Marcadores Genéticos PRONTO, Notas de estudo de Medicina Veterinária

Baixe Marcadores Genéticos PRONTO e outras Notas de estudo em PDF para Medicina Veterinária, somente na Docsity! MARCADORES GENÉTICOS Franciele Louize Janaina Tonet Julia Rocha Laura Vieira Tonon Maila Favro Maria Lucíola da Silveira Colombi Tatiana Rodrigues Lopes Introdução: • O uso de biotecnologias da reprodução, associadas a programas de melhoramento genético, tem ganhado destaque nos sistemas de produção. • Recentemente a seleção genética entrou em nova fase: a avaliação fenotípica passou a contar com a avaliação genômica pelo uso da genética molecular. Criopreservação de sptz I A Embriões In vitro Marcaram uma importante e decisiva fase para o melhoramento genético. Mas o que são marcadores genéticos? • Com a seleção assistida por marcadores pode-se prever os resultados que serão obtidos, uma vez que esta tecnologia emprega amostras de DNA, o que permite análises momentos após o nascimento, ou mesmo na fase embrionária pré-implantação. MARCADORES MOLECULARES CORRESPONDEM A TODO E QUALQUER FENÓTIPO MOLECULAR ORIUNDO DE UM GENE EXPRESSO, COMO NO CASO DE ISOENZIMAS OU MARCADORES BIOQUÍMICOS, OU DE UM SEGMENTO ESPECÍFICO DE DNA (CORRESPONDENTE A REGIÕES EXPRESSAS OU NÃO DO GENOMA). Tipo de marcadores genéticos: • Marcadores Morfológicos: mais usados em plantas. Baixo nível de polimorfismo. Seu controle genético pode afetar, ou ser afetado, por genes controlando outros caracteres, dificultando a caracterização dos genótipos. • Marcadores Biológicos: Nível alto de polimorfismo para cada loco estudado . Podem ser usados para caracterizar o genótipo de um indivíduo a partir de amostras de células ou de tecidos. • Marcadores DNA: são derivados de pequenas regiões do DNA que apresentam polimorfismo entre indivíduos dentro de uma mesma espécie. Marcadores que avaliam polimorfismo do DNA: • RFLP (1980)- fragmentos de DNA de comprimento polimórfico • PCR (1985)- reação de polimerase em cadeia • Mini e Microssatélites (1985) seqüências adjacentes que se repetem em número variado • RAPD (1990)- polimorfismo de DNA amplificado ao acaso • AFLP (1994) - polimorfismo no comprimento de fragmentos amplificados • SNP ( 1998) -Polimorfismos de Nucleotídeos Únicos Mini e microssatélites: • Marcadores moleculares mais empregados em estudos. • Ultracentrifugação em gradiente de cloreto de Césio. • Sequencias amplificadas por primers – Cada microssatélite é um loco genético. • Usa-se na construção de biblioteca genômica Mini e microssatélites: lise e hibridação com oligonucleotíideos marcados AGAGACAGAGAGAG TACGACACAGOCTAGATOGATOCATOA GATGAIGCIGICGATGATUGIAGCUIGA SOCTAGTAGTCATOAGAATOCATOCTA AGAGAGAGAGAGAGAGCAGAGAGADAO AGAGAGAGAGAGAGAGAGAGAGAGAG AGAGAGAGAGAGAGAGAGTOGTAGTA COATGOCASTOAGTAGTCGATGOUTAGTA COTAGTCAGTAGOCTAGATCGTAGTAGT CAGATOGATGCIAGICGIAGTIACGTIAG TOGATGCATAGIAGCIGCATAGTICGAT AGTCAGTAGOUTAGTIAGOTAGTGCATAG seqienciamento dos positivos TACGACACAGOCTAGATOGATOCATGASA GATGATOCTIGTCGATOATOCGTAGCTGA AGUCTAGTIAGICATOAGAATOGCATGCTA AGAGAGAGAGAGAGAGAGAGAGAGAO AGAGAGAGAGAGAGAGAGAGAGAGAG AGAGAGAGAGAGAGAGAGTOUGTAGTA CGATGCASTCAGIAGTICGATGCIAGIA COTAGTCAGTAGCTAGATOUGTAGTAGT CAGATOGATGOCTAGTOGTAGTACGTAS TOGBATOCATAGTAGOCTGOCATAGTOGAT AGICAGIAGCTAGIAGCTAGIGCATAG desenho de "primers" amplificação por PCR RAPD (Fragmentos de DNA amplificados ao acaso): • Marcadores moleculares distribuídos pelo genoma • Primers curtos: sequências de alvo desconhecidas • Detecta polimorfismo em apenas um par de bases • Não necessitam da separação de fragmentos de DNA por tamanho • Sequenciamento de segmentos amplificados via PCR de indivíduos • São encontrados em: 1. Em regiões codificadoras: podem gerar alelos 2. Em regiões não codificadoras: servem como marcadores moleculares. Aplicabilidade na qualidade da carne: • Uma das vantagens: apresentar o potencial de complementar a seleção clássica. • Precocidade de avaliação dos animais para características específicas • Programas de produção in vitro e transferência de embriões, agilizando e otimizando os sistemas de seleção genética e produção animal Em termos práticos, o principal foco na aplicação de marcadores moleculares no melhoramento genético animal, consiste em identificar e analisar a variabilidade e correlação dos marcadores com os fenótipos de interesse. Aplicabilidade na qualidade da carne: • Qualidade da carne: SNPs. • Este recurso poderá refinar os mapas genéticos, promovendo uma fonte própria de marcadores para uso em grande escala. Marcadores na Bovinocultura de Corte: Importância: • Os programas de melhoramento genético de raças bovinas utilizadas para produção de carne podem se beneficiar do uso de marcadores moleculares: • Na sexagem de embriões, em testes de paternidade. • Na seleção assistida por marcadores (principalmente). • A seleção consiste em transferir genes ou conjunto de genes desejáveis de maneira mais rápida e eficiente utilizando menor número de animais e gerações, facilitando assim o estudo de QTLs. Importância: • A introdução de genótipos superiores, • A detecção de doenças genéticas, • Podem aumentar o ganho genético anual e tornar mais eficiente a produção de bovinos de corte. Perspectivas em relação ao uso dos marcadores moleculares no melhoramento de bovinos de corte: • Marcadores moleculares ligados às características quantitativas não irão de forma alguma substituir os métodos tradicionais de seleção. • Auxiliam geneticistas quantitativos através do fornecimento de informações referentes ao genótipo: • Aumentará o ganho genético, • Diminuirá o intervalo entre gerações quando genótipos superiores forem detectados. • A implantação desses conhecimentos em programas de melhoramento genético necessita de estudos minuciosos desenvolvidos por vários autores em diferentes rebanhos para demonstrar e confirmar os efeitos dos polimorfismos de DNA sobre as características produtivas. Aplicabilidade na bovinocultura de leite: • O emprego de técnicas de genética molecular começa a ocupar espaço nos modernos programas de melhoramento genético de bovinos de leite; • Uma unidade da Merial - IGENITY® oferece serviços de identificação molecular de genes de interesse à bovinocultura: ᴋ-Cn e β-Lg ᴋ-Caseína: • Importante proteína do leite para o processo de derivados do leite QUEIJO • Variantes da ᴋ-Cn estão associadas com o tempo que o leite leva para coalhar; • A ᴋ-Cn é uma das proteínas coaguláveis do leite e atua na estabilização das micelas de caseína em solução; • A presença do alelo B da ᴋ-Cn tem sido associada ao aumento da quantidade e concentração de proteína no leite (principalmente de caseínas), firmeza do coágulo produzido e redução do tempo de coagulação, resultando em aumento no rendimento da produção de queijo, um requeijão mais firme do que a variante A da proteína; • Efeito negativo sobre a quantidade de leite produzido. • Para os produtores, que queiram aumentar a produção de leite, quando o laticínio, ao qual vendem seu produto, não remunere mais, de maneira compensadora, um leite com maior quantidade de proteínas e gordura Variantes AA da β-Lg e ᴋ-Cn • Porém... são necessárias mais pesquisas que levem a um maior conhecimento do sequenciamento do DNA na região dos genes abordados, para que se determinem melhor as influências destes genes em programas de seleção de animais destinados à produção leiteira. Aplicabilidade na Reprodução de Ovinos: • Um campo a ser explorado com marcador para o melhoramento animal é a linhagem Booroola do Merino Australiano, assim como o nome, possuem o gene Booroola (Fec B = Fecundity Booroola) • Sendo este o principal gene que afeta a taxa de ovulação e, consequentemente, o número de cordeiros nascidos. • O polimorfismo no (MTNR1A) gene do receptor da melatonina 1A possibilitou avaliar sua influência no desempenho reprodutivo. • Foi registrado o efeito de 6 genótipos encontrados de diferentes poliforfismo (MM, Mm, mm e RR, Rr e rr) e verificou-se que as fêmeas adultas que apresentavam pelo menos uma cópia do alelo M possuem uma tendência a serem mais férteis do que àquelas que não apresentam este alelo em seu genótipo. Alelo Ml l • Na industria suinícola em especial, a biotecnologia representa uma possibilidade e um desafio; Menor custo por kg/carne, Aumento na taxa de crescimento, nº de leitões/porca/ano. Qualidade, Uniformidade, Produtos diferenciados Competição Antigamente Atualmente SUÍNOS: Progresso no conhecimento do genoma: • Número superior a 75 genótipos marcadores foram relacionados a qualidade da carne, tamanho de leitegada e resistência a doenças; 1991 • Evidenciaram associações entre regiões cromossômicas a algumas características como obesidade e deposição de gordura; 41994 • Encontrados cromossomos com influência no ganho de peso diário e conversão alimentar; 11996 Cor da pelagem: • Gene KIT: controla a cor branca • Gene MSHR controla as cores vermelhas e preta Kit é patenteado pela PIC e utilizado comercialmente. • Devido a resultados pouco expressivos, relacionados à dificuldade em se relacionar um marcador a uma resposta quantitativa, muitos marcadores moleculares ainda não encontram respaldo nos aspectos econômicos e práticos, uma vez que o uso destes ainda está em estágio de validação, embora tecnicamente sejam de possível execução. • Isso ressalta a importância de pesquisas aplicadas para a validação do uso desses marcadores, tornando-os cada vez mais presentes no processo de melhoramento genético dos animais de produção. Aplicabilidade nas características reprodutivas em suínos: • Vem sendo estudado a influência do polimorfismo no gene do receptor de estrogênio (ESR) em características reprodutivas como o tamanho de leitegadas; • Segundo Short et al. (1997), em seus experimentos com linhagens da raça Chinesa Meisham que o gene ESR aumenta em 0,8 a 1 leitão por leitegada para cada cópia desse alelo e para animais homozigotos para o gene ESR o acréscimo foi de 1,6 a 2 leitões por leitegada; • Cepas de Escherichia Coli são capazes de atacar receptores específicos e colonizar o intestino de leitões neonatos produzindo enterotoxina resultando em diarréia; • Devido aos métodos de prevenção, apenas a K88 tem influencia em recém-nascido e desmamados, esquanto a cepa E. coli F18 atua somente nos desmamados; K88, K99, 987P e F41 • A cepa E. coli F18 também esta relacionada com a produção, Shigan-like toxin, que entra na circulação sanguínea podendo causar necrose vascular dos vasos do cérebro (Doença do edema); • Programas que utiliza marcadores como identificação da cepa ECF18, não só reduziu a mortalidade dos leitões como permitiu a redução do número de organismos no ambiente, pois a bactéria não consegue se reproduzir em animais resistentes; Referências: • MARCADORES MOLECULARES. Universidade de Lavras. Disponível em: http://www.dag.ufla.br/site/_adm/upload/file/Luciane%20Vilela%20Resende/ Marcadores_moleculares1_%5BModo_de_Compatibilidade%5D%5B2%5D.pdf> acesso em 10 de Agosto de 2013 • GARCIA, José Fernando; Utilização de marcadores moleculares para selação. Biotecnologia da Reprodução em Bovinos (2º Simpósio Internacional de Reprodução Animal Aplicada. Pg 195 - 201 • DEKKERS, Jack C.M.; ROTHSCHILD, Max F.; MALEK, Massoud M. Potencial e aplicação de seleção assistida por marcadores para qualidade de carne. Department of animal Science. Ames, USA. • SILVA, M.V., et al., Utilização de marcadores genéticos em suínos. I. Características reprodutivas e de resistência a doença. Disponível em <www.alpa.org.ve/PDF/Arch%2011-1/Arch%2003- 001.pdf > acesso em 09 de Agosto de 2013 • GOES, P.R.N., et al., Disponibilidade, usos e limitações dos marcadores moleculares em espécies de animais de produção. 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