Obtenção de plantas transgênicas

A identificação e a localização de genes para características importantes na agricultura geralmente é o passo de maior limitação na obtenção de transgênicos. É muito pouco conhecido sobre os genes que são requeridos para melhorar as características de uma planta com o objetivo de torná-la resistente ao estresse ou a algum pesticida ou ainda melhorar suas características nutricionais.

As técnicas utilizadas na localização e no seqüenciamento do DNA que controla determinada característica, não serão elucidadas neste texto, mas será abordada uma visão geral sobre a transferência do gene de interesse à planta e aos seus passos subseqüentes.

Para a obtenção de plantas transgênicas deve-se extrair o DNA do organismo que possui o gene de interesse. A seguir o gene de interesse é isolado e inserido em bactérias para a obtenção de várias cópias deste gene.

O gene de interesse, antes de ser inserido no genoma da célula vegetal, sofre transformação, com a associação de um promotor, de uma seqüência terminadora e ainda de um gene marcado com seu respectivo promotor, originando o transgene.

O transgene (gene modificado) é, então, inserido em massas de células indiferenciadas, o tecido caloso da planta, visto que é impossível a inserção do transgene em cada uma das células da planta. Essas massas apresentam a propriedade de originar diferentes órgãos de uma planta, como raiz, caule e folha, gerando uma planta completa e fértil.

A inserção do transgene na célula pode ser realizada por vários métodos:

• Sistema Agrobacterium tumefaciens - método pelo qual é inserido um gene de característica desejada no genótipo de uma bactéria que ao se associar a uma planta retransmite a mesma característica;
• Bombardeamento com micropartículas revestidas de DNA - sistema pelo qual o DNA é revestido em micro esferas de tungstênio e transferidos para dentro do tecido da planta. 
• Transferência por electroporação - introdução de DNA em células expostas a um campo elétrico; 
• Microinjeção de DNA - consiste numa injeção de DNA na célula em questão através de uma micropipeta.
  

Cada um desses métodos objetiva introduzir o transgene no núcleo da célula, local onde se encontra o material genético, sem lesionar a célula. A planta, então, se desenvolve e suas células apresentarão o transgene de interesse podendo transmiti-lo à sua descendência.
O método de inserção preferivelmente utilizado é o sistema Agrobacterium tumefaciens.

Seguindo o processo de inserção do(s) gene (s) de interesse, os tecidos das plantas são transferidos para um meio específico contendo antibiótico ou herbicida, dependendo do marcador utilizado. Apenas as plantas que expressarem o gene marcador favorável ao meio irão sobreviver. Assume-se que as plantas que sobreviverem neste meio irão expressar o transgene de interesse. Todos os passos seguintes irão utilizar apenas as plantas sobreviventes.

Para a obtenção de plantas completas a partir dos tecidos transgênicos, estes devem ser submetidos a condições ambientais favoráveis ao seu crescimento e colocados em uma série de meios, contendo hormônios e nutrientes, em um processo chamado de cultivo celular. Uma vez que as plantas são geradas e estejam produzindo sementes, começa a avaliação da progênie.

Um processo de avaliação rigoroso deve estar aliado às técnicas de produção de transgênicos para verificar se o gene inserido está incorporado com estabilidade para não causar efeitos deletérios a outras funções da planta, à qualidade do produto ou ao ecossistema agrícola.

A avaliação inicial do processo inclui: verificação da atividade do gene, da estabilidade do gene nas gerações seguintes e não exercer efeitos no crescimento, produção e qualidade da planta.

Se a planta passar por estes testes, ela não será usada diretamente na produção, mas antes será cruzada com variedades melhoradas da cultura. O objetivo é incorporar a maior quantidade do genoma melhorado e adicionar o transgene na variedade da cultura.

O próximo passo do processo é realizar avaliações experimentais a campo e em estufa, em vários locais e durante vários anos, para analisar os efeitos do transgene e o seu desempenho por completo. Esta fase inclui também avaliação dos efeitos no ambiente e da segurança alimentar.