Tiene que ver con las técnicas biotecnológicas modernas

1. Fac. Cs. Agropecuarias UNC
Ingeniería Zootecnista
Mejoramiento Animal II
UTILIZACIÓN DE MARCADORES
MOLECULARES PARA LA SELECCIÓN DE
ANIMALES Y SU USO EN LOS PROGRAMAS
DE MEJORA GENÉTICA

2. MODELO ANIMAL
F = (AaBbCc) + Ambiente

3. El Mejoramiento Animal
F = G + E
Cambio genético = (intensidad x herencia)
I G
Objetivo: Obtener un animal con características deseables para
mejorar la media poblacional
Población
Observaciones del
carácter
mediciones
Selección
Merito Genético
Apareamiento
diferencial
Progenie
Control de rendimientos

4. F = (AaBbCc) + Ambiente
• El valor genético verdadero de los animales es
siempre desconocido.
Lo estimamos o predecimos.

5. • Polimorfismo (poly=muchas, morphos=forma) viene del
griego y significa aproximadamente “muchas formas”.
• En biología, una especie polimórfica es aquélla
que se caracteriza por
la presencia de diferentes
formas o tipos de caracteres
en organismos individuales
o entre organismos

7. b
Continuamente descifra la identidad y la tasa de
ensamble proteico
Transmite la información genética durante
la reproducción
Recordando el ADN

8. C
A
R
A
C
T
E
R

9. Genoma
• El genoma es el conjunto de genes contenidos en los cromosomas, lo que puede
interpretarse como la totalidad del material genético que posee un organismo o
una especie en particular.
• El genoma de los mamíferos (incluyendo humanos y especies ganaderas) consta de
alrededor de 3 mil millones de bases nucleotídicas y entre 20 a 25 mil genes
Mapear y secuenciar el genoma
A- Construcción de mapa físico y genético
B- Determinar la secuencia de todos los caracteres
con un 99% de fiabilidad
C- Determinar y localizar variaciones del DNA
(polimorfismos)
D- Localizar todos los genes
E- Establecer las funciones de los genes y otras
partes del genoma
Mapa Genómico
Es la representación lineal de los sitios genómicos
importantes (genes y marcadores)

10. APLICACIONES
ATTGCGAAGCTTATCCGGAGACCATAGACCCAGGTAAACGATACCATCTGG
CTATACATTACGCCGAGGAGCAATGACCATGACAGGATAACGGATATACCC
AGTGCCTAGCCATATACTCCAGTTAACGTACCATGGACAGATACCGTTAACTG
AACCAGCACCAGTTACCGGACTAAACTTAGCCATTAGGACTAAGCCAGTATA
GGACATGGAACCTTACATGGACGATAGGACCTCCGGCGCTACAGGCTTCGA
CCGTTAGAGCCAGTACAGATAGGACATGGACATCCAGATCCAGATACCATT
GGGCGCTTGCCAGTTCGACCTACGGGATCCATGACAGCACCACAGTACCAG
ATACCGATACCAGTTTACGACATAGGACCCAGATAGATTTCACAGATACCAG
ATCCAGATACCAGGGATTACATACAGATGATAGACAGATTGCCAGACAGAC
TGCGACATGCAGATTACGCTCCAGGAGGAGAGAGGCCATTACTATTACCAT
AGATAGATCCAGAGCGAGAGTCAGATCGAGGATTGGACCAGTTTTTATGCG
CGCTGTCGATGATTCGATACGGATACCATT
PANELES MOLECULARES

11. Usos de la información genómica

12. Selección Genómica
• La selección genómica consiste en estimar la relación que existe entre un
determinado carácter de interés y las distintas regiones del genoma

13. GENEALOGIA
DATOS
PROPIOS
PROGENIE
UNA DEPs CONDENSA EN UN
UNICO VALOR LA
INFORMACION DE TRES
FUENTES

15. Aporte fundamental de la selección genómica.
1- La selección genómica aumenta la precisión de
las evaluaciones genéticas de animales jóvenes.
2- Los modelos genómicos tienen un ajuste un
20% (de media) mejor que los tradicionales.
Importantes implicaciones.

16. Progreso genético en Kg de proteína Progreso genético índice de longevidad
2012 2014 2016 2018 2020
año
2012 2014 2016 2018 2020
año
Tradicional
Selección Genómica
K
g
P
R
O
T
E
I
N
A
20
15
10
5
Tradicional
Selección Genómica
115
110
105
100
90
Longevidad: escala 100/10
PROGRESO GENETICO TEORICO AL AUMENTAR LA
FIABILIDAD CON LA SELECCON GENOMICA
O. González-Recio
Dpto. Mejora Genética Animal, INIA

18. • CAPACIDAD DE INDIVIDUALIZAR
DNI TRAZABILIDAD
• DETERMINA PARENTESCO
• ORIGEN DE LAS ESPECIES
• ORIGEN RACIAL
BRANGUS
• SAM
TERNEZA
CONDICIONES GENETICAS INDIVIDUOS PORTADORES
• SELECCIÓN GENOMICA (enriquecen las selección genética tradicional)
ATTGCGAAGCTTATCCGGAGACCATAGACCCAGGTAAACGATACCATCTGG
CTATACATTACGCCGAGGAGCAATGACCATGACAGGATAACGGATATACCC
AGTGCCTAGCCATATACTCCAGTTAACGTACCATGGACAGATACCGTTAACTG
AACCAGCACCAGTTACCGGACTAAACTTAGCCATTAGGACTAAGCCAGTATA
GGACATGGAACCTTACATGGACGATAGGACCTCCGGCGCTACAGGCTTCGA
CCGTTAGAGCCAGTACAGATAGGACATGGACATCCAGATCCAGATACCATT
GGGCGCTTGCCAGTTCGACCTACGGGATCCATGACAGCACCACAGTACCAG
ATACCGATACCAGTTTACGACATAGGACCCAGATAGATTTCACAGATACCAG
ATCCAGATACCAGGGATTACATACAGATGATAGACAGATTGCCAGACAGAC
TGCGACATGCAGATTACGCTCCAGGAGGAGAGAGGCCATTACTATTACCAT
AGATAGATCCAGAGCGAGAGTCAGATCGAGGATTGGACCAGTTTTTATGCG
CGCTGTCGATGATTCGATACGGATACCATT
Objetivos para el uso de los Marcadores Moleculares

19. Los marcadores moleculares y los marcadores
genéticos
• marcadores moleculares funcionan como señaladores de
diferentes regiones del genoma
• Los marcadores se usan para el mapeo genético, como el
primer paso para encontrar la posición e identidad de un
gen
• Los marcadores moleculares permiten evidenciar
variaciones (polimorfismos) en la secuencia del ADN entre
dos individuos, modifiquen estas o no su fenotipo
• “señalan” tanto regiones codificantes como no-
codificantes del genoma

20. Los marcadores de ADN pueden ser
clasificados en dos grandes categorías
• ligados
• directos

21. Tipos de marcadores genéticos
• 1. Marcadores morfológicos(forma, color, tamaño o altura)
• 2. Isoenzimas o marcadores de proteínas
• 3. Proteínas de reserva (prolaminas globulinas)
• 4. ADN y marcadores moleculares (grupos sanguíneos)

22. Marcadores moleculares
• Marcadores del tipo I
Son directos, corresponden a genes que codifican a proteínas y asociados con
rasgos productivos que causen variación fenotípica.
• Marcadores del tipo II
Llamados microsatélites, se utiliza para el estudio de poblaciones.
• Marcadores del tipo III
Son los llamados SNP, utilizados para diagnostico de rasgos a nivel productivos y de
enfermedades genéticas.

23. Marcadores
Moleculares
Basados en la
Hibridación del ADN
Basados en la
Amplificación del ADN
Marcadores
Mixtos
RFLP – Polimorfismo en la
Longitud de fragmentos de
restricción
VNTR - Microsatélites
RAPDs – Fragmentos
polimorficos de ADN
SSR - microsatélites
VNTR - minisatélites
CAPs – digestión de
Secuencias polimorficas
AFLP – polimorfismo en la
Longitud de fragmentos
amplificados de ADN

24. MARCADORES MOLECULARES COMO HERRAMIENTA DE
SELECCIÓN EN EL MEJORAMIENTO ANIMAL
SAM – Selección asistida por Marcadores
(caracteres influenciados por varios genes)
SAG – Selección asistida por genes
(caracteres influenciados por un solo gen)
QTL (locus para características productivas)
SNP (Polimorfismo de nucleótido único)

25. OBJETIVOS
• Tiene como objeto utilizar las pruebas de ADN como
ayuda complementaria en el mejoramiento genético
• La tipificación genética de un animal permite detectar de
manera precisa las variaciones específicas de ADN que
están asociadas a los efectos mensurables de las variables
económicas de interés

26. MICROSATELITES
• Los microsatélites (SSR o STR por sus acrónimos en inglés para simple
sequence repeat y short tandem repeat) son secuencias de ADN en las que
un fragmento (cuyo tamaño va desde dos hasta seis pares de bases) se repite
de manera consecutiva.
La variación en el número de repeticiones, y no la secuencia repetida, crea
diferentes alelos.
• Generalmente se encuentran en zonas no codificantes del ADN. Son neutros,
co-dominantes y poseen una alta tasa de mutación, lo que los hace muy
polimórficos.
• Son utilizados como marcadores moleculares en una gran variedad de
aplicaciones en el campo de la genética, como pueden ser parentescos y
estudios de poblaciones. Esto se debe a su capacidad para generar una
huella genética personal o perfil genético.

28. QTL
El QTL es una región cromosómica que ha sido vinculada por métodos estadísticos con
la segregación de un fenotipo cuantitativo. Esta región puede contener uno o varios
genes de relevancia y puede corresponder a polimorfismo en los exones de un gen
pero también a secuencias reguladoras. Gen y QTL son conceptos diferentes
Los resultados de experimentos de búsqueda de QTL deben ser cautos, Debido a limitaciones de
los diseños experimentales existe un sesgo en el número y magnitud de los efectos de los QTL
reportados. Con la metodología actual solo los QTL de mayor efecto pueden ser detectados,
sesgo que es inversamente proporcional al rigor para fijar niveles de significancia y es mayor
para los efectos de dominancia que para los efectos aditivos. Por eso no deben extraerse
conclusiones definitivas sobre el número de loci que afectan a una variable

29. SNPS
Un SNP (polimorfismo de un solo nucleótido) es una
variación en la secuencia de ADN que afecta a una
sola base
Se les denomina “snps” y son el tipo de variación
más frecuente en el ADN, constituyen hasta el 90%
de todas las variaciones genómicas

30. SNP = SINGLE NUCLEOTIDE
POLYMORPHISM
(POLIMOSFISMO DE UN ÚNICO
NUCLEÓTIDO)
DETECCIÓN
PCR-RFLP
SECUENCIACIÓN DE ADN

31. Evaluaciones genómicas
Las evaluaciones genómicas consisten en establecer unas “fórmulas” o “ecuaciones de
predicción” mediante las que, a partir de la información que tiene un animal
determinado en cada uno de los miles de SNP considerados, se predice su mérito
genético en cada uno de los caracteres. Las pruebas así obtenidas se denominan valor
genómico “directo”, porque no se basan nada más que en los genotipos de los toros.
Estos valores genómicos directos se incorporan posteriormente en las evaluaciones
genéticas tradicionales aumentando su fiabilidad

33. Ventajas de la selección genómica
1- La selección genómica implica el uso de un gran numero de marcadores situados a
lo largo del genoma
2- Los SNPs nos van a proporcionar señales de las regiones genómicas asociadas a
caracteres de interés
Usos
. Especies de alto valor económico
. Poca información genealógica o difícil de conseguir
. Caracteres ligados al sexo
. Caracteres de baja heredabilidad
. Caracteres con elevado Intervalo Generacional

34. Uso de la genómica en los programas de
mejora
• Control de rendimientos
• Genotipado de animales seleccionados
• Selección de SNPs
• Valoración genómica
-Genoma Completo
-Selección de SNPs
• Difusión de la mejora
Selección Genómica

35. Control de rendimientos
-Poblaciones con control productivo
Mejora la calidad y el flujo recogido de información
Incorporación de nuevos caracteres
-Poblaciones sin control productivo
1. Organizar un programa de obtención de
información
2. Mayor esfuerzo económico en fenotipar que en
genotipar
3. Determinar la importancia relativa del carácter y
empezar por caracteres mas importantes

36. Genotipado de animales
seleccionados
• El genotipado de toda la población es caro
(150 – 300 Euros /por individuo)
• Actualmente hay mayor genotipado de machos
• En hembras solo individuos usados en la producción
(Leche)
• Es necesario establecer estrategias de genotipado que
maximicen el beneficio

37. Genotipado
Genotipado selectivo de INDIVIDUOS
Solo machos Mejores hembras
Hembras seleccionadas al azar Selección divergente de
hembras

38. Genotipado
Genotipado selectivo de SNPs
• SELECCIÓN DE SNPs informativos
- 3000 SNP informativos = fiabilidad Chip Completo
• SELECCIÓN DE SNPs equidistante por imputación
ATCTCTGAAACTGTCGTACGAATCAGCTACGATACCACTT
ATCTCTGTAACTGTCGTACGAATCAGCTACGATACCACAT
Consiste en genotipar un numero reducido de SNP (20 %)

39. Valoración Genética
• No hay consenso sobre el mejor método
• Aun hay mucho por investigar en este campo
• Preferible
alta capacidad predictiva en la progenie
tener en cuenta efectos aditivos y no
aditivos
sea flexible y de fácil implementación
Con previa selección de SNPs.
Con el genoma completo.
Diferentes metodologías.
Regresiones bayesianas sobre SNP (Meuwissen et al., 2001).
G-BLUP (Van Raden et al., 2008; Legarra et al., 2009).
Métodos no-paramétricos (Gianola et al., 2006; Gonzalez-
Recio et al., 2008).

40. La doble-musculatura o hipertrofia muscular está controlada en
los bovinos por un gen mayor GDF8. El locus que codifica para
este carácter ha sido denominado con el símbolo mh. La
construcción de mapas físicos como de ligamiento han puesto
de manifiesto que el gen de la miostatina se encuentra en la
misma región del locus mh en el cromosoma 2 bovino

41. Mutaciones identificadas en la secuencia del gen de miostatina de bovinos.
A) Auto radiografía que señala las mutaciones en la secuencia del gen de miostatina, muestra los
patrones electroforéticos del control sin mutaciones en la raza Holstein y del gen mutado en las razas
Belgian Blue y Piedmontese.
B) Localización de la mutación de miostatina debida a una eliminación de 11 bases en la raza Belgian Blue,
que presenta un fenotipo de doble musculatura; mientras que un cambio de G por A en la raza
Piedmontese, le confiere también un fenotipo de doble músculo.
C) Ejemplar de las tres razas. La raza Holstein cuyo gen de miostatina no contiene mutaciones, presenta
un fenótipo de musculatura normal (Tomado de McPheron y Se Jin-Lee, 1997).

42. PERFILES PARA CARNE

44. La terneza de la carne se debe al proceso de maduración
post-mortem realizado, de manera coordinada, por dos
enzimas presentes en los músculos:
La calpaína y la calpastatina.
• La calpaína es una enzima natural calcio-dependiente que fragmenta
las fibras musculares durante la maduración post-mortem. Es la
enzima principal de los procesos de maduración, y las variantes más
activas confieren mayor terneza.
• La calpastatina, por su parte, es también una enzima natural que
inhibe la tiernización una vez alcanzado un determinado proceso,
provocando un efecto antagónico al de la calpaína.

45. Carácter Terneza en Angus: Calpastatina-Calpaina

46. Potencial productivo

47. PERFILES PARA LECHE

50. • La aplicación y uso de la selección genómica dependerá de la
especie, la raza y su programa de mejora o conservación.
Diseño especifico y meditado
• Importante tener un buen control de rendimientos.
• Estudio y diseño del plan de genotipado de la población.
• Valoraciones genómicas: técnicas, fiables y que aprovechen al
máximo la información de los SNPs.
Para llevar a casa

51. Muchas gracias
Muchas gracias