Modificações Genéticas e Redirecionamento de Fluxos Metabólicos

Flashcards de vocabulário em português abordando conceitos, ferramentas e exemplos práticos de engenharia metabólica, biologia sintética e otimização de bioprocessos apresentados nas notas da aula.

Engenharia Metabólica

Melhoramento direcionado das propriedades celulares por modificações genéticas racionais e uso de ferramentas analíticas e computacionais.

Redirecionamento de Fluxos Metabólicos

Alteração de vias internas da célula para aumentar formação do produto desejado e reduzir subprodutos.

Modelagem Metabólica

Construção de modelos matemáticos para entender, prever e otimizar o comportamento da fábrica celular.

Simulação in silico

Teste computacional de hipóteses que economiza tempo, materiais e dinheiro antes dos experimentos em bancada.

Fábrica Celular (Cell Factory)

Organismo geneticamente otimizado para produzir bioprodutos de forma eficiente.

Pta-AckA Pathway

Via em E. coli que converte acetil-CoA em acetato; alvo frequente de engenharia para evitar perdas de carbono.

Produtividade

Quantidade de produto formada por unidade de volume e tempo; diferente de rendimento.

Rendimento

Fração do substrato convertida em produto; pode ser limitado pelo custo da matéria-prima.

Vanilina

Composto aromático valioso produzido por engenharia metabólica como alternativa à extração de vagens de baunilha.

Lisina

Aminoácido essencial cuja produção industrial é aumentada via engenharia de Corynebacterium glutamicum.

Screening de Linhagens

Busca sistemática por microrganismos ou genes com potencial de melhoria de produção.

Biologia Sintética

Construção de novos circuitos e sistemas biológicos para programar células com funções desejadas.

Circuito Genético Bidirecional

Rede regulatória que alterna a expressão de dois genes em resposta a estímulo, por exemplo temperatura.

Whole-Cell Model

Modelo computacional que integra metabolismo, regulação e sinalização da célula inteira.

Up Regulation

Superexpressão de ativador ou gene para aumentar continuamente a produção de um metabólito.

Down Regulation

Redução ou inativação de repressor para liberar a síntese do produto desejado.

Mutação Aleatória

Geração não dirigida de mutantes por UV, químicos, PCR propensa a erro ou transposons.

Adaptive Laboratory Evolution (ALE)

Evolução dirigida em laboratório por cultivo sequencial sob pressão seletiva para obter fenótipo desejado.

Mutação Dirigida

Edição específica do genoma usando vetores suicidas, recombinação ou CRISPR-Cas9.

CRISPR-Cas9

Ferramenta de edição genômica que permite knock-in, knock-out ou regulação de genes com guia de RNA.

Transposon

Elemento genético móvel usado para mutagênese por inserção em genes alvo.

Plasmídeo Suicida

Vetor sem origem de replicação no hospedeiro usado para promover deleções por recombinação homóloga.

DNA Recombinante

Tecnologia que combina sequências de diferentes origens em vetores para expressão heteróloga.

Expressão Heteróloga

Produção de um gene ou via de outra espécie dentro do microrganismo hospedeiro.

Operon phaABC

Conjunto de genes de Ralstonia eutropha que permite síntese de PHB em organismos recombinantes.

Polyhydroxybutyrate (PHB)

Polímero biodegradável produzido por vias engenheiradas em bactérias e leveduras.

Entner-Doudoroff Pathway

Via glicolítica alternativa cuja superexpressão pode aumentar catabolismo de glicose e PHA.

Farnesyl Pyrophosphate (FPP)

Intermediário isoprenoide cujos fluxos são ampliados para produção de amorfadieno e artemisinina.

SARP

Regulador positivo em Streptomyces cuja superexpressão aumenta metabólitos secundários.

SEVA Vector

Plataforma modular de plasmídeos padronizados para engenharia em bactérias Gram-negativas.

OriT

Origem de transferência de plasmídeo durante conjugação bacteriana.

Ribosome Binding Site (RBS)

Sequência upstream do gene que regula o início da tradução.

Knock-out

Deleção ou inativação completa de um gene para estudar função ou redirecionar fluxos.

Knock-in

Inserção de gene ou cassete funcional em locus específico do genoma.

Reconstrução de Vias

Introdução completa de rota metabólica heteróloga para síntese de novo produto.

Pathway Bottleneck

Etapa limitante cuja remoção ou aceleração aumenta o fluxo total da via.

Fluxo Metabólico

Taxa de conversão de metabólitos ao longo das vias; medido por análise de fluxo de 13C.

Análise de Fluxo de 13C

Método que usa substratos marcados para quantificar fluxos internos da célula.

Formate Assimilation

Via introduzida em E. coli para converter formiato em biomassa e etanol.

Tetrahydrofolate Cycle

Ciclo de um-carbono essencial para assimilação de formiato e síntese de serina.

Formate Hydrogen Lyase (FHL)

Complexo que converte formiato em hidrogênio e CO₂; alvo para modulação em engenharia.

PDC-ADH Cassete

Genes de piruvato descarboxilase e álcool desidrogenase usados para converter piruvato em etanol.

Cloning

Inserção de DNA alvo em vetor seguido de propagação em hospedeiro, geralmente E. coli.

Transformação

Entrada de DNA exógeno em bactéria, levedura ou célula vegetal/animal.

Host Selection

Escolha do microrganismo inicial considerando genética, robustez e rendimento natural.

Biossensor

Circuito sintético que gera resposta (fluorescência, cor) frente a metabolito ou condição ambiental.

Economia de Fluxo

Conceito de minimizar gasto energético e maximizar produtividade metabólica.

Metabolômica

Análise global de metabólitos celulares para entender efeitos das modificações genéticas.

Genômica Funcional

Estudo da função de genes por expressão, mutagênese e fenotipagem.

Ciclo do Carbono

Processo natural de fixação e liberação de CO₂ mediado por plantas e microrganismos.

Ciclo do Nitrogênio

Sequência de fixação, nitrificação e desnitrificação envolvendo diversas bactérias.

Ciclo do Enxofre

Transformações microbianas entre H₂S, enxofre elementar e sulfatos no ambiente.

Rational Design

Planejamento de modificações genéticas baseado em dados e modelos ao invés de tentativa-erro.

Aromático Pathway

Via de biossíntese de aminoácidos aromáticos; muitas vezes modificada para produzir compostos de valor.

Pta-AckA Deletion

Estratégia para evitar produção de acetato e redirecionar acetil-CoA para produtos alvo.

Stress Tolerance Engineering

Alterações genéticas que aumentam resistência a pH, temperatura ou solventes.

Quorum Sensing

Sistema de comunicação celular utilizado em circuitos de biologia sintética para resposta populacional.