A biotecnologia é frequentemente considerada sinônimo de pesquisa biomédica, mas existem muitas outras indústrias que se aproveitam dos métodos biotecnológicos para estudar, clonar e alterar genes. Acostumamo-nos à ideia de enzimas em nossas vidas cotidianas, e muitas pessoas estão familiarizadas com as controvérsias em torno do uso de OGM em nossos alimentos. A indústria agrícola está no centro desse debate, mas desde os dias de George Washington Carver, A biotecnologia agrícola vem produzindo inúmeros novos produtos que têm o potencial de mudar nossas vidas para os Melhor.
As vacinas orais estão em obras 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 de câncer. Foi feita uma vacina anti-linfoma usando plantas de tabaco que transportam RNA de células B malignas clonadas. A proteína resultante é então usada para vacinar o paciente e aumentar seu sistema imunológico contra o câncer. Vacinas feitas sob medida para o tratamento do câncer têm se mostrado bastante promissoras em estudos preliminares.
As plantas são usadas para produzir antibióticos para uso humano e animal. Expressar proteínas antibióticas em alimentos para animais, alimentadas diretamente aos animais, é menos dispendioso do que a produção tradicional de antibióticos, mas essa prática gera muitos bioética problemas porque o resultado é amplo, possivelmente o uso desnecessário de antibióticos, o que pode promover o crescimento de antibióticos resistentes a antibióticos. bacteriano Deformação.
Várias vantagens de usar plantas para produzir antibióticos para seres humanos são custos reduzidos devido à maior quantidade de produto que pode ser produzido a partir de plantas versus umfermentação unidade, facilidade de purificação e risco reduzido de contaminação em comparação com o uso de células de mamíferos e meios de cultura.
Há mais na biotecnologia agrícola do que apenas combater doenças ou melhorando 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 fazer melhorias em outras plantas ornamentais comuns, em particular arbustos e árvores. Algumas dessas mudanças são semelhantes às feitas nas culturas, como o aumento da resistência ao frio de uma espécie de planta tropical para que ela possa ser cultivada nos jardins do norte.
A indústria agrícola desempenha um papel importante na indústria de biocombustíveis, fornecendo as matérias-primas para fermentação e refino de bio-óleo, biodiesel e bioetanol. Técnicas de engenharia genética e otimização de enzimas estão sendo usadas para desenvolver matérias-primas de melhor qualidade para uma conversão mais eficiente e maiores saídas de BTU dos produtos de combustível resultantes. Culturas de alto rendimento e densas em energia podem minimizar os custos relativos associados à colheita e ao transporte (por unidade de energia derivada), resultando em produtos combustíveis de maior valor.
O aprimoramento das características de plantas e animais através de métodos tradicionais como polinização cruzada, enxertia e cruzamento é demorado. Os avanços da biotecnologia permitem que mudanças específicas sejam feitas rapidamente, em nível molecular, através da superexpressão ou exclusão de genes ou da introdução de genes estranhos.
O último é possível usando mecanismos de controle de expressão gênica, como promotores de genes específicos e fatores de transcrição. Métodos como a seleção assistida por marcadores melhoram a eficiência de "dirigido" criação de animais, sem a controvérsia normalmente associada aos OGM. Os métodos de clonagem de genes também devem abordar espécies diferenças no código genético, presença ou ausência de íntrons e modificações pós-traducionais, como metilação.
Durante anos, o micróbio Bacillus thuringiensis, que produz uma proteína tóxica para os insetos, em particular a broca européia de milho, foi usada para espanar as culturas. Para eliminar a necessidade de polvilhar, os cientistas desenvolveram primeiro o milho transgênico que expressa a proteína Bt, seguida pela batata Bt e algodão. A proteína Bt não é tóxica para os seres humanos, e as culturas transgênicas facilitam os agricultores a evitar infestações caras. Em 1999, surgiu uma controvérsia sobre o milho Bt por causa de um estudo que sugeriu que o pólen migrou para a serralha, onde matou larvas de monarca que o comiam. Estudos subsequentes demonstraram que o risco para as larvas era muito pequeno e, nos últimos anos, a controvérsia sobre o milho Bt mudou o foco para o tema da resistência emergente a insetos.
Não deve ser confundido com resistência a pragas, essas plantas são tolerantes em permitir que os agricultores matem as ervas daninhas ao redor sem prejudicar sua colheita seletivamente. 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 grandes quantidades para eliminar quaisquer outras plantas no campo. Os benefícios são economia de tempo e custos associados ao plantio convencional para reduzir as ervas daninhas ou múltiplas aplicações de diferentes tipos de herbicidas para eliminar espécies específicas de plantas daninhas seletivamente. As possíveis desvantagens incluem todos os argumentos controversos contra os OGM.
Os cientistas estão criando alimentos geneticamente modificados que contêm nutrientes conhecidos por ajudar a combater doenças ou desnutrição, a fim de melhorar a saúde humana, principalmente em países subdesenvolvidos. Um exemplo disso é Arroz dourado, 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 amarelos e um de uma bactéria, capaz 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 laranja às cenouras cor.
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 captação de sódio levou ao desenvolvimento de Nocaute plantas capazes de crescer em ambientes com muito sal. A regulação para cima ou para baixo da transcrição é geralmente o método usado para alterar a tolerância à seca nas plantas. As plantas de milho e colza, capazes de prosperar em condições de seca, estão no quarto ano de testes de campo na Califórnia e no Colorado, e prevê-se que eles cheguem ao mercado em 4-5 anos.
A seda de aranha é a fibra mais comprida conhecida pelo homem, mais forte que Kevlar (usada para fazer coletes à prova de balas), com 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 da seda de aranha em seu leite. Embora isso resolvesse o problema de produzir em massa as 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 as levasse. Embora pareça que a ideia da seda de aranha tenha sido colocada na prateleira, por enquanto, é uma tecnologia que certamente voltará a aparecer no futuro, mais uma vez, informações sobre como as sedas são coletadas tecido.