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Marcadores Moleculares na Indústria Animal
Prof. Dr. Vinicius Campos Disciplina de Biotecnologia Animal Graduação em Biotecnologia - UFPel
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Abordagens da aula... 1. O que estudaremos em Biotec Animal
2. Melhoramento Genético Animal 3. Marcadores usados na Ind. Animal 4. Empresas na área de marcadores 5. Procedimento de coleta e análise
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O que é Biotecnologia Animal?
Tecnologia que: Utiliza o animal para a geração de um produto que não é o próprio animal Utiliza o animal como produto – trabalha no melhoramento deste animal
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O que é Biotecnologia Animal?
ICSI FIV Animais Transgênicos Transferência de Embriões Nutrigenômica Vacinas Recombinantes Testes para Diagnósticos de Doenças Células Tronco Marcadores Moleculares Melhoramento Genético
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Melhoramento Genético em Bovinos
O que é Biotecnologia Animal? Melhoramento Genético em Bovinos no Brasil Época Atividade Século XXI Aplicação dos marcadores moleculares às estratégias de IA, TE, FIV, Clonagem e principalmente Melhoramento Genético Início do século XXI Sexagem de embriões por análise de DNA (maior controle dos sistemas de criação) e clonagem (definição e propagação do animal “ideal” para a cadeia produtiva) Década de 90 Produção de embriões in vitro (influência do macho e da fêmea potencializados) Década de 80 Programas de melhoramento baseados em ferramentas estatísticas (maior influência da dinâmica populacional e interação com o meio ambiente) Década de 70 Transferência de embriões (maior influência da fêmea) Década de 60 Inseminação artificial (maior influência do macho) Desde 1500 Importações oficiais e extra-oficiais de animais vivos
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Melhoramento Genético
“Conjunto de métodos e técnicas que visam o aumento da freqüência dos genes desejáveis ou das boas combinações genéticas em uma população ou a diminuição da freqüência dos genes indesejáveis ou das combinações genéticas ruins”. (modificado de Briquet Jr. 1967)
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Melhoramento Genético
O MELHORAMENTO GENÉTICO TEM POR OBJETIVO ESCOLHER O MELHOR MATERIAL GENÉTICO PARA MAXIMIZAR A PRODUÇÃO NAS CONDIÇÕES AMBIENTAIS EXISTENTES.
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= Melhoramento Genético X Ambiental MAIOR PRODUTIVIDADE
Ilimitado e Permanente + MELHORAMENTO AMBIENTAL (sanidade, manejo, alimentação) Limitado eTemporário
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Melhoramento Genético
(maior produtividade = produção/área) Maior quantidade Maior qualidade Menor custo Menor tempo
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Métodos Tradicionais de Melhoramento
Mudanças genéticas graduais (porém dramáticas) obtidas em grande período de tempo (100 anos) pela observação de acasalamento seletivo
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SELEÇÃO Criadores de Elite MULTIPLICADORES CRIADORES COMERCIAIS
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Ferramentas Disponíveis
OBSERVAÇÃO VISUAL
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Ferramentas Disponíveis
Informação de Pedigree
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Ferramentas Disponíveis
Informação de Desempenho MEDIDAS TRADICIONAIS: - CRESCIMENTO; - FERTILIDADE; - PRODUÇÃO DE LEITE
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Ferramentas Disponíveis
Informação de Desempenho MEDIDAS AVANÇADAS: - CARCAÇA (ULTRA-SOM); - CONVERSÃO ALIMENTAR
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MARCADORES MOLECULARES - MARMOREIO;
Ferramentas Disponíveis MARCADORES MOLECULARES - MARMOREIO; - FERTILIDADE; - RESISTÊNCIA A DOENÇAS
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Marcadores Moleculares
ICSI FIV Animais Transgênicos Transferência de Embriões Nutrigenômica Vacinas Recombinantes Testes para Diagnósticos de Doenças Marcadores Moleculares Células Tronco Melhoramento Genético
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Marcadores Moleculares
São variações na sequência de DNA, relacionadas a expressão de uma determinada característica específica funcional, que não necessariamente correspondem a um gene Vantagens: não sofre influência ambiental, potencialmente ilimitado em número Desvantagens: técnicas e equipamentos mais complexos e mais caros
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Um marcador molecular é um tipo de marcador genético!!!
Marcadores Genéticos X Moleculares São qualquer característica morfológica ou molecular que permite a diferenciação de indivíduos, que possibilita a inferência do genótipo a partir do fenótipo do indivíduo e que permite acompanhar a segregação do gene marcado ao longo das gerações. Um marcador molecular é um tipo de marcador genético!!!
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Marcadores Moleculares
Genômica X Genética quantitativa Seleção através de características do genoma Genes e/ou regiões cromossômicas
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Tipos de Marcadores Marcadores baseados no DNA Marcadores bioquímicos
RFLP RAPD AFPL Microssatélites/VNTR/SSR SNPs GWAS (genome-wide association study) Marcadores bioquímicos Proteínas Isoenzimas
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Marcadores Moleculares em espécies de produção
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Bovinos melhores reprodutores melhor tamanho de carcaça
padrão de marmoreio e maciez da carne maior produção de leite testes de paternidade
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Leite melhor para produção de queijo
Κ-caseína Alelo B deste gene está associado com maior concentração de proteína no leite Freqüência deste alelo - aproximadamente 25 % no gado holandês Leite melhor para produção de queijo
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Beta-lactoglobulina Também 2 alelos - A e B
Presença do alelo B em 60 % dos animais Presença do alelo B está associada com maior concentração de gordura no leite
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Musculatura dupla dos bovinos Gene da miostatina
Mutação no gene causa troca de uma tirosina por uma cisteína Troca de função da proteína Maior musculatura ou musculatura dupla
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Detecção de doenças – doenças genéticas
BLAD (deficiência na adesão de leucócitos bovinos Homozigotos recessivos Expressão reduzida da proteína beta-2-integrina Perda de US$ 5 milhoes por ano nos EUA
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Suínos melhores reprodutores animais resistentes à doenças
marcadores de prolificidade maior leitegada animais resistentes à doenças resistência a agentes virais resistência a agentes bacterianos Diarréia em leitões causada por E. coli
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Receptor de rianodina gene do alotano (gene hal)
Gene que controla concentração de cálcio nas células musculares Mutação no gene causa a Síndrome do estresse suíno (PSS) – troca de timina por citosina Animais homozigotos para esta mutação muito sensíveis ao stress do manejo Carne com sérios problemas Seleção de animais pelo menos heterozigotos
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Suínos Antes Depois Eliminação do gene que deixa a carne
com aparência pálida e aqüosa. Eliminação de genes que estão implicados no alto teor de gorduras de certos tipos de carne.
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Receptor de estrogênio - suínos
Alelo associado ao aumento da leitegada Aumento de 2 leitões por leitegada em animais homozigotos para o alelo associado Análise já utilizada
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Suínos
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Equinos Danos reprodutivos Testes de paternidade Marcadores de força
Cavalos de corrida
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Associação de um SNP da p53 com a ocorrência de aborto em éguas
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Aves Tamanho da carcaça Músculo Poedeiras – número de ovos
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Peixes Variabilidade genética Marcadores fisiológicos
Identificação de diferentes populações em uma mesma espécie comercial População com melhor produção em cativeiro Marcadores fisiológicos Genes ou proteínas que determinam um estado fisiológico
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Empresas em marcadores moleculares
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Uso dos marcadores
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Processo de análise de marcadores moleculares
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Coleta de amostras
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Coleta dos bulbos capilares
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Extração de DNA dos bulbos
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Exemplo de utilização
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Resumo... Histórico do melhoramento genético no Brasil;
Melhoramento Genético x Ambiental; Ferramentas para o melhoramento genético; Marcadores moleculares; Tipos de marcadores moleculares; Espécies; Empresas; Processo de análise;
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Fim!!!
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Prof. Dr. Vinicius Farias Campos
Graduação em Biotecnologia
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