Biotecnologia e Enzimologia - Aplicações da Biotecnologia e Tecnologia do DNA Recombinante

ATIVIDADE PRESENCIAL 01 Parte 1 Disciplina Biotecnologia e Enzimologia Unidades Temáticas do Material Didático Unidade I e Unidade II Professora Suelen Pereira Ruiz Herrig 1 Atividade A atividade presencial 01 da disciplina de Biotecnologia e Enzimologia envolve conhecimentos das aplicações da biotecnologia tecnologia do DNA recombinante produção de medicamentos farmacológicos metabolismo microbiano e os fatores de crescimento 2 Conteúdos Introdução à Biotecnologia Biotecnologia e a multidisciplinaridade Tecnologia do DNA Recombinante Biotecnologia e produção de fármacos Microrganismos de interesse industrial Metabolismo microbiano Substratos de fermentação 3 Objetivo da atividade Reforçar as aplicações da biotecnologia pois será um facilitador de todo o seu aprendizado nos temas mais específicos futuramente pois esses temas trazem conceitos essenciais a todo o estudo Aplicar os conhecimentos obtidos nas aulas conceituais 4 Importância do Conteúdo Esperase que ao final desta atividade que os acadêmicos sejam capazes de Conhecer as aplicações da biotecnologia para a compreensão dos princípios gerais que regem o desenvolvimento de produtos por meio da biotecnologia 5 Contextualização e preparação para o estudo A biotecnologia é uma área da ciência que utiliza organismos vivos sistemas biológicos e processos celulares para desenvolver produtos e tecnologias que beneficiam a sociedade em diversas áreas Entre as várias aplicações da biotecnologia destacamse a tecnologia do DNA recombinante a produção de biofármacos o estudo dos metabolismos microbianos e os fatores de crescimento de microrganismos A tecnologia do DNA recombinante revolucionou a biotecnologia permitindo a manipulação precisa do material genético de organismos Isso possibilita a criação de organismos geneticamente modificados OGMs para melhorar características agrícolas como resistência a pragas e doenças ou para produzir alimentos e produtos mais nutritivos A produção de biofármacos é outra aplicação crucial da biotecnologia Biofármacos são medicamentos produzidos a partir de células vivas geralmente microorganismos geneticamente modificados que produzem proteínas terapêuticas Isso torna possível a fabricação de tratamentos altamente eficazes para diversas doenças como insulina para diabetes ou anticorpos monoclonais para câncer e doenças autoimunes O estudo dos metabolismos microbianos é fundamental para a produção de biocombustíveis e produtos químicos sustentáveis Microrganismos como bactérias e leveduras podem ser geneticamente modificados para converter matériasprimas renováveis como açúcares e lignocelulose em produtos úteis como etanol ou ácidos orgânicos Os fatores de crescimento de microrganismos são essenciais para a produção em larga escala de microrganismos utilizados em aplicações biotecnológicas O controle preciso das condições de crescimento e o fornecimento adequado de nutrientes e fatores de crescimento são fundamentais para obter altos rendimentos na produção de produtos biotecnológicos como enzimas industriais proteínas terapêuticas e produtos químicos Prezado acadêmico iremos iniciar o estudo desejo um excelente estudo a todos Atividade Teórica 1 A Biotecnologia referese ao conjunto de atividades baseadas em conhecimentos multidiciplinares que utiliza agentes biológicos para o desenvolvimento de produtos úteis Sobre a importância e histórico da Biotecnologia é correto afirmar que a A penicilina foi o primeiro antibiótico descoberto em 1928 sendo um medicamento obtido pela biotecnologia b Durante a segunda Guerra mundial não teve nenhum avanço e contribuições para a biotecnologia c A estrutura e natureza do DNA foi descoberta em 1953 porém não contribuiu com nenhum marco histórico na biotecnologia d A tecnologia do DNA recombinante permitiu o avanço no desenvolvimento de transgênicos porém é possível realizar essa técnica apenas com células de tecidos vegetais e Após os conhecimentos e avanços das técnicas da tecnologia do DNA recombinante denominase biotecnologia tradicional 2 Sobre o papel da multidisciplinaridade na biotecnologia avalie as asserções a seguir e a relação proposta entre elas I A multidisciplinaridade desempenha um papel fundamental na biotecnologia PORQUE II Envolve a colaboração de profissionais de diversas áreas de atuação para desenvolver soluções e produtos A respeito dessas asserções assinale a opção correta a As asserções I e II são proposições verdadeiras e a II é uma justificativa correta da I b As asserções I e II são proposições verdadeiras mas a II não é uma justificativa correta da I c A asserção I é uma proposição verdadeira e a II é uma proposição falsa d A asserção I é uma proposição falsa e a II é uma proposição verdadeira e As asserções I e II são proposições falsas 3 A biotecnologia apresenta aplicações em diversas áreas como saúde alimentos ambiental agropecuária veterinária e industrial Sobre as aplicações da biotecnologia selecione a alternativa correta a Com o avanço da biotecnologia na área da saúde foi possível a elaboração de medicamentos biotecnológicos porém não é possível a produção de hormônios b Com o desenvolvimento das técnicas de biotecnologia na área da agricultura foi possível a produção de plantas resistentes fornecendo melhores condições e rendimento na colheita c Na área industrial as aplicações da biotecnologia não proporcionam importância tecnológica e econômica por serem produtos convencionais como o etanol d As aplicações da biotecnologia na área de alimentos são recentes não contribuindo para o marco histórico da biotecnologia e Na área da medicina veterinária as aplicações da biotecnologia englobam somente a produção de vacinas 4 Sobre a tecnologia do DNA recombinante analise as afirmativas a seguir e assinale verdadeiro V ou falso F I É uma técnica que envolve a manipulação de genes de diferentes organismos para criar novas sequências de DNA II Consiste em experimentos de biologia molecular na avaliação da expressão de determinados genes III É um tecnologia que pode ser empregada apenas na produção de medicamentos IV Com a tecnologia do DNA recombinante ocorreu a produção da insulina É correto o que se afirma em a I II III e IV b II e III c II e IV d I II e IV e IV apenas 5 Qual é a função das enzimas de restrição endonucleases no processo de clonagem de DNA a As enzimas de restrição são usadas para amplificar o DNA de interesse b As enzimas de restrição são usadas para introduzir o DNA clonado em células hospedeiras c As enzimas de restrição são usadas para cortar o DNA em fragmentos específicos permitindo a inserção do gene de interesse no vetor d As enzimas de restrição são usadas para aumentar a expressão gênica 6 Selecione a alternativa que corresponde com a ordem correta sobre a clonagem gênica 1 União do vetor ao gene de interesse 2 Clivagem com enzimas de restrição 3 Seleção do vetor e ligação do DNA alvo ao vetor 4 Introdução no organismo hospedeiro 5 Isolamento e fragmento do DNA de interesse Selecione a alternativa que corresponde com a ordem correta a 1 2 3 4 5 b 2 4 5 3 1 c 3 5 3 2 1 d 5 4 2 1 3 e 5 2 3 1 4 7O processo processo pelo qual um fragmento de DNA pode ser replicado em uma célula bacteriana é denominado de a Fissão binária b Meiose c Transcrição d Transformação 8 Dentre as tecnologias Qual é o principal propósito da tecnologia CRISPRCas9 na área da biotecnologia a É usada para criar organismos geneticamente modificados apenas em plantas b É uma técnica para amplificar sequências de DNA em laboratório c É empregada para editar precisamente o DNA permitindo a modificação de genes específicos em diversos organismos d É utilizada para clonar genes em bactérias 9 A tecnologia CRISPRCas9 é uma ferramenta revolucionária na área da biotecnologia permitindo a edição direcionada do DNA No entanto seu uso levanta questões éticas e científicas complexas Considere as alternativas abaixo e escolha a que melhor descreve a principal funcionalidade da CRISPRCas9 e seu impacto a A tecnologia CRISPRCas9 é usada exclusivamente em pesquisas científicas básicas e não tem aplicação prática b A CRISPRCas9 é uma técnica que permite apenas a aplicação em alimentos transgênicos c A principal funcionalidade da CRISPRCas9 é a edição precisa do DNA permitindo a modificação de genes específicos Suas aplicações abrangem desde a pesquisa em saúde até o desenvolvimento de terapias genéticas personalizadas porém seu uso levanta questões éticas relacionadas à engenharia genética e à edição de genes em seres humanos d A CRISPRCas9 é uma técnica usada apenas na agricultura para criar plantas resistentes a pragas e A CRISPRCas9 é uma técnica que permite a clonagem de organismos geneticamente idênticos 10 Diversas técnicas podem ser utilizadas na biotecnologia e que são utilizadas na produção de medicamentos Qual das seguintes técnicas de biotecnologia é especialmente útil na produção de medicamentos que podem direcionar e bloquear a expressão de genes específicos a Reação em cadeia da polimerase b Terapia gênica c Tecnologia dos anticorpos monoclonais d Nucleotídeo bloqueado e Peptídeos biotecnológicos 11 A produção de medicamentos por meio da fermentação microbiana envolve microrganismos específicos que desempenham um papel fundamental Considerando a complexidade desse processo analise as alternativas que se referem aos medicamentos obtidos por fermentação microbiana a partir de um microrganismo específico e assinale verdadeiro V ou falso V A penicilina é produzida por fermentação pelo microrganismo Penicillium notatum Cefalosporinas são antibióticos produzidos por fermentação a partir de microrganosmos do gênero Streptomyces Cloranfenicol é um antibiótico produzido por Streptomyces venezuelae Estreptomicina é um antibiótico produzido por bactérias do gênero Bacillus É correto afirmar que são corretas a V V V V b V V V F c F V F V d V F F F e F F V V ATIVIDADE PRESENCIAL 01 Parte 2 Disciplina Biotecnologia e Enzimologia Unidades Temáticas do Material Didático Unidade I e Unidade II Professora Suelen Pereira Ruiz Herrig 01 Sobre os produtos farmacológicos obtidos por meio da biotecnologia escreva sobre como ocorre o processo de produção de insulina pela biotecnologia Destacando suas vantagens em relação às técnicas tradicionais de obtenção da insulina a partir de fontes animais Além disso avalie como a produção de insulina por biotecnologia impactou o tratamento de pacientes com diabetes e sua qualidade de vida 02 Nos processos biotecnológicos os microrganismos apresentam grande importância a qual deve ter um controle para a obtenção de um produto de qualidade Sobre os microrganismos de interesse industriais responda a Escreva quais são as fontes de microrganismos de interesse industrial para uso biotecnológico b Explique quais as características desejáveis que esses microrganismos devem possuir para aplicações bem sucedidas na indústria Além disso forneça exemplos específicos de setores industriais nos quais os microrganismos desempenham um papel fundamental e como suas características são aproveitadas para melhorar processos industriais 03 Elabore um resumo esquemático sobre o catabolismo de carboidratos em relação aos mecanismos básicos de respiração celular e fermentação ou seja via aeróbica e anaeróbica Exemplo de resumo esquemático 04 O uso de microrganismos nos processos biotecnologicos exigem o controle desde a seleção da espécie microbiana bem como as etapas dos processos Sobre os fatores que influenciam o crescimento microbiano explique como os fatores físicos tais como temperatura pH e pressão impactam o crescimento microbiano e como essa compreensão é fundamental na biotecnologia 05 Discuta de maneira abrangente como os fatores químicos como fontes de carbono nitrogênio e elementos traço afetam o crescimento microbiano e como essa compreensão é fundamental na biotecnologia 06 Nos processos biotecnológicos os meios de cultivos fornecer condições ideais para o desenvolvimento microbiano e obtenção dos produtos Sobre os meios de cutivo explique quais devem ser as características ideais de um meio de cultivo de microrganismos em processos biotecnológicos 07 Sobre os meios de cultivos para uso nos processos biotecnológicos responda a Explique as diferenças entre meios de cultura definidos e meios de cultura complexos em microbiologia Destaque as características de cada tipo de meio suas aplicações e vantagens b Em relação aos meios de cultivo e com o avanço da sustentatibilidade nas indústrias de processos biotecnológicos cite exemplos de subprodutos agroindustriais que pode ser usados como meio de cultivo ATIVIDADE PRESENCIAL 01 Parte 1 Disciplina Biotecnologia e Enzimologia Unidades Temáticas do Material Didático Unidade I e Unidade II Professora Suelen Pereira Ruiz Herrig 1 Atividade A atividade presencial 01 da disciplina de Biotecnologia e Enzimologia envolve conhecimentos das aplicações da biotecnologia tecnologia do DNA recombinante produção de medicamentos farmacológicos metabolismo microbiano e os fatores de crescimento 2 Conteúdos Introdução à Biotecnologia Biotecnologia e a multidisciplinaridade Tecnologia do DNA Recombinante Biotecnologia e produção de fármacos Microrganismos de interesse industrial Metabolismo microbiano Substratos de fermentação 3 Objetivo da atividade Reforçar as aplicações da biotecnologia pois será um facilitador de todo o seu aprendizado nos temas mais específicos futuramente pois esses temas trazem conceitos essenciais a todo o estudo Aplicar os conhecimentos obtidos nas aulas conceituais 4 Importância do Conteúdo Esperase que ao final desta atividade que os acadêmicos sejam capazes de Conhecer as aplicações da biotecnologia para a compreensão dos princípios gerais que regem o desenvolvimento de produtos por meio da biotecnologia 5 Contextualização e preparação para o estudo A biotecnologia é uma área da ciência que utiliza organismos vivos sistemas biológicos e processos celulares para desenvolver produtos e tecnologias que beneficiam a sociedade em diversas áreas Entre as várias aplicações da biotecnologia destacamse a tecnologia do DNA recombinante a produção de biofármacos o estudo dos metabolismos microbianos e os fatores de crescimento de microrganismos A tecnologia do DNA recombinante revolucionou a biotecnologia permitindo a manipulação precisa do material genético de organismos Isso possibilita a criação de organismos geneticamente modificados OGMs para melhorar características agrícolas como resistência a pragas e doenças ou para produzir alimentos e produtos mais nutritivos A produção de biofármacos é outra aplicação crucial da biotecnologia Biofármacos são medicamentos produzidos a partir de células vivas geralmente microorganismos geneticamente modificados que produzem proteínas terapêuticas Isso torna possível a fabricação de tratamentos altamente eficazes para diversas doenças como insulina para diabetes ou anticorpos monoclonais para câncer e doenças autoimunes O estudo dos metabolismos microbianos é fundamental para a produção de biocombustíveis e produtos químicos sustentáveis Microrganismos como bactérias e leveduras podem ser geneticamente modificados para converter matériasprimas renováveis como açúcares e lignocelulose em produtos úteis como etanol ou ácidos orgânicos Os fatores de crescimento de microrganismos são essenciais para a produção em larga escala de microrganismos utilizados em aplicações biotecnológicas O controle preciso das condições de crescimento e o fornecimento adequado de nutrientes e fatores de crescimento são fundamentais para obter altos rendimentos na produção de produtos biotecnológicos como enzimas industriais proteínas terapêuticas e produtos químicos Prezado acadêmico iremos iniciar o estudo desejo um excelente estudo a todos Atividade Teórica 1 A Biotecnologia referese ao conjunto de atividades baseadas em conhecimentos multidiciplinares que utiliza agentes biológicos para o desenvolvimento de produtos úteis Sobre a importância e histórico da Biotecnologia é correto afirmar que R a A penicilina foi o primeiro antibiótico descoberto em 1928 sendo um medicamento obtido pela biotecnologia 2 Sobre o papel da multidisciplinaridade na biotecnologia avalie as asserções a seguir e a relação proposta entre elas I A multidisciplinaridade desempenha um papel fundamental na biotecnologia PORQUE II Envolve a colaboração de profissionais de diversas áreas de atuação para desenvolver soluções e produtos A respeito dessas asserções assinale a opção correta R a As asserções I e II são proposições verdadeiras e a II é uma justificativa correta da I 3 A biotecnologia apresenta aplicações em diversas áreas como saúde alimentos ambiental agropecuária veterinária e industrial Sobre as aplicações da biotecnologia selecione a alternativa correta R b Com o desenvolvimento das técnicas de biotecnologia na área da agricultura foi possível a produção de plantas resistentes fornecendo melhores condições e rendimento na colheita 4 Sobre a tecnologia do DNA recombinante analise as afirmativas a seguir e assinale verdadeiro V ou falso F I É uma técnica que envolve a manipulação de genes de diferentes organismos para criar novas sequências de DNA II Consiste em experimentos de biologia molecular na avaliação da expressão de determinados genes III É um tecnologia que pode ser empregada apenas na produção de medicamentos IV Com a tecnologia do DNA recombinante ocorreu a produção da insulina É correto o que se afirma em R d I II e IV 5 Qual é a função das enzimas de restrição endonucleases no processo de clonagem de DNA R c As enzimas de restrição são usadas para cortar o DNA em fragmentos específicos permitindo a inserção do gene de interesse no vetor 6 Selecione a alternativa que corresponde com a ordem correta sobre a clonagem gênica 1 União do vetor ao gene de interesse 2 Clivagem com enzimas de restrição 3 Seleção do vetor e ligação do DNA alvo ao vetor 4 Introdução no organismo hospedeiro 5 Isolamento e fragmento do DNA de interesse Selecione a alternativa que corresponde com a ordem correta R e 5 2 3 1 4 7O processo processo pelo qual um fragmento de DNA pode ser replicado em uma célula bacteriana é denominado de R a Fissão binária 8 Dentre as tecnologias Qual é o principal propósito da tecnologia CRISPRCas9 na área da biotecnologia R c É empregada para editar precisamente o DNA permitindo a modificação de genes específicos em diversos organismos 9 A tecnologia CRISPRCas9 é uma ferramenta revolucionária na área da biotecnologia permitindo a edição direcionada do DNA No entanto seu uso levanta questões éticas e científicas complexas Considere as alternativas abaixo e escolha a que melhor descreve a principal funcionalidade da CRISPRCas9 e seu impacto R c A principal funcionalidade da CRISPRCas9 é a edição precisa do DNA permitindo a modificação de genes específicos Suas aplicações abrangem desde a pesquisa em saúde até o desenvolvimento de terapias genéticas personalizadas porém seu uso levanta questões éticas relacionadas à engenharia genética e à edição de genes em seres humanos 10 Diversas técnicas podem ser utilizadas na biotecnologia e que são utilizadas na produção de medicamentos Qual das seguintes técnicas de biotecnologia é especialmente útil na produção de medicamentos que podem direcionar e bloquear a expressão de genes específicos R c Tecnologia dos anticorpos monoclonais 11 A produção de medicamentos por meio da fermentação microbiana envolve microrganismos específicos que desempenham um papel fundamental Considerando a complexidade desse processo analise as alternativas que se referem aos medicamentos obtidos por fermentação microbiana a partir de um microrganismo específico e assinale verdadeiro V ou falso V A penicilina é produzida por fermentação pelo microrganismo Penicillium notatum Cefalosporinas são antibióticos produzidos por fermentação a partir de microrganosmos do gênero Streptomyces Cloranfenicol é um antibiótico produzido por Streptomyces venezuelae Estreptomicina é um antibiótico produzido por bactérias do gênero Bacillus É correto afirmar que são corretas R b V V V F ATIVIDADE PRESENCIAL 01 Parte 2 Disciplina Biotecnologia e Enzimologia Unidades Temáticas do Material Didático Unidade I e Unidade II Professora Suelen Pereira Ruiz Herrig 01 Sobre os produtos farmacológicos obtidos por meio da biotecnologia escreva sobre como ocorre o processo de produção de insulina pela biotecnologia Destacando suas vantagens em relação às técnicas tradicionais de obtenção da insulina a partir de fontes animais Além disso avalie como a produção de insulina por biotecnologia impactou o tratamento de pacientes com diabetes e sua qualidade de vida R O processo de produção de insulina por meio da biotecnologia é realizado através da inserção do gene humano da insulina no DNA de um microrganismo geneticamente modificados bactéria ou levedura permitindo que ele produza a insulina de forma eficiente Uma das principais vantagens da produção de insulina por biotecnologia em relação às técnicas tradicionais isto é a partir de fontes animais como o pâncreas de porcos ou bovinos é a maior pureza e precisão do produto final A insulina produzida por biotecnologia é idêntica à insulina humana o que reduz o risco de reações alérgicas ou efeitos colaterais indesejados Além disso a produção em larga escala é mais fácil e mais econômica garantindo um suprimento mais acessível de insulina para os pacientes permitindo que estes mantenham sua glicemia controlada 02 Nos processos biotecnológicos os microrganismos apresentam grande importância a qual deve ter um controle para a obtenção de um produto de qualidade Sobre os microrganismos de interesse industriais responda a Escreva quais são as fontes de microrganismos de interesse industrial para uso biotecnológico R Existem uma diversa gama de microrganismos de interesse industrial disponíveis na natureza no solo plantas e água destacandose bactérias leveduras outros tipos de fungos e plantas Esses microrganismos podem ser isolados e cultivados em laboratório para posterior aplicação em processos biotecnológicos b Explique quais as características desejáveis que esses microrganismos devem possuir para aplicações bem sucedidas na indústria Além disso forneça exemplos específicos de setores industriais nos quais os microrganismos desempenham um papel fundamental e como suas características são aproveitadas para melhorar processos industriais R Os microrganismos devem possuir como características Crescimento rápido Para permitir a produção em larga escala Tolerância a condições adversas devem conseguir crescer e sobreviver em condições extremas como altas temperaturas pH ácido ou alcalino alta salinidade entre outros pois isso permite que sejam utilizados em diferentes ambientes e processos industriais Devem produzir e secretar os produtos de interesse ou Facilidade de manipulação genética para melhorar suas características como a produção de compostos desejados Alguns exemplos de setores industriais que utilizam microrganismos são Setor alimentício Microrganismos como leveduras bactérias lácticas e fungos são utilizados na produção de alimentos fermentados como pães queijos iogurtes cervejas e vinhos Esses microrganismos são responsáveis pela fermentação dos ingredientes conferindo sabor textura e preservação dos alimentos Setor farmacêutico Microrganismos são utilizados na produção de medicamentos como na produção de antibióticos hormônios e enzimas terapêuticas Por exemplo a bactéria Escherichia coli é frequentemente utilizada para produzir proteínas terapêuticas incluindo a insulina Setor de biocombustíveis Microrganismos como bactérias e leveduras são utilizados para a produção de biocombustíveis como etanol e biodiesel Esses microrganismos são capazes de fermentar matériasprimas renováveis como açúcares ou óleos vegetais para produzir os combustíveis alternativos 03 Elabore um resumo esquemático sobre o catabolismo de carboidratos em relação aos mecanismos básicos de respiração celular e fermentação ou seja via aeróbica e anaeróbica Exemplo de resumo esquemático Descrição dos processos 1 Respiração celular via aeróbica Glicólise conversão da glicose em piruvato produzindo ATP e NADH Descarboxilação oxidativa o piruvato é convertido em acetilCoA gerando NADH e CO2 Ciclo de Krebs o acetilCoA é oxidado gerando NADH FADH2 ATP e CO2 Fosforilação oxidativa NADH e FADH2 são oxidados na cadeia respiratória gerando ATP por meio de fosforilação oxidativa 2 Fermentação via anaeróbica Glicólise conversão da glicose em piruvato produzindo ATP e NADH Regeneração do NAD o NADH produzido na glicólise é oxidado regenerando o NAD para continuar a glicólise Fermentação específica dependendo do microrganismo o piruvato pode ser convertido em diferentes produtos finais como ácido lático etanol ou ácido acético 04 O uso de microrganismos nos processos biotecnologicos exigem o controle desde a seleção da espécie microbiana bem como as etapas dos processos Sobre os fatores que influenciam o crescimento microbiano explique como os fatores físicos tais como temperatura pH e pressão impactam o crescimento microbiano e como essa compreensão é fundamental na biotecnologia R A temperatura influencia a atividade enzimática dos microrganismos Cada espécie microbiana possui uma faixa de temperatura ótima para o crescimento na qual suas enzimas funcionam de forma mais eficiente e em sua máxima velocidade Temperaturas muito baixas podem retardar o crescimento microbiano enquanto temperaturas muito altas inativam enzimas ou até mesmo eliminam os microrganismos Para o pH o mesmo acontece Existe uma faixa de pH ótima na qual o microrganismos cresce e se reproduz bem Alterações significativas no pH podem prejudicar a atividade enzimática e a estabilidade das proteínas celulares ou alterar os produtos formados A pressão também pode influenciar o crescimento microbiano especialmente em microrganismos que vivem em ambientes extremos como ambientes de alta pressão Alguns microrganismos são capazes de se adaptar e crescer em altas pressões enquanto outros podem ser sensíveis a mudanças bruscas na pressão Portanto percebese assim que qualquer alteração nessas variáveis pode levar à morte dos microrganismos sendo necessário compreender quais as condições ótimas para o crescimento bacteriano e síntese dos produtos de interesse 05 Discuta de maneira abrangente como os fatores químicos como fontes de carbono nitrogênio e elementos traço afetam o crescimento microbiano e como essa compreensão é fundamental na biotecnologia R Assim como as variáveis pressão e temperatura os microrganismos possuem elementos essenciais para a manutenção de seu crescimento e reprodução As fontes de carbono são necessárias como fonte de energia e para a síntese de biomassa O carbono pode ser encontrado em compostos orgânicos como açúcares e ácidos orgânicos Já as fontes de nitrogênio são essenciais para a síntese de proteínas e ácidos nucleicos nos microrganismos sendo um componente vital para o crescimento e reprodução dos mesmos O nitrogênio pode advir de nitratos amônio aminoácidos e compostos nitrogenados orgânicos Além disso os chamados elementos traço a exemplo o ferro cobre zinco e manganês também são necessários em pequenas quantidades variando para cada microrganismo Esses elementos atuam como cofatores em várias enzimas e desempenham papéis importantes em processos metabólicos A falta ou excesso de elementos traço carbono e nitrogênio pode também promover a morte dos microrganismos sendo a biotecnologia fundamental para obterse o desempenho ótimo destes 06 Nos processos biotecnológicos os meios de cultivos fornecer condições ideais para o desenvolvimento microbiano e obtenção dos produtos Sobre os meios de cutivo explique quais devem ser as características ideais de um meio de cultivo de microrganismos em processos biotecnológicos R A cultura de bactérias pode ser feita sobre um substrato sólido semissólido ou líquido devendo apresentar as características Possuir fontes de carbono O meio de cultivo deve fornecer uma fonte de carbono adequada para o crescimento dos microrganismos Possuir fontes de nitrogênio O meio de cultivo deve fornecer uma fonte de nitrogênio para a síntese de proteínas e ácidos nucleicos nos microrganismos Presença de outros nutrientes Além de carbono e nitrogênio o meio de cultivo deve fornecer outros nutrientes essenciais como fósforo enxofre potássio magnésio e cálcio pH adequado O pH do meio de cultivo deve ser ajustado para a faixa ótima de crescimento do microrganismo em questão Concentração ideal de oxigênio A concentração de oxigênio dissolvido no meio de cultivo deve ser controlada para atender às necessidades metabólicas do microrganismo pois alguns microrganismos são aeróbicos e requerem oxigênio para seu crescimento enquanto outros são anaeróbicos e não o toleram Concentração adequada de sais e elementos traço Esses elementos podem incluir ferro cobre zinco manganês entre outros Ausência de contaminantes O meio de cultivo deve ser preparado de forma a evitar a presença de contaminantes como bactérias indesejadas ou fungos que possam competir com o crescimento do microrganismo de interesse 07 Sobre os meios de cultivos para uso nos processos biotecnológicos responda a Explique as diferenças entre meios de cultura definidos e meios de cultura complexos em microbiologia Destaque as características de cada tipo de meio suas aplicações e vantagens R Os meios de cultura definidos são formulados com componentes quimicamente selecionados e em concentrações conhecidas Assim eles contêm apenas os nutrientes essenciais necessários para o crescimento microbiano como fonte de carbono nitrogênio sais minerais e vitaminas A principal vantagem destes meios é que sua composição é precisa e controlada o que permite uma maior compreensão dos requisitos nutricionais dos microrganismos Os meios de cultura definidos também são úteis quando se deseja estudar o efeito de um nutriente específico na taxa de crescimento ou na produção de metabólitos No entanto eles são mais caros de serem preparados e podem ser mais trabalhosos devido à necessidade de adicionar cada componente individualmente Já os meios de cultura complexos são formulados com extratos de tecidos proteínas peptídeos extrato de levedura ou outros materiais biológicos que oferecem uma vasta mistura de nutrientes A composição exata desses meios não é conhecida em detalhes pois eles contêm uma variedade de componentes orgânicos e inorgânicos A principal vantagem destes meios de cultura é que eles fornecem uma variedade de nutrientes que podem favorecer o crescimento de um amplo espectro de microrganismos Eles são frequentemente usados para o isolamento e cultivo de microrganismos desconhecidos ou pouco estudados pois fornecem vários nutrientes que podem atender a diferentes necessidades metabólicas Além disso são mais fáceis e mais baratos de serem preparados mas sua composição complexa pode dificultar a interpretação dos resultados uma vez que é difícil determinar quais componentes específicos estão influenciando o crescimento microbiano b Em relação aos meios de cultivo e com o avanço da sustentabilidade nas indústrias de processos biotecnológicos cite exemplos de subprodutos agroindustriais que podem ser usados como meio de cultivo R Alguns exemplos de subprodutos agroindustriais que podem ser usados como meio de cultivo são o bagaço de canadeaçúcar que é um subproduto da indústria açucareira que pode ser utilizado como fonte de carbono o farelo de arroz resíduos de frutas e vegetais como cascas sementes e polpas e a vinhaça que é um subproduto da produção de etanol a partir da canadeaçúcar Outros resíduos gerados durante o processamento de grãos como cascas de trigo milho ou cevada podem ser utilizados como meio de cultivo também Todos estes exemplos contêm nutrientes como carboidratos vitaminas e minerais que podem ser aproveitados pelos microrganismos para seu crescimento e produção de compostos desejados