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

urr

a B

ad

an

a

Ga

l. B

rag

an

ça

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l. M

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ira

Me

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Sa

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an

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Ch

urr

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rin

o P

rec

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e

Ile

de

Fra

nc

e

VRQ

AHQ

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: frankn@vetsci.usyd.edu.au

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