Pengendalian Genetik dan Lingkungan Pada Cacat Warisan Pengendalian Lingkungan Pada Cacat Warisan 1 Hip DisplasiaHip dysplasia adalah penyakit bawaan yang mempengaruhi anjing, berkembang biak sebagian besar besar.Hal ini menyebabkan kelemahan dan kepincangan ke ruang belakang, dan akhirnya mengarah ke arthritis yang menyakitkan.arthritis ini berlangsung dengan beberapa nama; osteoartritis penyakit sendi degeneratif, arthrosis.Penyakit ini begitu umum, dan begitu melemahkan, bahwa organisasi veteriner khusus yang disebut Yayasan Orthopedic untuk Hewan (OFA) diselenggarakan. Penyakit ini menyebabkan yang merupakan kombinasi dari anjing genetik cenderung mendapatkan penyakit ini berinteraksi dengan faktor-faktor lingkungan yang menyebabkan terjadinya gejala.Faktor-faktor lingkungan kelebihan kalsium dalam diet makanan anjing untuk anjing jenis besar, bersama dengan obesitas, protein tinggi dan diet kalori, dan kurangnya berolahraga atau terlalu banyak.Pengembangbiakan anjing yang telah memiliki hip dysplasia adalah salah satu alasan utama penyakit ini masih ada.Seekor anjing yang hip dysplasia dalam satu socket cenderung memiliki masalah dengan ligamen pada lutut di kaki lainnya (pecah cruciatum anterior).Selama proses degeneratif tulang rawan yang melapisi sendi pinggul, tulang rawan hialin yang disebut, rusak.Hasil kerusakan dari pasukan abnormal pada tulang rawan dari stopkontak pinggul cacat.fraktur kecil dapat terjadi pada tulang rawan juga.Akhirnya enzim dilepaskan yang merendahkan sendi lebih lanjut dan penurunan sintesis proteoglikan sendi penting yang disebut pelindung.tulang rawan ini menjadi lebih tipis dan kaku, lebih lanjut mengurangi kemampuannya untuk menangani tekanan dari gerakan harian dan bearing.As masalah berat berlangsung enzim lebih banyak dilepaskan, yang sekarang mempengaruhi prekursor untuk proteoglikan, molekul yang disebut glukosaminoglikan dan hyaluronate.Pelumasan diabaikan, peradangan terjadi, dan cairan sendi tidak bisa lagi menyehatkan tulang rawan hialin.Siklus viscious berlanjut sampai terjadi nyeri.Tubuh berusaha untuk mengurangi rasa sakit ini dengan menstabilkan sendi pinggul.tulang baru disimpan di dalam, bersama baik dan keluar, bersama dengan beberapa lampiran ligamen dan otot untuk daerah tersebut.Hal ini menyebabkan penebalan dan penurunan rentang gerak.Ini adalah arthritis aktual mencatat pada radiograf, yang tidak akan pergi dan akan terus berlangsung.Hip Displasia didiagnosis berdasarkan riwayat kelemahan atau kepincangan ke kaki belakang, terutama setelah latihan atau saat pertama kali bangun setelah istirahat.Beberapa anjing muda akan hop bunny ketika menjalankan, dan mungkin berbaring di atas perut mereka dengan kaki terbentang di belakang mereka.Hal ini dimungkinkan untuk meraba kelemahan bersama pada beberapa anjing yang terbius (kita sebut ini tanda Ortolani).Radiografi adalah cara definitif penyakit ini didiagnosis.Hal ini tidak sempurna sekalipun, karena seekor anjing bisa hip dysplasia bebas pada radiograf (fenotipe), tetapi dapat genetik cenderung terhadap penyakit (genotipe).Anjing ini memiliki potensi untuk menjadi pembawa penyakit, namun tidak menunjukkan gejala sendiri ini adalah sinar-x anjing dengan panggul normal.Diagram di bawah ini menjelaskan mengapa pinggul ini adalah normal.Lihat keduanya pada saat yang sama jika memungkinkan.Di bawah ini panggul normal yang telah kami jelaskan 2 fitur anatomi penting.The "U" penampilan berbentuk leher (diuraikan dalam putih), dan penampilan bulat penuh dari kepala (diuraikan dalam hitam), adalah normal.Mereka menunjukkan soket penuh dengan pas dan tidak ada tanda-tanda perubahan sekunder akibat ketidakstabilan bola dan sendi soket.

2 Muscular Dystropic Pada AyamAyam yang mengalami sindrom muscular dystropi tidak menunjukkan gejala berarti tetapi memiliki masalah dalam bergerak. Heritabilitas untuk liabilitas terhadap muscular dystrophy, MD, cukup tinggi pada seluruh ternak yang diamati. Tapi penelitian MD pada ayam telah menunjukkan bahwa pemberian penicilliamine memperlambat awal gejala klinis, dan bahwa latihan plus penyuntikan diphenyldantoin meningkatkan kemampuan ayam-ayam MD memperbaiki diri dari posisi terbaring. Sekali lagi, bukti ini tidak seluruhnya bertentangan dengan keberadaan variasi genetik pada liabilitas terhadap MD. Akan tetapi, ini menunjukkan arah ke cara non-genetik dalam mengurangi pengaruh MD, yang mungkin sangat berguna dalam prakteknya.

3 Fenilketonuria (PKU)Fenilkeketonuria adalahautosom resesifmetabolikkelainan genetikyang ditandai oleh kesalahan dalam kode genetik untuk enzim hatihidroksilase fenilalanin(PAH), rendering itu berfungsi. Enzim ini diperlukan untuk memetabolisme asam aminofenilalanin(Phe ) untuk asam aminotirosin.Ketika PAH aktivitas enzimatik berkurang, fenilalanin terakumulasi dan dikonversi menjadiphenylpyruvate(juga dikenal sebagai phenylketone), yang terdeteksi diurin.Sejak penemuannya, telah terjadi banyak kemajuan dalam pengobatannya.Hal ini sekarang dapat berhasil dikelola oleh pasien di bawah pengawasan medis terus menerus untuk menghindari efek samping yang lebih serius.Namun, jika kondisi ini tidak diobati, dapat menyebabkan masalah dengan perkembangan otak, menyebabkan progresifketerbelakangan mental,kerusakan otak, dankejang.Di masa lalu, PKU dirawat dengan diet rendah fenilalanin.penelitian Zaman Akhir sekarang telah menunjukkan diet saja mungkin tidak cukup untuk mencegah dampak negatif dari tingkat fenilalanin.pengobatan optimal melibatkan menurunkan kadar darah Phe pada berbagai aman dan diet monitoring dan perkembangan kognitif.Menurunkan kadar Phe untuk berbagai aman dapat dicapai dengan menggabungkan diet rendah-Phe dengan suplemen protein.Saat ini tidak ada obat untuk penyakit ini, namun, beberapa perawatan yang tersedia dengan berbagai tingkat keberhasilan.Secara umum, PKU yang terdeteksi melalui pemeriksaan baru lahir dan didiagnosa oleh seorang ahli genetika.klinik PKU seluruh dunia menyediakan perawatan untuk pasien PKU ke tingkat Phe mengoptimalkan, asupan makanan, dan hasil kognitif.

Pengendalian Genetik Pada Cacat Gen TunggalProgram pengendalian genetik melibatkan pencegahan individu tertentu untuk mewariskan gen mereka ke generasi berikutnya. Ini disebut pengafkiran (culling). Saat digunakan dalam konteks ini, pengafkiran tidak berarti bahwa ternak tersebut harus dibunuh. Bahkan, seperti ditulis di atas, mereka bisa dikastrasi dan dijual sebagai hewan piaraan, atau jika mereka ternak budidaya, mereka bisa dikawinkan dengan ternak dari bangsa lain, dengan tujuan menghasilkan ternak komersial yang tidak akan digunakan untuk pemuliaan.1 Skrining (Penyaringan) KlinisPada keadaan cacat gen tunggal , yang dianggap masa serius tidak mengalami individu terinfeksi untuk bereproduksi. Pengafkiran ternak terinfeksi merupakan program paling sederhana dimana apabila bersifat resesif maka cacat tersebut akan melibatkan penyingkiran hemozigot untuk alel resesif yang merugikan. Jika seluruh silsilah turunan diafkir maka ini akan mengakibatkan suatu seleksi penyingkiran hemozigot resesif dan juga akan mengakibatkan seleksi parsial penyingkiran heterozigot.2 Prinsip umum pengendalian genetik pada cacat gen-tunggalPrinsip utama dari pengendalian genetik cacat resesif sangat sederhana terlepas dari setinggi apa frekuensi alel resesif yang tidak diinginkan itu terjadi, frekuensi keturunan terinfeksi dapat segera dikurangi menjadi nol jika seluruh perkawinan melibatkan setidaknya satu induk yang homozigot untuk alel normal. tujuan program pengendalian. Genetik adalah untuk membedakan homozigot (non-carrier) dari heterozigot (carrier). Ada beberapa metode untuk mencapai tujuan ini.a. Analisis silsilah Analisis silsilah melibatkan penelitian silsilah yang ada, dengan tujuan menduga kemungkinan bahwa calon induk normal adalah homozigot. Walaupuan secara prinsip mudah, penggunaan matematikanya sangat rumit. Akan tetapi, fungsi logaritma telah ditulis untuk melakukan penghitungan yang diperlukan, dan perangkat lunak yang menggabungkan fungsi logaritma tersebut menjadi semakin banyak tersedia untuk para pemulia. Perangkat lunak tersebut sangat berguna sebagai cara menurunkan frekuensi alel yang tidak diinginkan tanpa melibatkan pemulia dengan dana besar dan kesulitan: program komputer memberitahu mereka ternak mana yang mungkin bersifat homozigot, dan ternakternak ini yang sebaiknya digunakan dalam perkawinan yang akan dating. b.Perkawinan uji Perkawinan uji memerlukan upaya, dana, dan waktu yang sangat besar. Tetapi uji tersebut sangat berguna. Pilihan paling umum melibatkan perkawinan calon induk dengan: 1. Homozigot untuk alel resesif, atau2. Heterozigot yang telah diketahui, atau3. Keturunan calon induk, atau4. Contoh acak dari populasi. Ada dua kemungkinan yang muncul dari perkawinan uji. Jika seekor anak dari sebuah perkawinan uji adalah terinfeksi dan homozigot untuk alel yang tidak dinginkan (aa), anak itu pasti menerima salah satu alelnya dari calon induk. Jelaslah pada kasus ini calon induk pasti carrier. Kemungkinan lain yang muncul adalah bahwa anak itu adalah normal, yang dalam kasus tersebut ada dua penjelasan: baik calon induk adalah homozigot untuk alel normal (AA), atau betul-betul carrier (Aa) tapi berpeluang tetap tidak terdeteksi karena calon induk mewariskan alel A daripada alel a. Tujuan dari program perkawinan uji adalah untuk membedakan dua alternative ini seefisien mungkin. Anggap perkawinan dengan homozigot resesif. Jika calon tetua adalah carrier, perkawinan uji tipe ini bisa ditulis sebagai Aa X aa, dengan hasil yang diharapkan menjadi anak Aa (normal) dan anak aa (terinfeksi). Mengingat bahwa induk carrier tetap tidak terdeteksi jika anak Aa dihasilkan, peluang seekor induk tetap tidak terdeteksi setelah menghasilkan satu anak adalah 0.5. c. Penyaringan (Skrining) BiokimiaJika cacat disebabkan oleh defisiensi polipeptida, dan jika identitas polipeptida telah diketahui, dan jika memungkinkan untuk menghitung jumlah atau aktivitas polipeptida di laboratorium terhadap sampel darah atau jaringan lain yang tersedia, skrining biokimia merupakan kemungkinan untuk membedakan carrier dari non-carrier. Jenis skrining ini memunculkan penggunaan fenomena dosis gen. Satu contoh menarik tentang ini pada ternak ditunjukkan pada mannosidosis, yang merupakan penyakit penyimpangan lisosom karena defisiensi alfamonnosidase. Karena heterozigot mempunyai satu alel normal dan satu alel abnormal, mereka menunjukkan kira-kira level aktivitas enzim dalam plasma darah dibandingkan dengan homozigot normal. Skrining biokimia untuk enzim ini telah digunakan dalam program pengendalian yang sangat berhasil yang dilakukan pada bangsa sapi Angus dan bangsa-bangsa terkait di Selandia Baru dan Australia selama tahun 1970-an dan 1980-an. Walaupun prinsipnya jelas, ada berbagai kesulitan praktis yang dapat ditimbulkan dengan skrining biokimia. Sebagai contoh, seringkali ada keragaman pada level enzim dalam genotipe, karena berbagai faktor non-genetik dan gen pada lokus lain. Ini dapat menyebabkan beberapa ternak mempunyai level enzim di tengah antara rata-rata dua genotipe. Kasus seperti itu sulit dipecahkan. Selain itu, selalu ada komplikasi yang disebabkan oleh kimerisme (percampuran) sel darah pada sapi, jika ternak tersebut memulai kehidupan in-utero nya sebagai kembar. Jika level enzim diduga dari sel darah, ternak tersebut mungkin menunjukkan level enzim kembarannya, daripada level enzim miliknya sendiri.

d.Penciri DNABagaimanakah penciri DNA dapat digunakan dalam pengendalian cacat gen-tunggal? Langkah pertama melibatkan penentuan penciri mana yang digunakan. Langkah ke dua melibatkan perolehan DNA dari anggota keluarga yang sekurang-kurangnya berasal dari dua generasi dimana cacat tersebut bersegregasi, dan melakukan genotyping setiap ternak pada lokus cacat tersebut dan pada satu atau lebih lokus penciri.e. Pemilihan PenciriSatu cara mencari penciri yang bermanfaat adalah dengan apa yang dinamakan pendekatan gen kandidat. Ini melibatkan pencarian apa yang diketahui tentang biokimia dan/atau genetik dari cacat tersebut pada seluruh spesies di mana cacat tersebut yang telah dilaporkan, dengan tujuan untuk mengidentifikasi gen yang mungkin berkaitan dengan lokus cacat tersebut. Satu contoh dari pendekatan ini disajikan pada pencarian penciri untuk lokus halothane. Banyaknya hasil penelitian fisiologi dan biokimia selama bertahun-tahun mengarah bahwa gen penyandi saluran pelepasan kalsium (CRC, juga dikenal sebagai ryanodine receptor) mungkin merupakan gen halothane. Segera setelah gen CRC diklon pada satu spesies mamalia, menjadi agak lebih mudah untuk mengklon itu pada spesies lain, dan menguji apakah ini terpaut dengan gen halothane pada setiap spesies. Pada keluarga babi, dan beberapa (tapi tidak semua) keluarga manusia, fraksi rekombinasi sama dengan nol, yakni gen CRC jelas terpaut ke gen halothane. Penelitian selanjutnya telah menunjukkan bahwa gen CRC sebenarnya adalah gen halothane, dan substitusi CT pada posisi 1843 merupakan penyebab sebenarnya dari alel cacat (hal) dalam populasi babi di seluruh dunia. Karena substitusi basa ini membuat atau merusak sekuen rekognisi untuk beberapa enzim restriksi, menjadi hal yang mudah untuk mengembangkan uji genotyping PCR-RFLP untuk mutasi ini. Oleh karena itu, babi bisa digenotipe pada lokus halothane berdasarkan polimorfisme yang sebenarnya menyebabkan cacat tersebut.Uji PCR-RFLP (penggunaan enzim HhaI) untuk MHS pada babi, yang menentukan genotipe pada situs mutasi kausal pada gen saluran pelepasan kalsium. CC = normal homozigot, CT = heterozigot, TT = homozigot untuk hal. Tidak semua pencarian gen kandidat dapat sesukses ini: beberapa gen kandidat ternyata tidak terpaut ke lokus cacat. Satu set penciri yang telah dipetakan memberikan alternatif yang baik ke pendekatan gen kandidat. Jika penciri berjarak sama di sepanjang seluruh kromosom, setidaknya dua dari penciri tersebut pasti terpaut ke setiap lokus dalam genom (satu pada setiap sisi). Semakin banyak penciri tersedia pada seluruh hewan domestik. Kerugian dari pendekatan ini adalah biaya dan usaha yang dilibatkan dalam melakukan genotyping semua anggota dari beberapa keluarga untuk puluhan (jika tidak ratusan) lokus penciri, agar supaya mengcakup seluruh kromosom. Keuntungannya adalah bahwa, setelah semua usaha dilakukan, anda dapat yakin mengidentifikasi sekurang-kurangnya dua penciri yang terpaut ke lokus cacat. Sekali penciri yang terpaut telah diidentfikasi, semakin banyak penciri dapat dihasilkan di sekitar penciri terpaut. Dengan menguji penciri baru ini pada keluarga yang sama, lokasi lokus cacat menjadi semakin lebih terfokus, sampai lokasinya dapat ditentukan pada suatu region yang hanya dicakup oleh satu klon YAC saja dari satu set klon yang saling tumpang-tindih (overlapped) yang mencakup seluruh genom. Kemudian klon dapat dicari sekuen penyandinya (open reading frame) atau tanda lain dari struktur gen, seperti batas exon/intron atau promoter. Pada saat bersamaan, pemetaan perbandingan (comparative mapping) akan menyediakan daftar yang semakin panjang dari gen struktur yang mungkin dipetakan pada region itu, dan yang mungkin saja merupakan lokus cacat yang dipertanyakan. Kadang-kadang, satu dari pendekatan ini menghasilkan lokus cacat yang diidentifikasi pada level molekuler. Pendekatan menyeluruh mulai dari penciri yang terpaut sampai gen yang sebenarnya disebut positional cloning.