ACONDROPLASIA Y MATERNIDAD Hábitos saludables durante el embarazo En una mujer con Acondroplasia.
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SELECCIÓN PARA CARACTERES DE HERENCIA SIMPLE
• Pocos loci
• Se conoce el efecto de los genes
• Descripción de los genotipos (PP, Pp, pp)
• Para determinar exactamente genotipos, se
pueden conducir
“apareamientos diseñados para revelar el genotipo
de un individuo para una pequeña cantidad de loci”
Herencia simple
CARACTERES DE HERENCIA SIMPLE
• Genes reguladores de la apariencia exterior del animal (que definen estándar racial)
• Genes de importancia económica
• Genes asociados a la resistencia a enfermedades
• Genes deletéreos
– Ausencia de cuernos es dominante (P) polled
Hereford astado (pp) Hereford mocho (PP o Pp)
Presencia de cuernos en bovinos
• Caracter deseable en diversas situaciones
• Algunas razas caracterizadas por la ausencia de cuernos
Presencia de cuernos en bovinos
Angus
• Situaciones depende de la raza
Hipótesis admitida 3 alelos – H, Hm y h
HH – cuernos presentes en los dos sexos
H_ - cuernos solo en machos
Hm – cuernos solo en los machos (Merino)
hh – animales mochos
Raza Machos Hembras
Serra de Estrela Si Si
Saloia Si Si oNo
Merino Si o No No
Suffolk, Ile de France No No
Presencia de cuernos en ovinos
Presencia de cuernos en ovinos
Merino
Serra de Estrela
Suffolk Ile de France
Saloia
Si se realizan apareamientos
Dorset (HH) x Suffolk (hh)
H = con cuernos
h = mocho
• ¿Qué proporción de corderos machos resultante se esperaría que sean astados?
• ¿Qué proporción de corderas esperaría que sean astadas?
GAMETAS DORSET H
GAMETAS SULFFOK h H h
Presencia de cuernos en ovinos
100 %
0 %
Pelaje en bovinos
Coloración afectada por alrededor de 30 loci,
– Color de pelaje
– Cara blanca
– presencia,extensión y tipo de manchas, etc.
Tres colores básicos
Negro Pardo
Colorado
Pelaje en bovinos
ED/ED Negro dominante. No produce descendencia roja
ED/E+ Negro dominante, portador del tipo salvaje
ED/Ee Negro dominante, portador del rojo recesivo
E+/E+ tipo salvaje
E+/Ee tipo salvaje, portador del rojo recesivo
Ee/Ee rojo recesivo. Cuando se aparea con otro 'e/e' produce solo descendencia roja
Agutí A
Pardo
Pardo con el penacho de la cola
negra. Pardo con negro en la parte
baja de los miembros.
Salvaje A+
Más oscuro en los machos,
hembras pardo con rebordes
negros, machos negros con
morro claro, dentro de las
orejas, y raya dorsal
Oscuro Negro en ambos sexos, con
morro claro, dentro de orejas, y
raya dorsal
No Agutí Aa Negro sólido muy raro
Negro vs. colorado – Negro es dominante sobre colorado
Angus negro
Angus colorado
Holstein Holstein colorado
Pelaje en bovinos
Silver (Plateado) – dilución Charolais
• Típica de la raza Charolais: afecta al negro y al rojo.
• Locus Plata, alelo dominante
• Homocigotos: son casi blancos.
• Heterocigotas:
rojo = bayo
negro = gris ahumado
Plata Charolais
Diluye el colorado a amarillo (bayo), el negro a
ahumado (gris) en heterocigotos, a casi blancos en
homocigotos
Salvaje
Simmental
• Locus de dilución Simmental, dominante.
• Efectos similares en heterocigotos y homocigotos
Dilución
Simmental
Diluido
Cambia el negro a ahumado, el colorado al
amarillo (bayo). Un poco más en
homocigotos
Salvaje
Barcino
• Alelo dominante (Br) sobre el no barcino (recesivo) (no se sabe en que locus).
MANCHAS BLANCAS
• Color sólido es dominante a la presencia de manchas
• Independientes del color básico
• Cada patrón causado por gen individual
• Muchos están en un solo locus, de modo que algunas combinaciones no se pueden encontrar.
Overo
• Locus Spotting: overo, alelo recesivo, manchas blancas irregulares.
• Ejemplos:
Holstein: overos (pueden tener solo blanco en la frente y los miembros).
Ayrshire: tienen el patrón overo con miembros y cabeza blancos.
Spotting S Parches oscuros no simétricos grandes,
sobre base blanca
Gen dominante
Hereford
Simmental
Cara blanca (pampa)
Resultado de apareamiento - Ejemplo
X
Angus Hereford
Negro pampa (careta)
Resultados de apareamientos
X
X
Color sobre manchas blanca (anteojeras)
Brockled Brk
Manchas oscuras en la
cara, o miembros, en
áreas que son blancas
en otros patrones
Codominante • Heterocigóticos: rosillos • Homocigotos: blancos o colorados
Rosillo (Shorthorn)
Roan Rn
Mezcla variable de
pelos blancos y de
color.
Genes más raros
Yaguané
Albino Fajado
Laterales blancos
Brown B
Salvaje B+ -
Marrón Bb
Cambia el negro a marrón
oscuro, llamado “pardo o
castaño”
Albino C
Salvaje C+
Albino Ca
Salvaje
Chediak-Higashi Recesivo. Aclara el color, afecta algunos leucocitos.
Fajado Blt Faja blanca alrededor del tronco
Pinzgauer Pnz Blanco nítido en línea dorsal y ventral y nalgas
White Sides Ws Blanco en medio de los lados
Ticked Ti Manchas oscuras pequeñas creciendo dentro de
áreas blancas para otros patrones
Morucha Mor Rosillo uniforme con puntos oscuros
Saltmaker Slt Rosillo en la cadera y circunferencia del
torácica/espalda
Stars and
Legs StLg
Blanco en las partes bajas de los
miembros y frente
Speckled Spk
Manchas oscuras en las zonas blancas de
otros patrones. Por lo general, oscura a lo
largo de la columna vertebral
Genes mayores y lana
• Los más importantes son los genes HH1 y HH2 (“halo-hair1y halo-hair 2”).
• Implicados en la medulación extrema de las fibras, idónea para la fabricación de alfombras.
• Una raza en Nueva Zelanda, la Drysdale ha multiplicado el alelo HH1 implicado en esta medulación, siendo el mejor ejemplo de uso a gran escala de un gen mayor que controla un carácter productivo en ovino.
Color del vellón - Ovinos
Mayoría de las razas – Color blanco dominante en relación a negro
– Animales negros nacidos esporádicamente en majadas blancas
– Diversos genes recesivos afectan presencia y tipo de manchas
Recesivo (lana, el pelo, los ojos y la piel)
El locus albino
El color de las razas caras negras
• La modificación Sur es importante sólo para la raza Karakul y otras razas de las que se utilizan pieles de cordero neonatales como el principal producto comercial.
Sur
CARACTERES DE HERENCIA SIMPLE
• Genes de importancia económica
Grupa doble en bovinos
Blanco-Azul Belga
Asturiana de los Valles
Raza Preta
BBB
• Desarrollo muscular excepcional en los homocigóticos
– Rend. carcasa, % músculo, piezas nobles
– Distocia, mortalidad en terneros
• Gen recesivo, modificado por otros genes
– Algun aumento en los heterocigóticos
• Mutación en el gen codificador de miostatina
– Proteína que frena el desarrollo muscular
– 7 mutaciones descritas
• Blonde d’Aquitaine, Piamontesa, etc.
Producción cárnica ovina
• Gen Callipyge: cromosoma 18
• Encontrado en la raza Dorset Americana, provoca hipertrofia muscular (rendimiento mayor de la canal, área de ojo de bife más grande, mayor porcentaje de magro, mayor eficiencia en la alimentación)
• Sin embargo la carne es dura, lo que anula
comercialmente buena parte de esas ventajas.
Callipyge
Texel “normal”
Texel grupa doble
Caracteres reproductivos ovinos
1) Genes localizados con mutaciones causales identificadas.
Por el momento se conocen tres genes:
Gen que codifica el receptor tipo 1B de la ‘Bone Morphogenetic Protein (BMPR1b)
Gen de transformación del crecimiento “Proteína morfogenética del hueso 15” (Bone Morphogenetic protein 15 ó BMP15) y
Gen del factor 9 de diferenciación de crecimiento (Growth Differentiationfactor-9, GDF9).
Los tres genes pertenecen a la misma vía metabólica de control de la ovulación.
• Gen Lacaune autosomal en el cromosoma 11 y para el cual hay 7 marcadores próximos
3) Genes señalados por resultados de análisis estadísticos
• Genes Woodlands, Metherell, Thoka y Wishart
• Se ha podido deducir que Woodlands y Metherell están en el cromosoma X pero son distintos de BMP15 aunque no se sabe si son distintos entre ellos o son el mismo.
2) Genes localizados por su estrecho ligamiento a marcadores genéticos pero no identificados todavía.
4) Genes sugeridos por observaciones de altas tasas de ovulación o de tamaños de camada extremos y por una transmisión particular entre animales emparentados.
Genes Olkuska, Loa, Belle-Ile, Chios, Davis, Booroola2.
CARACTERES DE HERENCIA SIMPLE
• Genes asociados a la resistencia a enfermedades
Genes mayores y resistencia a enfermedades ovinas
• Gen PrP (Prion Protein) en el cromosoma 13 controla la sensibilidad o resistencia a scrapie.
• Encefalopatía transmisible, causada por un prión • Sintomatología nerviosa
• prurito, alteraciones de comportamiento, etc.
Resistencia genética al scrapie
• Patrón general – ARR mayor Resistencia
• ARR/ARR muy resistentes – VRQ mayor susceptibilidad
• VRQ/VRQ muy susceptibles – ARQ susceptibilidad intermedia
Resistencia genética al scrapie
En los ´90 estabeleció posible relación entre el Genotipo en el gen PrP y Resistencia/susceptibilidad al scrapie
Incidencia de scrapie según el genotipo, en una majada cerrado de ovinos Romanov
Frecuencias alélicas en 15 razas
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1
Bo
rdale
ira
ED
M
Ch
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ARH
ARQ
ARR
Resistencia genética a parásitos gastrointestinales
• Disminuyen evolución de LIII a LIV • Reducen el pasaje de larvas IV a adultos • Eliminan gran parte de los adultos y disminuye postura de
huevos de las hembras Fuerte componente inmunológico. Complejo Mayor de Histocompatibilidad (MHC).
CARACTERES DE HERENCIA SIMPLE
• Genes deletéreos
Genes deletéreos
– Letales o no
– Normalmente recesivos
– Baja frecuencia de cada gen • Todos los individuos poeen algunos genes deletéreos
– Frecuencia de expresión aumenta con consanguinidad • Cerca de 400 genes deletéreos descritos en los bovinos
BLAD
• Bovine Leucocyte Adhesion Defficiency
• Los terneros mueren a causa de la incapacidad de responder a las infecciones
– Leucocitos no pueden abandonar la circulación y actuar en los tejidos
• Gen recesivo
– Presente en el cromosoma 18
– Mutación puntual en el gen codificador de integrina • Glicina → Ác. Aspártico en la posición 128
• Común en Holstein
• 15% en los toros de IA
• 8% de las vacas
• Difundido por el toro Carlin-M Ivanhoe Bell
• >79000 hijas en los US
• ~1200 hijos usados en IA
Acondroplasia
• Gen recesivo
• LLamado bull-dog en los bovinos
– Cara y miembros deformados
– Normalmente nacen muertos
Enanismo
• Gen recesivo • Enano, a veces miembros ausentes
• Heterocigóticos • Tamaño inferior a lo normal
• Morfología “compacta”
Sindactilia (Pie de mula)
• Gen recesivo
– Fusión o falta de división de las pezuñas normales
– Toros portadores identificados como MF en los catálogos
Artrogriposis múltiple
Gen recesivo (a) • Síndrome clínico
• Se da con poca frecuencia, afecta a uno de cada 3000 nacimientos.
• Contracturas congénitas que afectan a articulaciones, sobre todo de los miembros
• Asociado en ocasiones a anomalías de otros órganos como corazón, pulmón y riñón
Osteopetrosis
• Gen recesivo
• Cromosoma 4
• denso crecimiento del hueso, que invade o llena la cámara medular
• Genera fracturas múltiples y espontáneas
Enfermedad de Pompe
• Canberra, Wallabi y Orembae
• Bovinos de las razas Brahman y Shorthorn
•Enfermedad metabólica: glucogénesis tipo II
•Deficiencia de una enzima alfa glucosidasa ácida (GAA)
•Debilidad músculo esquelética progresiva, después del destete y potenciada por el estrés
•Imposibilidad de mantenerse en pie y muerte entre los 8 y 9 meses de vida
Prognatismo
• Gen recesivo
• Frecuente en ovinos y menos en bovinos
• Efecto fisiológico cuestionable
• Excluídos de los Libros Genealógicos
Sitios web interesantes
http://locus.jouy.inra.fr/cgi-bin/bovmap/intro2.pl
BOVMAP
http://www.projects.roslin.ac.uk/sheepmap/front.html
http://www.projects.roslin.ac.uk/pigmap/pigmap.html
ONLINE MENDELIAN INHERITANCE IN ANIMALS (OMIA)
Cat Cattle Chicken Dog Emu Fox Goat Horse Pig Quail Rabbit Sheep Turkey TOTAL
Disorders/traits 263 357 174 451 4 5 66 184 203 34 48 179 28 1996 Single-locus disorders/traits 38 56 63 100 2 3 8 26 33 19 12 59 8 427 Disorders/traits for which the causative mutation has been identified at the DNA level
7 27 11 38 1 2 5 9 11 2 3 9 1 126
Potential animal models for a human disorder
123 117 34 207 2 3 24 86 65 9 27 62 3 762
compiled by F.W. Nicholas Reprogen, Faculty of Veterinary Science, University of Sydney, NSW 2006, Australia. email: [email protected]
SUMMARY OF DATABASE CONTENTS FOR MAJOR SPECIES
List of all 206 species in the database Genetic map references (by species) Examples of how to format search queries for items on these lists are available here. Disorders/traits with a known gene/peptide Inborn errors of metabolism Lysosomal storage diseases Inherited bleeding disorders Congenital heart diseases
http://www.angis.su.oz.au/Databases/BIRX/omia/
http://www.thearkdb.org
• Marcador genético o marcador molecular: segmento de ADN con una ubicación física identificable (locus), cuya herencia se puede rastrear.
• Puede ser un gen o sección de ADN sin función conocida
• Formas indirectas de rastrear el patrón hereditario de un gen que todavía no ha sido identificado, pero cuya ubicación aproximada se conoce.
• Los marcadores se usan para el mapeo genético como el primer paso para encontrar la posición e identidad de un gen.
Selección asistida por marcadores (SAM)
• Qué caracteres pueden beneficiarse más?
Resistencia a enfermedades
Calidad de carcasa y carne
Eficiencia reproductiva
Requerimientos nutricionales
Peso y rendimento de carcasa
Producción lechera y capacidad materna
Velocidad de crecimento
Selección asistida por marcadores
Marcadores genéticos – Raza Preta
Gen Nº mutaciones investigadas
Miostatina 7
Análisis de SNPs Polimorfismo de nucleótido simple
•Marcadores de calidad de carne en bovinos
Estudio de asociaciones entre variabilidad genética en determinados marcadores y aspectos cualitativos
Miostatina
• desarrollo muscular
Calpaínas/calpastatina
• Terneza
Leptina
• Grasa intra-muscular
• Suculencia
Marcadores genéticos – Calidad de carne
Gen Nº mutaciones investigadas
Calpaína 5
Calpastatina 2
Leptina 3
Promotor de Leptina 3
PRUEBA DE LOS GENOTIPOS PARENTALES – TEST DE APAREAMIENTO
• Homocigotas dominante y heterocigotas no se pueden diferenciar por sus fenotipos.
• Pruebas de laboratorio, algunos genes.
• La única forma de probar el genotipo de un animal es usar el test de apareamiento
• Para testear un toro negro para ver si porta el alelo colorado, podemos aparearlo con vacas coloradas.
La probabilidad de que no sea portador depende:
número y tipo de apareamientos
número de hijos nacidos sin un resultado homocigota recesivo.
Si apareamos dos individuos con probabilidades conocidas predecir las proporciones de los
genotipos resultantes
• En este ejemplo, p= alelo B y q= alelo b
• El toro siendo heterocigota p=q=0,5
• Es igualmente probable que su hija sea o BB o Bb.
p y q probabilidades de que un individuo un alelo dominante o recesivo
• Gametos de las hijas: tres de cuatro deberían contener el alelo B, y una de cuatro el alelo b.
• Cualquiera de las hijas: p=0.75 y q=0 .25
• Multiplicando las probabilidades, podemos predecir las proporciones probables de genotipos en los hijos.
La probabilidad de producir un ternero colorado del apareamiento del toro negro portador con una hija elegida al azar es 0.125 o 1/8.
• Es mejor testear un individuo sospechoso utilizando “parejas” homocigota recesivos.
• Requiere la menor cantidad de apareamientos.
• Problema: homocigotas recesivos infértiles, eliminados o no viables.
La confianza en el resultado depende de:
tipo y número de apareamientos
La ventaja de reproducir a las hijas es que se testea para todos los genes recesivos.
Si un padre porta varios genes recesivos deletéreos, sus hijas son igualmente probables de heredar cualquiera de ellos.
Testear los apareamientos
“La probabilidad de detección” significa la probabilidad de que si el animal que está siendo analizado es portador del alelo recesivo resultará al menos un hijo homocigota recesivo.
El número de apareamientos requeridos varía mucho dependiendo del tipo de apareamiento.
Calculando los niveles de confianza y el número de test de apareamiento requerido
• Todos los apareamientos deberían tener la misma probabilidad de tener un genotipo particular en el locus de interés.
• En la práctica significa que todas las hembras son hijas del padre que está siendo testeado, o son todos portadores conocidos, o son seleccionados al azar de la población general, etc.
I. Un hijo por apareamiento y un grupo uniforme de reproductores
y
𝑃 𝐷𝑛 = 1 − (PBB + 3
4 PBb +
1
2 Pbb )
𝑛
𝑛 = log(1 − P 𝐷𝑛 )
log(PBB + 34 PBb +
12 Pbb )
Ejemplo
Testear a un semental para ver si es portador, y tenemos 10 yeguas portadoras conocidas disponibles para el test. Entonces
𝑃 𝐷𝑛 = 1 − (PBB + 3
4 PBb +
1
2 Pbb )
𝑛
Debido a que los reproductores son portadores conocidos, PBb = 1 y PBB = Pbb = 0.
𝑃 𝐷𝑛 = 1 − (0 + 3
4 (1) +1
2 (0) )10
= 1 − (3
4)10
≈ 0,94
Si los 10 potros son normales, podemos estar 94% seguros de que el semental no es portador de alelo recesivo en cuestión.
Si 10 reproductoras son hijas del semental. Si semental es portador, la mitad de sus hijas será BB y la otra mitad Bb.
𝑃 𝐷𝑛 = 1 − (PBB + 3
4 PBb +
1
2 Pbb )
𝑛
𝑃 𝐷𝑛 = 1 − (1
2+ 3
4 (1
2) +1
2 (0) )10
= 1 − (7
8)10
≈ 0,74
Si los 10 potrillos son normales, podemos estar 74% seguros de que el semental no es portador de alelo recesivo en cuestión
Si queremos el 94% de confianza usando las hijas (el mismo nivel usando 10 portadores conocidos)
𝑛 = log(1 − P 𝐷𝑛 )
log(PBB + 34 PBb +
12 Pbb )
𝑛 = log(1 − 0,94)
log(12+ 34 (12) +12 (0) )
•
= log(0,06)
log(78 )
= −1,2218
−0,0580
≈ 21 𝑎𝑝𝑎𝑟𝑒𝑎𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜𝑠
Necesitamos 21 apareamientos padre x hija para lograr el mismo nivel de confianza obtenible de 10 apareamientos de portadores conocidos
I. Un hijo por apareamiento y múltiples grupos de reproductores.
Cuando hay más de un grupo de reproductores – por ejemplo un grupo de portadores conocidos, un grupo de hijas, etc. – use la siguiente fórmula para calcular en nivel de confianza en el test.
i= un número que hace referencia los diferentes grupos de reproductores/as
K = el número de grupos de reproductores/as
𝑘𝑖=1 = el símbolo para el producto de los cálculos para cada grupo de reproductores/as
P= 𝐷𝑛 = 1 − (PBBi + 3
4 PBbi +
1
2 Pbbi )
𝑛𝑖𝑘𝑖=1
Tenemos 20 yeguas para el test, 5 de las cuales son portadoras conocidas y 15 son hijas del semental que está siendo testeado.
𝑃 𝐷𝑛 = 1 − (PBBi + 3
4 PBbi +
1
2 Pbbi )
𝑛𝑖
𝑘
𝑖=1
= 1 − 0 +3
4 1 +
1
2 𝑜
5
( 1
2+3
4
1
2+1
2 𝑜 )15
= 1 −3
4
5
(7
8)15
≈ 0,97