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BiotecFarm > Biotecnologia Microbiana > Flashcards

Biotecnologia Microbiana Flashcards

1
Q

Fatores que impulsionaram o desenvolvimento da Biotecnologia?

A
  • Esgotamento das fontes de energia tradicionais
  • Descoberta código genético
  • “Novas” doenças infecciosas
  • Aumento da população mundial
  • Alimentação
  • Destruição e reciclagem dos lixos
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2
Q

Bioprocesso Industrial

A
  • Drug Discovery
  • Preclinical Development
  • Clinical Trial Phase
  • Drug Approval
  • Marketing
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3
Q

Qual o principal objetivo da Biotecnologia Microbiana

A

Tem como objetivo a obtenção de produtos metabólicos úteis através do processamento biológico

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4
Q

O que é o Processo biológico?

A

Todo o sistema reaccional que envolve seres vivos. destes seres, destacam-se microrganismos tais como fungos, bactérias, algas, etc…

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5
Q

O que são os Processos Fermentativos?

A
  • Processos biológicos que têm aplicação industrial
  • Qualquer transformação intermediada por um microrganismo através de uma sequência de reações bioquímicas, incluindo as transformações que envolvem respiração microbiana, biossíntese, fotossíntese e respiração com substratos inorgânicos.
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6
Q

O que é a Fermentação?

A
  • Tipo de catabolismo referente à respiração anaeróbia

glucose –» etanol + ácido lático

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7
Q

O que é a Biotransformação?

A
  • Processo em que enzimas, isoladas ou dentro de células (vivas, em estado latente ou mortas), atuam sobre substratos orgânicos, convertendo-os no produto
  • As enzimas são catalisadores biológicos
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8
Q

Para que fins são utilizados os microrganismos?

A
  • Produção de biomassa
  • Produção de metabolitos
  • Produção de biocatalisadores
  • Processos de destoxificação
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9
Q

Que propriedades tornam os microrganismos interessantes para produção industrial?

A
  • São unicelulares ou pluricelulares pouco diferenciados (fácil cultura em fermentadores)
  • Razão área/volume favorável à absorção rápida de nutrientes e metabolismo elevado (+ económico)
  • Muito versáteis (conversão de vários compostos em metabolitos de interesse)
  • Biodiversidade (1-metabolismo energético e de fontes de carbono diferenciado | 2-resistentes a ambientes extremos e específicos de pH, T, NaCl, O2)
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10
Q

Quais os 2 grupos + utilizados na industria da biotecnologia microbiana?

A
  • Eubactérias (Gram-; Gram+; Gram+ filamentosas)
  • Fungos (leveduras e Fungos filamentosos)
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11
Q

Referente ao processo de Biotecnologia, Up Stream divide-se em:

A
  • Desenvolvimento Genético
  • Banco Celulares
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12
Q

Referente ao processo de Biotecnologia, a Fermentação refere-se:

A

À Produção da substância ativa

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13
Q

Referente ao processo de Biotecnologia, Down Stream divide-se em:

A
  • Separação
  • Purificação
    (da subs ativa)
  • Formulação
  • Esterilização
  • Repartição
    (do produto final)
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14
Q

Relativamente ao Down Stream, que processosse referem ao controlo da substância ativa?

A
  • Separação
  • Purificação
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15
Q

Relativamente ao Down Stream, que processosse referem à produção do produto final?

A
  • Formulação
  • Esterilização
  • Repartição
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16
Q

No processo de rastreio e seleção de estripes, quais as estratégias para a seleção dos microrganismos mais adequados?

A
  • Isolamento de ambientes naturais e a sua caracterização detalhada (possibilita a seleção adequada dos nutrientes, formulação do meio de cultura e definição dos parâmetros físico-químicos da fermentação)
  • Rastreio em coleção de culturas puras (estripes de identidade certificada)
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17
Q

Que parâmetros têm de estar presentes na escolha do microrganismo?

A
  • Não patogénico
  • Características fisiológicas (taxa de crescimento, fontes de carbono e energia)
  • Características do gene a clonar (frequência dos codões utilizados)
  • Características da proteína codificada (processamento proteolítico, glicosilação, massa muscular)
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18
Q

Identificação do produto microbiano pretendido

A
  • Metabolitos Primários: necessários ao crescimento exponencial e responsáveis pela produção de biomassa celular
  • Metabolitos Secundários: não necessários ao crescimento exponencial
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19
Q

Exemplos de metabolitos primários?

A
  • Álcool
  • Aminoácidos
  • Ácidos Orgânicos
  • Nucleótidos
  • Polissacáridos
  • Vitaminas
  • Enzimas
20
Q

Exemplos de metabolitos secundários?

A
  • Antibióticos (penicilina, Cefalosporina)
  • Alcalóides
  • Aminoácidos
21
Q

A identificação do produto microbiano pretendido pode ser feito através de que mecanismos?

A
  • Proteínas Heterólogas
  • Biotransformações
22
Q

Como funcionam as Proteínas Heterólogas?

A

Através de Engenharia Genética, sequências do DNA Humano que correspondem a proteínas que são incorporadas em bactérias ou leveduras

  • EXº: insulina, hGh, TNF, INF, IL-2, Vacina Hepatite B
23
Q

Mecanismo das Biotransformações?

A

Microrganismos são utilizados para reações químicas.

  • Exº: Antibióticos hemissintéticos, Esteróides, Vitaminas, Biorremediação
24
Q

Rastreio e seleção de culturas

O que são as coleções de culturas?

A
  • Guardiãs da biodiversidade microbiana conhecida
  • Em casos de pedido de patente, é obrigatório depositar o microrganismo numa coleção reconhecida para o efeito.
25
Q

Rastreio e seleção de culturas

Em que se baseia o Estudo preliminar sobre microrganismos candidatos?

A

Baseado na informação disponível em publicações científicas e em bases de dados públicas ou privadas

26
Q

Rastreio e seleção de culturas

Quem realiza o estudo preliminar sobre microrganismos candidatos?

A

Taxonomistas (competências na área do património genético), que analisam em grande detalhe as características ecológicas, morfológicas, fisiológicas, bioquímicas, genéticas e moleculares muitas estripes semelhantes (em variabilidade intraespecífica, diferenciação e relação entre espécies)

27
Q

Rastreio e seleção de estripes

É realizada uma caracterização detalhada do microrganismo com que intuito?

A
  • Selecionar os nutrientes adequados
  • Formulação do meio de cultura em função das matérias primas disponíveis
  • Definição das condições de fermentação
28
Q

Rastreio e seleção de estripes

Neste contexto, que aspectos devemos considerar?

A
  • Natureza da reação
  • Necessidade de cofatores
  • Escala a que a biotransformação tem lugar
29
Q

Qual o papel da engenharia gemética nos processos biotecnológicos?

A

Seleção e melhoramento de estripes

30
Q

Seleção e melhoramento de estripes?

A

1) Poucos processos biotecnológicos utilizam estripes selvagens–»
2) Baixa produção de metabolitos por emcanismos de autorregulação metabólica–»
3) Melhoramento: aumenta o fluxo metabólico no sentidoda formação do produto desejado–»
4) Estripes Melhoradas: mais eficientes (rendimento, produtividade, recuperação do produto)

31
Q

Seleção e melhoramento de estripes

Como se melhoram as propriedades dos microrganismos de interesse comercial?

A

I) Mutagénese e rastreio
- Melhoramento não- recombinante –»Técnicas Clássicas
II) Engenharia Genética
- Transferência de genes estruturais de enzimas (se genoma sequenciado)

32
Q

Seleção e melhoramento de estripes

Mutagénese e rastreio

A
  • Abordagem empírica, pouco específica, mas com resultados rápidos e sustentáveis
  • Mutações- alterações no DNA:
    1. Agentes mutagénicos químicos (etilmetanossulfanato)
    2. Agenets mutagénicos físicos (radiação UV, raios X)
    3. Espontânea (eucariontes-meiose; procariontes-conjugaão, transdução, transformação)
  • Mutagénese dirigida: implica conhecimento prévio do genoma
33
Q

Seleção e melhoramento de estripes

Vantagens da Engenharia Genética

A
  • Tecnologia de DNA Recombinante
  • Melhora capacidade de biossíntese e de excreção, com a utilização de substratos
34
Q

Seleção e melhoramento de estripes

Qual a razão da utilização da Engenharia Genética para seleção e melhoramento de estripes?

A
  • As razões para a modificação de estripes industriais são sempre de ordem económica
  • Combinação sinérgica da engenharia genética com métodos clássicos: Estratégias complementares
  • Sucesso do melhoramento da estripe: alterações genéticas, ensaios de deteção de atividade/produto, condições de fermentação
35
Q

Como se procede ao isolamento de estripes?

A

Obtêm-se culturas puras por isolamento de colónias, a partir de amostras com dierentes tipos de microrganismos

36
Q

Quais são as condições seletivas para o isolamento de estripes?

A
  1. Pré-cultura (filtração)
  2. Enriquecimento em m.o. (pH, substrato, T, inibidores)
  3. Cultura
37
Q

Como se procede à conservação de estirpes?

A
  • Os m.o. selecionados devem ser conservados de forma adequada, de forma a manter a visibilidade
  • Os métodos de conservação variam em função do tipo de m.o.
38
Q

Conservação de estirpes

Quais são as medidas de manutenção a longo prazo?

A
  1. Crioconservação
  2. Liofilização
  3. Secagem em solo, areia, sílica gel ou papel de filtro
  4. Refrigeração
39
Q

Conservação de estirpes

Crioconservação

A
  • Entre -70ºC e -196ºC, em azoto líquido + crioprotectores (glicerol)
  • +Caro, melhores taxas de sobrevoivência e estabilidade genética e fenotípica
40
Q

Conservação de estirpes

Liofilização

A
  • +Acessível e conveniente em termos de espaço
  • Resultados + fracos na sobrevivência de leveduras
41
Q

Conservação de estirpes

Secagem em solo, areia, sílica gel ou papel de filtro

A

Preferível para m.o. produtores de esporos vegetativos (actinomicetas e fungos filamentosos)

42
Q

Conservação de estirpes

Refrigeração

A
  • Entre 4ºC e 8ºC, para culturas de trabalho, em cunha de agar (slant)
  • Problemas de estabilidade genética (devido a repicagens) e evaporação (pode ser reduzida pela adiçao de parafina líquida)
43
Q

Quais os processos científicos que têm contribuido nos últimos 40 anos para a expansão da biotecnologia microbiana?

A
  • Conhecimento dos genomas + DNA Microarrays, Proteómica, Bioinformática
  • Melhor compreensão da organização e evolução dos sistemas biológicos
  • Nova Era
44
Q

Para que fins são utilizados os microrganismos em Biotecnologia Microbiana?

A
  • Produção de Biomassa
  • Produçao de metaboltos
  • Biocatalisadores
  • Processos de Destoxificação
45
Q

Como e onde se selecionam os microrganismos adequados aos processos industriais para a produção de fármacos?

A
  • Isolamento de Ambientes Natuurais | Rastreio e cleções de culturas puras
  • Identificação da atividade ou do Produto Microbiano
  • Caracterização detalhada
46
Q

O que são coleções de culturas e para que servem no desenvolvimento de um novo processo biotecnológico?

A
  • Guardiãs da Biodiversidade microbiana conhecida
  • Estirpes caracterizadas detalhadamente (características ecológicas, morfológicas, fisiológicas, bioquímicas genéticas e moleculares)
47
Q

De forma resumida, qual o papel da engenharia genética nos processos biotecnológicos?

A
  1. Mutagénese e Rastreio
  2. Aumentar o fluxo metabólico no snetido da formação do produto desejado
  3. Estirpes melhoradas (+ eficientes)
  4. Produção de proteínas heterólogas

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