Marcadores Moleculares na Indústria Animal Prof. Dr. Vinicius Campos Disciplina de Biotecnologia...
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Marcadores Moleculares na Indústria Animal
Prof. Dr. Vinicius CamposDisciplina de Biotecnologia Animal
Graduação em Biotecnologia - UFPel
Abordagens da aula...
Tecnologia que:
Utiliza o animal para a geração de um produto que não é o próprio animal
Utiliza o animal como produto – trabalha no melhoramento deste animal
O que é Biotecnologia Animal?
Nutrigenômica
O que é Biotecnologia Animal?
FIVICSI
Transferência de Embriões
Animais Transgênicos
Vacinas Recombinantes
Testes para Diagnósticos de
Doenças
Células Tronco Marcadores Moleculares
Melhoramento Genético
Época Atividade
Século XXI Aplicação dos marcadores moleculares às estratégias de IA, TE, FIV, Clonagem e principalmente Melhoramento Genético
Início do século XXI Sexagem de embriões por análise de DNA (maior controle dos sistemas de criação) e clonagem (definição e propagação do animal “ideal” para a cadeia produtiva)
Década de 90 Produção de embriões in vitro (influência do macho e da fêmea potencializados)
Década de 80 Programas de melhoramento baseados em ferramentas estatísticas (maior influência da dinâmica populacional e interação com o meio ambiente)
Década de 70 Transferência de embriões (maior influência da fêmea)
Década de 60 Inseminação artificial (maior influência do macho)
Desde 1500 Importações oficiais e extra-oficiais de animais vivos
O que é Biotecnologia Animal?Melhoramento Genético em Bovinos
no BrasilMelhoramento Genético em Bovinos
no Brasil
“Conjunto de métodos e técnicas que visam o aumento da freqüência dos genes desejáveis ou das boas combinações genéticas em uma população ou a diminuição da freqüência dos genes indesejáveis ou das combinações genéticas ruins”.
(modificado de Briquet Jr. 1967)
Melhoramento Genético
O MELHORAMENTO GENÉTICO TEM POR OBJETIVO
ESCOLHER O MELHOR MATERIAL GENÉTICO PARA
MAXIMIZAR A PRODUÇÃO NAS CONDIÇÕES AMBIENTAIS
EXISTENTES.
Melhoramento Genético
MAIOR PRODUTIVIDADE
=MELHORAMENTO GENÉTICO
Ilimitado e Permanente+
MELHORAMENTO AMBIENTAL (sanidade, manejo, alimentação)
Limitado eTemporário
Melhoramento Genético X Ambiental
Melhoramento Genético
• (maior produtividade = produção/área)
• Maior quantidade
• Maior qualidade
• Menor custo
• Menor tempo
Mudanças genéticas graduais (porém dramáticas) obtidas em grande período de tempo (100 anos) pela observação de acasalamento seletivo
Métodos Tradicionais de Melhoramento
Criadores de Elite
MULTIPLICADORES
CRIADORES COMERCIAIS
SELEÇÃO
OBSERVAÇÃO VISUAL
Ferramentas Disponíveis
Informação de Pedigree
Ferramentas Disponíveis
MEDIDAS TRADICIONAIS: - CRESCIMENTO; - FERTILIDADE; - PRODUÇÃO DE LEITE
Informação de Desempenho
Ferramentas Disponíveis
MEDIDAS AVANÇADAS: - CARCAÇA (ULTRA-SOM); - CONVERSÃO ALIMENTAR
Informação de Desempenho
Ferramentas Disponíveis
MARCADORES MOLECULARES - MARMOREIO; - FERTILIDADE; - RESISTÊNCIA A DOENÇAS
Ferramentas Disponíveis
Nutrigenômica
Marcadores Moleculares
FIVICSI
Transferência de Embriões
Animais Transgênicos
Vacinas Recombinantes
Testes para Diagnósticos de
Doenças
Células TroncoMarcadores Moleculares
Melhoramento Genético
• São variações na sequência de DNA, relacionadas a expressão de uma determinada característica específica funcional, que não necessariamente correspondem a um gene
• Vantagens: não sofre influência ambiental, potencialmente ilimitado em número
• Desvantagens: técnicas e equipamentos mais complexos e mais caros
Marcadores Moleculares
São qualquer característica morfológica ou molecular que permite a diferenciação de indivíduos, que possibilita a inferência do
genótipo a partir do fenótipo do indivíduo e que permite acompanhar a segregação do
gene marcado ao longo das gerações.
Marcadores Genéticos X Moleculares
Um marcador molecular é um tipo de marcador genético!!!
• Genômica X Genética quantitativa
• Seleção através de características do genoma
• Genes e/ou regiões cromossômicas
Marcadores Moleculares
• Marcadores baseados no DNA– RFLP– RAPD– AFPL– Microssatélites/VNTR/SSR– SNPs– GWAS (genome-wide association study)
• Marcadores bioquímicos– Proteínas– Isoenzimas
Tipos de Marcadores
Marcadores Moleculares em espécies de produção
• melhores reprodutores• melhor tamanho de carcaça• padrão de marmoreio e maciez da carne• maior produção de leite• testes de paternidade
http://www.pfizeranimalgenetics.com/default.aspx
Bovinos
• Alelo B deste gene está associado com maior concentração de proteína no leite
• Freqüência deste alelo - aproximadamente 25 % no gado holandês
Leite melhor para produção de queijo
Κ-caseína
• Também 2 alelos - A e B• Presença do alelo B em 60 % dos animais• Presença do alelo B está associada com
maior concentração de gordura no leite
Beta-lactoglobulina
• Mutação no gene causa troca de uma tirosina por uma cisteína
• Troca de função da proteína• Maior musculatura ou musculatura dupla
Musculatura dupla dos bovinosGene da miostatina
• BLAD (deficiência na adesão de leucócitos bovinos
• Homozigotos recessivos
• Expressão reduzida da proteína beta-2-integrina
• Perda de US$ 5 milhoes por ano nos EUA
Detecção de doenças – doenças genéticas
• melhores reprodutores– marcadores de prolificidade– maior leitegada
• animais resistentes à doenças– resistência a agentes virais– resistência a agentes bacterianos– Diarréia em leitões causada por E. coli
Suínos
Gene que controla concentração de
cálcio nas células musculares Mutação no gene causa a Síndrome
do estresse suíno (PSS) – troca de timina por citosina
Animais homozigotos para esta mutação muito sensíveis ao stress do manejo
Carne com sérios problemas Seleção de animais pelo menos
heterozigotos
Receptor de rianodinagene do alotano (gene hal)
Eliminação do gene que deixa a carnecom aparência pálida e aqüosa.
Eliminação de genes queestão implicados no alto
teor de gorduras de certostipos de carne.
Antes
Depois
Suínos
• Alelo associado ao aumento da leitegada
• Aumento de 2 leitões por leitegada em animais homozigotos para o alelo associado
• Análise já utilizada
Receptor de estrogênio - suínos
Suínos
– Danos reprodutivos
– Testes de paternidade
– Marcadores de força
– Cavalos de corrida
Equinos
Associação de um SNP da p53 com a ocorrência de aborto
em éguas
• Tamanho da carcaça
• Músculo
• Poedeiras – número de ovos
Aves
• Variabilidade genética– Identificação de diferentes populações em uma
mesma espécie comercial– População com melhor produção em cativeiro
• Marcadores fisiológicos– Genes ou proteínas que determinam um estado
fisiológico
Peixes
Empresas em marcadores moleculares
Uso dos marcadores
Processo de análise de marcadores moleculares
Coleta de amostras
Coleta dos bulbos capilares
Extração de DNA dos bulbos
Exemplo de utilização
• Histórico do melhoramento genético no Brasil;• Melhoramento Genético x Ambiental;• Ferramentas para o melhoramento genético;• Marcadores moleculares;• Tipos de marcadores moleculares;• Espécies;• Empresas;• Processo de análise;
Resumo...
Fim!!!
Prof. Dr. Vinicius Farias CamposGraduação em [email protected][email protected]