas condições tem permitido o desenvolvimento de estratégias de transferência de genes para conferir tolerância a factores ambientais adversos em plantas de interesse económico. Assim com o objectivo de produzir plantas mais resistentes à diversidade natural do ambiente externo, foram transformadas várias espécies de plantas. A sua obtenção é extremamente importante pois permitirá a utilização de terrenos marginais ou com climas adversos, diminuição da água utilizada na irrigação e aumentos na produtividade. Algumas destas situações poderão beneficiar populações pobres de países com condições geoclimáticas desfavoráveis.
Redução dos impactes ambientais
Produção de plásticos biodegradáveis
O plástico é hoje em dia um material com uma aplicação vastíssima, mas que possui o grave inconveniente de não ser facilmente degradável sendo, por outro lado, um material com origem num recurso natural não renovável – o petróleo.
Com origem em bactérias, mas com possibilidade de produção nas plantas, surgiu a aplicação comercial de um plástico biodegradável e renovável (o poli-hidroxibutirato-co-hidroxivalerato), com a designação comercial de Biopol. Contudo, a produção deste polímero nas bactérias, não é economicamente competitiva com o baixo custo do plástico derivado do petróleo, pelo que, a sua produção em plantas transgénicas tem sido tentada como forma de baixar os custos e aumentar a produtividade.
Fitorremediação
A libertação de metais pesados no ambiente pode ter efeitos altamente prejudiciais, a longo termo, para a saúde humana. O custo da remediação de solos contaminados é muito alto. Assim, a possibilidade de manipular plantas capazes de acumular metais tóxicos é altamente atractiva. Existem plantas adaptadas a habitats com altos teores de metais e que são capazes de acumular elevadas concentrações destes - plantas hiperacumuladoras de metais. No entanto estas plantas são normalmente de crescimento lento, com baixa biomassa e com grande selectividade quanto ao elemento que acumulam.
Melhoramento das características exteriores dos produtos
Maior período de conservação
Em 18 de Maio de 1994 foi aprovado para comercialização o primeiro produto alimentar da biotecnologia vegetal, o tomate transgénico. Esta nova variedade de tomate foi transformada de forma a não amolecer durante o amadurecimento, um processo que pode acarretar perdas enormes durante o transporte e armazenamento da fruta. Esta característica permite manter o tomate na planta até este se tornar vermelho vivo e saboroso, ao contrário do tomate normal, que é colhido ainda verde, não desenvolvendo o sabor. O tomate foi modificado de forma a produzir menos de 10% do nível normal da enzima poligalacturonase, um das principais enzimas responsáveis pela degradação das paredes celulares do fruto e consequente amolecimento durante o processo de amadurecimento. Uma outra estratégia tem haver com o controlo da produção da hormona responsável pelo amadurecimento nos frutos, o etileno. Entidades avaliadoras consideram que este tomate não representa perigo para a saúde do consumidor.
A indústria das plantas ornamentais, envolve montantes muito elevados que impulsionaram, ao longo dos séculos, uma intensa actividade de melhoramento e obtenção de novas variedades de flores, especialmente no que diz respeito à sua pigmentação. Não é de estranhar que esta indústria recorra à tecnologia do DNA recombinate para obter variedades de flores com novas colorações. Os principais pigmentos responsáveis pela cor das flores são as antocianinas. É muito difícil encontrar uma espécie que apresente toda a variedade de cores permitida por estes pigmentos, devido à presença apenas de parte das vias biossintéticas possíveis. O avanço da caracterização molecular da via de biossíntese das antocianinas, e da sua regulação, abriu caminho para a possibilidade de manipulação genética da pigmentação de plantas ornamentais. O primeiro produto da manipulação da cor das flores foi uma petúnia cor de laranja.
A dieta humana deve incluir uma mistura de hidratos de carbono, lípidos e proteínas, assim como 17 nutrientes minerais e 13 vitaminas, que devem ser consumidos diariamente.
A ingestão de certos nutrientes em níveis elevados, como certas vitaminas, tem sido associada a uma redução nos riscos de vários tipos de cancro e de doenças cardiovasculares. Praticamente todos os nutrientes essênciais à alimentação humana podem ser obtidos a partir de uma dieta vegetal, mas a prática de uma dieta simples, baseada quase exclusivamente na ingestão de cereais (arroz, trigo, milho), como acontece em muitos países em desenvolvimento, origina graves deficiências nutritivas.
Por outro lado, a ingestão de frutas e vegetais, nos países desenvolvidos, é normalmente inferior às recomendações mínimas. Deste modo, desenvolveram-se e desenvolvem-se esforços no sentido de melhorar os níveis e a composição nutritiva de certas plantas, como um meio de aumentar o consumo de compostos essenciais à saúde.
Aumento dos níveis de vitamina A e ferro – o “Arroz dourado”
A produção de variedades transgénicas de arroz (Oriza sativa) com níveis elevados de pró-vitamina A (ß-caroteno) e ferro é com frequência referida como um exemplo do melhor que a agricultura biotecnológica pode oferecer. O arroz é a principal fonte de alimento de biliões de pessoas no Sudeste da Ásia que apresentam, por isso, uma elevada incidência de deficiência em vitamina A e ferro, com consequências dramáticas. A obtenção de uma variedade de arroz com acumulação de níveis elevados de ß-caroteno e ferro no seu grão é um projecto do Swiss Federal Institute of Techonology de Zurique, tendo como objectivo final a distribuição gratuita das variedades melhoradas aos agricultores carênciados.
Aumento dos níveis de vitamina E
A designação de vitamina E engloba um conjunto de moléculas muito semelhantes designadas tocoferóis, que são sintetizadas pelas plantas e outros organismos fotossintéticos e que cumprem uma função antioxidante de extrema importância em plantas e animais. A ingestão de doses elevadas de vitamina E, difíceis de obter numa dieta sem suplementos, parece estar associada a uma diminuição dos riscos de doença cardiovascular e cancro, a um reforço do sistema imunitário, e parece também prevenir ou atrasar várias doenças degenerativas associadas à idade. Assim reveste-se de interesse, e existe um caminho aberto para a transformação de plantas utilizadas na alimentação e a obtenção de óleos alimentares com níveis melhorados de vitamina E.
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