UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ GALLO FACULTAD DE INGENIERIA ZOOTECNIA MEJORAMIENTO GENÉTICO ANIMAL CONCEPTOS GENERALES Ing. M.Sc. Carlos H. Pomares Neira cpomaresn@hotmail.com ERICH TSCHERMAK-SEYSENEGG CONCEPTOS GENERALES • Genética: Ciencia que estudia la herencia y la variación de los seres vivos. • Herencia: Transmisión de la información genética desde los ancestros y padres a la descendencia. ¿Por qué los individuos emparentados son semejantes entre sí? Hermanos Pérez-Flores FENOTIPO VS GENOTIPO • Carácter (rasgo): Atributo o característica de un individuo para el cual se pueden definir diferencias que son heredables. • Fenotipo: Apariencia de un organismo respecto de un carácter en particular como resultado de la interacción del genotipo y el ambiente. • Genotipo: La composición de genes específica de un individuo para un fenotipo en particular. Carácter: Sexo Fenotipo: varón, mujer. Genotipo: Presencia o ausencia del gen SRY. © 2004 José Gallardo El gen SRY (del inglés sex-determining region Y), es un gen de determinación sexual en los mamíferos, marsupiales y placentarios; es uno de los responsables para determinar que las aproximadamente 4000 células germinales de los órganos genitales del embrión empiecen a formar los testículos. Su ausencia, una mutación que afecte el marco de lectura del gen o una translocación al cromosoma X, generan individuos XY femeninos e individuos XX masculinos. GENOMA Y CROMOSOMAS • Genoma: Material genético total de un organismo vivo: Cada célula contiene una copia del genoma de un individuo, usualmente dividido en la forma de cromosomas. El material hereditario es el ADN. Los genes están localizados en los cromosomas y la conducta de ellos en la meiosis y en la fertilización da cuenta de los patrones de herencia. ESPECIE NOMBRE CIENTIFICO N° CROMOSOMAS Cerdo Sus scrofa 40 Conejo Oryctolagus cuniculus 44 Liebre Lepus europaeus 46 Humano Homo sapiens sapiens 46 Oveja Ovis aries 54 Vaca Bos taurus 60 Asno Equus asinus 62 Mula Equus asinus 63 (estéril) Caballo Equus caballus 64 Camello Camelus bactrianus 74 Llama Lama glama 74 Gallina Gallus gallus 78 Paloma Columbia livia 80 GENOMAS Y GENES. Especie Tamaño genoma Nº cromosomas Nº genes H. Sapiens 3.000 Mb 23 32.786 Bos taurus 3.000 Mb 30 39.815 Salmón 1.700 Mb 25 18.429 Maíz (Zea mays) 2.000 Mb 10 23.362 Arroz (3 variedades) 450 Mb 14 47.112 Mosca del vinagre 180 Mb 4 14.442 Neurospora sp. (hongo) 43 Mb 7 10.083 Sacharomyces cereviseae (levadura) 12 Mb 16 6.179 Fenotipo Fenotipo PLASTICIDAD FENOTÍPICA Y NORMA DE REACCIÓN • Plasticidad fenotípica: Es la propiedad de un genotipo para producir diferentes fenotipos en diferentes ambientes. • Norma de reacción: Expresa la relación existente entre el genotipo, el ambiente y el fenotipo. Ambiente Fenotipo Fenotipo Ambiente Genotipo 1 Ambiente Ambiente Genotipo 2 CARACTERÍSTICAS DEL MATERIAL HEREDITARIO 1.- Es universal porque determina las características biológicas de todos los organismos vivos. Fuente: Griffiths et al. 1996 2.- El ADN almacena la información hereditaria de todas las características biológicas de un organismo. El ADN está compuesto por nucleótidos (Azúcar-fosfato-bases nitrogenadas). Esqueleto azúcar-fosfato Timina Guanina Adenina Bases nitrogenadas Citosina 3.-Permite la transmisión de la información hereditaria de una “célula” o de una “generación” a otra mediante un proceso llamado replicación. 4.- Expresa la información hereditaria mediante los procesos de transcripción y traducción. Expresión de la inform. hereditaria: de ADN a proteínas. La expresión de los genes involucra dos procesos básicos: 1) Transcripción: Síntesis de ARN a partir de un gen. 2) Traducción: Síntesis de proteínas a partir de la información codificada en un ARNm. LOS GENES CODIFICAN PROTEÍNAS Gen: Secuencia de ácido desoxiribonucleico (ADN) que almacena y expresa la información hereditaria de las características biológicas de un ser vivo como su color, su forma o su apariencia, la mayor parte de los genes codifican para alguna proteína. Gen TYR: Produce la enzima, tirosinasa, que cataliza la síntesis de pigmento a partir de tirosina. Gen Miostatina: Represor del crecimiento muscular. Gen GFP: Produce una proteína fluorescente verde. Gen fitoeno sintetasa: Produce la enzima que sintetiza licopeno durante la maduración. AREAS DE APLICACIÓN Biotecnología moderna Producción de organismos transgénicos con genes de interés: Papa resistente a bacterias patógenas. Soya resistente a herbicidas. Maíz Bt resistente a insectos. Arroz dorado. No transgénico infectado Transgénico infectado Organismos transgénicos: Organismos que han recibido un transgen, que lo han integrado a su propio genoma y que lo expresan. A menudo, pero no siempre, el transgén proviene de una especie distinta a la del receptor. INVESTIGACIÓN Echericha coli Mosca del vinagre Pez transgénico producido en Chile para investigación en desarrollo embrionario. MEDICINA ADN fingerprinting (huella dactilar de ADN): Es una técnica que se utiliza para caracterizar muestras de ADN en pruebas de paternidad o en análisis forense. Pero también tiene múltiples aplicaciones conservación o en producción animal y vegetal. MEJORAMIENTO GENÉTICO. Selección artificial: Los mejores individuos se seleccionan de acuerdo a su mérito genético. Selección para crecimiento www.genetics.org.uk Progreso genético de los últimos 50 años en producción animal: 1.- La producción de huevos incrementó de 90 a 250 huevos por año 2.- El tiempo para producir un pollo parrillero bajo de 30 a 6 semanas. 3.- La producción de leche por vaca por año paso de 6.000 a 25.000 Lb. BASES PARA EL MEJORAMIENTO GENÉTICO ANIMAL Manipulación de las diferencias biológicas entre los animales con el objetivo de maximizar el beneficio económico a corto y largo plazo. Diferencias: genéticas y no genéticas (ambientales). Cómo se pueden manipular: el objetivo de este curso.