ZMV1304 Genética Básica e Biologia Molecular

(Medicina Veterinária)

Módulo II

Aula 1 - Introdução

Se você é estudante de Agronomia, Zootecnia, EngenhariaFlorestal, Medicina Veterinária, Ciências Biológicas,Nutrição, Medicina, dentre outros cursos nos quais aGenética faz parte do currículo mínimo, pense se existeuma disciplina profissionalizante que esteja tãofreqüentemente na mídia quanto a Genética.A resposta, certamente, é não.Em muitas reportagens editadas em revistas deatualidades, o título já mostra o relacionamento com aGenética. Observe os seguintes exemplos:

DETECÇÃO DE DOENÇAS GENÉTICAS EM BOVINOS

O Laboratório LinkGen, credenciado pelo Ministério da Agricultura (MAPA), visandocontribuir para melhorar rentabilidade e satisfação do pecuarista, desenvolveu testesdiagnósticos através da técnica de DNA para estas 4 doenças. São testes feitos emamostras de pêlo (ou sêmen) e que fornecem a informação sobre a presença do gene dedeterminada doença: os animais podem ser Homozigotos positivos (apresentam a doença),Heterozigotos (são portadores de 1 cópia do gene) ou Homozigotos negativos (não possuem adoença e não são portadores).

BLAD (Deficiência de Adesão Leucocitária Bovina): É uma doença que resulta em umafunção defeituosa dos glóbulos brancos do sistema imunológico. Para o animal demonstrarsinais da doença são necessárias duas cópias dos genes. Animais com uma cópia do gene(portadores) são normais, mas transmitem o gene defeituoso.

DUMPS (Deficiência de Uridina Monofosfato Sintetase): É uma doença caracterizada pelamorte prematura do embrião no animal que tem duas cópias do gene. Animais com uma cópiado gene (portadores) são normais, mas transmitem o gene defeituoso.

CITRULINEMIA: É uma doença genética recessiva que ocorre em conseqüência dadeficiência de uma enzima do ciclo da uréia que leva ao acúmulo de amônia no cérebro doembrião. Os bezerros afetados parecem normais logo após o nascimento, pois suas mães sãocapazes de eliminar a amônia que eles produzem enquanto ainda estão no útero. Já nosegundo dia de vida os bezerros são incapazes de degradar a amônia, tornando-se deprimidose, por conseqüência, não se alimentam normalmente. A detecção de animais portadores dosalelos para esta doença dentro do rebanho auxilia na redução de perdas econômicasacarretadas pelo nascimento de bezerros afetados.

DEFICIÊNCIA DE FATOR XI: É um distúrbio hemorrágico descrito, pela primeira vez, embovinos da raça holandesa, mas também relatado em muitas outras raças. O Fator XIparticipa da cascata de coagulação sanguínea e bovinos com deficiência desse fator podemter menos partos e aumento da suscetibilidade a doenças infecciosas. Também aqui, adetecção de animais portadores dos alelos para esta doença dentro do rebanho auxilia naredução de perdas econômicas acarretadas pelo nascimento de bezerros afetados.

Figura 8. A (HD -),sem sinais de displasia coxofemoral.

Figura 9. B (HD +/-),articulação coxofemoral próxima do normal.

Figura 10.C (HD +),displasia coxofemoral leve.Discreta subluxação.

Figura 11.D (HD ++),displasia coxofemoral moderada. Evidente subluxação, acompanhada de

osteoartrose.

Figura 12.E (HD +++), displasia coxofemoral severa. Subluxação ainda mais evidente,

acompanhada de osteoartrose.

A d

ispl

asia

cox

o-fe

mur

alem

cãe

s

O GENE DA SÍNDROME DO ESTRESSE SUÍNO E SUA RELAÇÃO COM CARACTERÍSTICAS DE QUALIDADE DA CARNE EM SUÍNOS F2

RESULTANTES DE CRUZAMENTOS DIVERGENTES1

RESUMO: Animais que apresentam o gene do estresse suíno (gene PSS)apresentam carne pálida, mole e exsudativa (PSE), em heterozigose (Nn), eem maior grau em homozigose recessiva (nn).

DETECÇÃO DE DOENÇAS GENÉTICAS EM EQUINOS

HYPP (Paralisia Periódica por Hipercalcemia)-É uma doença causada por umadeficiência genética hereditária, que rompe uma proteína chamada "canal do íon sódio".Cavalos com HYPP podem sofrer ataques imprevisíveis de paralisia, os quais, em muitoscasos, podem levar a colapso e morte súbita. Atualmente, através do teste de DNA,podem ser identificados cavalos portadores do gene deficiente causador da HYPP.Baseado no número de fragmentos de DNA observados, pode ser determinado se ocavalo não é portador dessa mutação específica (cavalo normal) ou se ele é portador deuma ou duas cópias do gene mutante anormal (heterozigoto ou homozigoto para HYPP,respectivamente).

SCID (Imunodeficiência Severa Combinada)- É uma doença quase sempre fatalcausada por um gene recessivo defeituoso que causa uma incapacidade do potro emcombater infecções, levando animal quase sempre à morte em alguns meses de vida eapós um grande sofrimento. Através das modernas técnicas de diagnóstico de doençasgenéticas através da análise do DNA, a LinkGen Biotecnologia verifica se cavalos daraça árabe têm o gene causador desta doença.

CA (Abiotrofïa cerebelar)- Esta enfermidade caracteriza-se por degeneraçãoprecoce e progressiva das células de Purkinje do cerebelo, com sinais clínicos dehipermetria, ataxia e crises epileptiformes com tremores musculares, opistótono,nistagmo e perda do equilíbrio. Estes sinais aparecem ao nascimento ou algumassemanas após, e são progressivos, causando a morte depois de alguns meses de vidaAbiotrofia cerebelar deve ser diferenciada de hipoplasia cerebelar, cujos sinaisclínicos não são progressivos e na qual são observadas alterações macroscópicas ehistológicas de hipoplasia de cerebelo.

Análises genéticas feitas com base em DNA revelam uma abundânciade informações valiosas sobre o seu animal, incluindo identidadeindividual, paternidade, pedigree, similaridade genética a outrosanimais e uniformidade de linhagem de sangue. Eventualmente, cadaanimal possui a sua própria identidade. Animais frequentemente separecem, mas de fato eles podem ser tão diferentes um do outro comoo são os seres humanos.

Teste de DNA em cães e gatos

Cruzamento entre pais e filhotesLeitor pergunta sobre os riscos de cruzamento dos filhotes de sua fêmea de Rottweiler com a mãe e os problemas que podem decorrer disso.

Tenho uma cadela Rottweiler e ela deu cria. Meus filhos estãoquerendo ficar com um filhote macho mas eu queria saber sequando ele ficar adulto poderá cruzar com a mãe dele e se nãohaverá problemas. (Cinobelino Mendes Leal Neto – Teresina / PI)

Não há nenhum impedimento em ter mãe e filho juntos, porém não érecomendável que eles cruzem. Porque se houver cruzamento entreeles, ocorrerá consanguinidade, isto é, cruzamento entre parentespróximos: mãe e filho, pai e filha e entre irmãos.Este tipo de cruzamento é bastante utilizado pelos criadores com ointuito de aperfeiçoamento das raças, mas ele também traz o grandeproblema do empobrecimento genético. Pois ao mesmo tempo que fixaqualidades desejáveis, também aumenta as chances de aparecimento dedoenças, uma vez que ressalta características recessivas indesejáveisque estavam inaparentes. Ou seja, os genes “ruins” que determinavam adoença estavam encobertos por genes “bons”, que não deixavam que adoença aparecesse.

Entendendo a genética dos Bettas metálicos

Cobre e cores metálicas ficaram imensamente populares em nosso hobby erealmente ficaram concorridas no mundo dos bettas. Mas ainda há muitasperguntas a serem respondidas considerando estas "novas" cores. Nesteartigo eu tentarei dar um pouco mais de informação sobre estas corescobrindo como e onde eles as criaram, o que causa esta cor metálica e comoesta cor é herdada. .....

PA2 - Conservação De Recursos Genéticos De Animais Silvestres De Interesse Econômico

A fauna sempre foi e continua sendo um importante recurso para as populações

rurais e mesmo nos centros urbanos. A expansão da fronteira agrícola e a

urbanização têm causado extensiva destruição de habitats naturais, resultando

em isolamento e diminuição do tamanho de populações de espécies da fauna e

mesmo à sua extinção. Embora a fauna seja importante na agricultura como

produto e como agente de polinização e dispersão de sementes, ou como

controle biológico, ainda é muito pouco o conhecimento para ações de

conservação e manejo. O pouco que sabe é voltado para abelhas e quase nada

sobre vertebrados. Desta forma, a conservação da diversidade genética das

espécies da fauna é essencial para garantir germoplasma de qualidade desejável

para programas de manejo, melhoramento e domesticação.

A REDE BRASILEIRA DE NUTRIGENÔMICA, criada por pesquisadoresbrasileiros com interesse em Nutrigenômica, se propõe a estimular emnosso país o desenvolvimento dessa nova disciplina científica. O focoprimário da Rede consiste na promoção e coordenação de projetosintegrados, realizados em nossa população, considerada como a maismiscigenada do mundo (Trends Pharmacol. Sci. 26(4):http://www.nutrigenomicabrasil.org/

A farmacogenômica envolve a aplicação de tecnologias como oseqüenciamento de DNA, análise da expressão gênica e estatística empesquisas e testes clínicos de drogas. Como muitas doenças podemresultar da alteração de uma rede de genes em diferentes vias, afarmacogenômica poderia identificar quais genes estariam envolvidos nadeterminação da resposta a determinada droga. Desse modo, acaracterização genética de populações de pacientes deverá ser parteintegral do processo de descoberta e desenvolvimento de drogas.Provavelmente, a seleção de drogas terapêuticas deverá ser substituídapor seleção de pacientes nos quais uma determinada droga seria eficaz.

http://busca.estadao.com.br/busca/BuscaEstadao/genética

27/09/11 Estudo diz que habilidade de construir ninhos em aves é aprendida e nãoinata: Um estudo britânico concluiu que a arte de construir ninhos não é inata e, sim,aprendida pelo pássaro ao longo da vida. Pesquisadores das universidades deEdimburgo, Glasgow e St. Andrews, na Escócia, analisaram filmes de pássaros daespécie Ploceus velatus (o tecelão mascarado do sul) enquanto.........

03/10/2011 Pesquisas na imunologia rendem Nobel de Medicina: Beutler, nascidoem 1957, é professor de Genética e Imunologia no The Scripps Research Institute, emLa Jolla, Califórnia. Hoffmann, de 70, liderou um laboratório de pesquisa emEstrasburgo, na França, entre 1974 e 2009 e foi presidente da Academia Nacional daFrança de Ciências entre 2007 e 2008. Já Steinman, de 68, é parte do quadro daUniversidade Rockefeller em Nova York desde 1970 e lidera seu Centro paraImunologia e Doenças Imunes. As informações são da Associated Press.

29/09/11 Você ainda nem provou. E já está acabando...de sabores que sustentem amarca Brasil ao longo do século 21? Conservar o ambiente que abriga a abelha nativa oua base genética da mandioca, manejar as águas para não acabar com pargo ou tambaquidependem da construção de identidade, do desenvolvimento...

Essas e outras reportagens veiculadas na mídia envolvem temas abordados ou fundamentados nas aulas seguintes:

1. herança de caracteres, principalmente doenças genéticas e anormalidadescromossômicas estruturais e numéricas (“... o nenê tinha uma doençachamada Síndrome de Patau”; “Aos 20 anos, uma entre 1.500 mães terá umfilho com síndrome de Down. A taxa sobe para uma em 97 aos 40 anos”);

2. determinação genética e influência do ambiente;3. diferenciação sexual;4. mapeamento genético;5. composição química, regulação e expressão dos genes;6. freqüências de anormalidades genéticas;7. endogamia;8. seleção;9. biotecnologia, clonagem, transgênicos, extração e teste de DNA, terapia

genética e identificação molecular de genes.10. A relação da genética com o melhoramento animal

Neste ano as margens realmente vão ser apertadas ! Mas, como deve ser sempre, as

despesas têm que ser baixas, e a produtividade alta !

Ou seja, sempre temos oportunidades a serem exploradas nas épocas mais difíceis.

J. P. Amaral – Agro-pecuarista, 29/09/2014

17

Não tenho dúvidas do enorme salto para os próximos 10anos. O boi se valoriza pela sede mundial de proteína

animal.

Há muito dinheiro na mesa, intocado, pela nossa incompetência em

dialogar em bom nível com a cadeia produtiva.

Muitos serão expurgados sem sequer entender o que

aconteceu, é verdade. Outros, no entanto, ganharão espaço

através de produtividade e gestão empresarial, com

lucratividade.

Os números da JBS mostram isso. Dos mais de 35 mil fornecedores ativos, os

TOP 1000 já representam mais de 40% do volume total dos abates. Os TOP 100,

10%. A pecuária empresarial/projetos integrados com a agricultura se consolidam

a passos largos.

Já a indústria consolidada traz formalidade, transparência e precisa trabalhar cada

vez mais para elevar o bom nível das relações para garantir a origem de sua matéria

prima. O Brasil ganhará muito com este novo cenário. Eduardo K. Pedroso, 26/09/2014

18

Compra de material genético

Estamos em plena época de adquirir material genético

(tourinhos ou novilhas de reposição, sêmen, embriões)

Como fazer isso? Como escolher? Quais os critérios?

O que é, realmente importante?

Essa é a nossa situação......

Emissão de Metano

Slide cedido por : Miguel H.A. Santana

Emissão dos gases de efeito estufa

CO2 por grama de proteínaSlide cedido por : Miguel H.A. Santana

Slide cedido por : Miguel H.A. Santana, Fonte USDA 2015

Fonte: FAOSTAT set/2012 (http://faostat3.fao.org/faostat-gateway/go/to/browse/Q/*/E)

212,8 210,8

92,7 87,3 83,0

48,0

0

50

100

150

200

250

Milhõe

s de c

aebeça

s

Países

Principais rebanhos bovinos em 2011

Australia: 28,4 mi

Baruselli, SIIRA, Londrina, 08/2014

Rebanho Mundial

(Milhões/cab)

Abate

(Milhões/cab)

Desfrute

%

EUA 96,7 37,1 38,4

Austrália 29,2 10,3 35,3

U.E. 87,6 30,4 34,7

Argentina 51,4 15,2 29,7

Brasil 205,0 39,6 19,3

Produtividade de gado de corte no Mundo

Baruselli, SIIRA, Londrina, 08/2014

2011 2012 2013 2014

Australia 1.410 1.380 1.410 1.416

Brazil 1.340 1.394 1.450 1.503

India 1.294 1.680 2.120 2.284

United States 1.263 1.120 1.111 1.093

New Zealand 503 521 529 543

European Union 1/ 449 310 300 311

Canada 426 395 415 427

Argentina 213 170 180 200

Major exporters 7.026 7.088 7.632 7.886

World trades

source: USDA, 2013

World's beef major exporters

2011 2012 2013 2014

Japan 1.065 1.070 1.080 1.068

South Korea 793 728 761 852

Taiwan 745 746 750 745

Philippines 461 538 573 613

Other Asia 431 375 405 431

European Union 1/ 367 350 350 348

Russia 282 285 290 293

Other Europe 265 300 325 330

Egypt 217 230 230 238

Other N. Africa & M. East 130 115 125 131

Mexico 123 105 105 105

Canada 67 57 57 58

source: USDA, 2013

World's beef major importers

A pecuária de nossos dias

1. Não consegue competir em termos de rentabilidade

com a agricultura e a especulação imobiliária

2. Não consegue remunerar o capital investido

3. Tem que crescer, para atender à demanda de carne,

tanto interna como de exportação

4. Só existe uma saída: aumento, drástico, de

produtividade

5. A pergunta que importa: como?

29

1) Definição de objetivos.

O que você quer, exatamente, de sua

pecuária?

foque no seu cliente, seu mercado,

seu sistema de produção e suas condições de trabalho e ambiente

Qual é o seu produto?

31

Qual é seu negócio na pecuária?

32

Cria?

33

OU

Criação de material genético?

35

OU

Cria raça pura?

37

OU

Seu negócio é cruzamento?

39

Seu negócio é cruzamento?

40

OU

Recria e engorda?

42

OU

44

Criação extensiva em áreas alagadiças?

OU

Confinamento em larga escala?

46

OU

Confinamento em média escala?

48

OU

Confinamento em pequena escala?

50

OU

Recebe por qualidade de carcaça?

52

Participa de programas de cortes especiais? É, devidamente, remunerado por isso?

53

?

Para cada sistema de produção...

Existem objetivos e critérios

de seleção diferentes

55

Não existe melhoramento

animal, aumento de

produtividade sem definição

clara de objetivos, pois,

afinal.......

56

57

Nosso produto é......

58

Para se conseguir eficiência, aumento de produtividade e lucratividade é necessário:

•Definição clara de objetivos, metas etempos

•Conhecimento

•Aplicação adequada dos melhoresmétodos e tecnologias disponíveis

Como a genética pode nos ajudar a

aumentar a rentabilidade em nosso

empreendimento pecuário?

59

E o que buscamos ao comprar material genético (tourinho, doadoras, sêmen ou embriões)?

? ?

61

Na realidade, buscamos o material genético, contido nos Cromossomos (DNA)

As avaliações genéticas

63

Para que servem reprodutores e/ou matrizes?

São nossas máquinas

Devem produzir os nossos produtos, os bezerros

Esses produtos devem ser adequados aos sistemas de produção e

às condições de ambiente que temos, sempre respeitando a

sustentabilidade ambiental e o bem estar animal

Os reprodutores e matrizes são máquinas de fazer gametas

(espermatozóides e óvulos), portanto, valem o valor de seus gametas

Se valem o valor de seus gametas, temos que conhecer isso....

64

A evolução das metodologias de estimação do valor genético: Vamos ser mais eficientes?

• Seleção genômica, associada com DEPs (single-step) ou não (já em uso em gado de

leite e sendo lançado em gado de corte, inclusive no Brasil a partir de 2010)

• Biologia molecular, seleção assistida por marcadores genéticos (começando a ser

usada, década de 2010)

• DEP’s com alta acurácia (“Modelos Animais”, depois de 1990)

• DEP’s com média acurácia (“Modelos touro”, 1970 a 1990)

• DEP’s com baixa acurácia (“Quad. Mínimos”, 1950-1970)

• Índices (desvios de grupos, e.g. provas de ganho de peso, 1930->)

• Medições ajustadas (>início século XX)

• Medições (pesos, dimensões, tempos, etc.) (séculos XIX e XX)

• Tradição, fama do criador dos animais (desde sempre)

• Pedigree (século XVIII ->)

• Avaliação visual (desde a domesticação dos animais)

Efi

cáci

a

O que mais fazemos hoje em dia

O que condiciona o desempenho dos animais?

Mão de obra

Outros efeitosde ambiente

Alimentaçãoe Nutrição

Instalações

Manejo

Saúde

Genética

65

Um modelo

P = G + E + GE

P = Fenótipo

G = Genótipo

E = Ambiente

P = A + D + I + E + GE A = efeito aditivo dos genes

D = efeito de dominância dos genes

I = efeito da interação entre os genes (epistasia)

66

O que é avaliação genética?

Procedimento de análise dos dados de produção dos

animais, com uso de metodologia estatística adequada,

para:

◦ Separar os efeitos genéticos aditivos(A) dos demais efeitos

(D+I+E+GE)

◦ A = valor genético aditivo = 2 x DEP (ou PTA)

P = A + D + I + E + GE

67

O que é acurácia?

Relação entre acurácia de uma estimativa de valor genético de um animal e o risco

de utilizar-se ou não tal animal como reprodutor na propriedade.

Acurácia Razão Risco de mudança

futura (novas

informações)

0,10 a 0,30

(baixa)

poucas informações a respeito do animal,

animal em geral muito jovem acurácia

baixa, diminui o intervalo entre gerações

alto

0,31 a 0,70

(média)

número razoável de informações, reprodutor

jovem, com de 10 a 20 filhos já testados (em

gado de leite, 10 a 20 filhas com lactação)

acurácia média, intervalo entre gerações

médio

médio

acima de 0,70

(alta)

número suficiente de informações, animal

com mais de 20 filhos ou filhas testados

acurácia alta, aumenta muito o intervalo

entre gerações

baixo

A distribuição das avaliações genéticas

69

Deca 1

Deca 2

Deca 3

Deca 4

Deca 5

Deca 6

Deca 7

Deca 8

Deca 9

Deca 0

CEIP, projetos novos

CEIP, projetos antigos

1%

0,1%

Critério de seleção

DECAS das vacas x medidas da fazenda (peso à desmama)

Média de peso à desmama dosfilhos das vacas de decas 1, 2, 3, 4e 5, safra 2013 = (187,42 kg)

Média de peso à desmama dosfilhos das vacas de decas 6, 7, 8, 9e 0 (167,12 kg)

Diferença de 20,30 kg

R$162,40/bezerro desmamado

Dados de mais de 490.000 animais,sendo mais de 10.100 da safra2013

DEP é dinheiro nobolso?

Dados de 19/05/2015, J.B.S.

Ferraz

DECA

Peso à

desm

am

a

Implicações do intervalo de gerações no progresso genético

71

G/ano = ganho genético/ano

i = intensidade de seleção

Acc = rÂA = acurácia

= desvio-padrão fenotípico

h2 = herdabilidade

L = intervalo de gerações

Forte impacto nointervalo de gerações –diminui o ganhogenético/ano (que équem paga as contas)

Eu faço cruzamento: por quê comprar touros Nelore?

O resultado de um cruzamento depende da combinação de fatores:

Ambiente

Qualidade genética da vaca

Qualidade genética do touro

– Fenótipo de um cruzado depende da DEP dos pais + heterose +

complementaridade de raças + ambiente + interação genótipo

ambiente + ambiente materno

selecionar vacas excelentes quanto à precocidade sexual e de acabamento e à

habilidade materna e acasalar com touros excelentes da outra raça é 70% do caminho

andado para o sucesso

usar vacas de baixo padrão genético, acasaladas com qualquer touros da outra raça é

85% de caminho andado para o fracasso no cruzamento

Selecione bem suas vacas Nelore. Elas são seu maior patrimônio

O que há de novo?

Novas metodologias de estimação de valoresgenéticos levam a aumento de acurácia daescolha de reprodutores e a ganhos genéticosmais rapidamente obtidos: o exemplo defrangos de corte

A biologia molecular começa chegar ao campo,com as descobertas de marcadores molecularesou marcadores genéticos.

Os marcadores moleculares e seu uso, comimportantes ganhos de acurácia das estimativasde valor genético73

Marcadores de DNA

São quaisquer características moleculares que

permite a diferenciação de indivíduos, que

possibilita a inferência do fenótipo a partir do

genótipo do indivíduo e que permite

acompanhar a segregação do gene marcado ao

longo das gerações.

SNP

Animais portadores de doenças genéticas recessivas

Resistência a doenças

Vacinogenômica

Farmacogenômica

Aplicações na medicina veterinária

Doenças genéticas recessivas:

– Hipertermia maligna (gene halotano)

– BLAD (deficiência de adesão leucocitária bovina)

– DUMPS (deficiência de uridina monofosfato)

– POMPES (deficiência da enzima alfa-glicosidase)

– Citrulinemia (deficiência arginino-succinato sintetase)

– CVM (complexo da malformação vertebral)

Aplicações na medicina veterinária

Identificação de genes ligados a características produtivas:

– Miostatina

– Leptina

– Calpaína e calpastatina

– Halotano (síndrome do estresse suíno)

– Resistência a parasitas e doenças (Embrapa Pecuária Sul com carrapatos,

ovinos com H. contortus)

– Eficiência alimentar

– Qualidade de carne

Rastreabilidade

Nutrigenômica

Identificação de paternidade

Seleção assistida por marcadores impacto na acurácia

Seleção genômica impacto na acurácia e seleção precoce

Aplicações na produção animal

Identificação de paternidade

LOTE DE VACAS

ESTAÇÃO DE MONTA

ESTAÇÃO DE NASCIMENTO

?

QUAL O TOURO QUE TEVE OS FILHOS MAIS PESADOS NA DESMAMA?

QUAL O TOURO TEVE MAIOR NÚMERO DE FILHOS?

TOUROS

BEZERROS

GG CG CC

GGGG CGCC

Identificação de paternidade

TOUROS

BEZERROS

GG CG CC

GGGG CGCC

AT AA TT

TTAAAT AT

Identificação de paternidade

Identificar touros que produziram filho(a)s com característicaseconômicas desejáveis (ou indesejáveis)

Permite calcular DEPs do próprio rebanho em grupos dereprodutores múltiplos

Identificar touros que apresentam elevadas/baixas taxas deconcepção

Confirmação da paternidade para registro em associações de raças

Importância

% de Progênies e DEP de Peso Desmama por touro

1,85%

6,79%

1,85%

12,35%

16,67%

32,72%

9,26%

3,09%3,09%8,02%3,09%

19,95 kg

-4,85 kg

-7,65 kg-9,65 kg-10,51 kg

-13,65 kg

5,48 kg5,65 kg

12,40 kg15,28 kg 15,67 kg

0,00%

5,00%

10,00%

15,00%

20,00%

25,00%

30,00%

35,00%

T005

T009

T001

T006

T003

T010

T011

T004

T007

T002

T008

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

20

~ 62,0%DEP negativa ≈ 27,0%

DEP≈ 6,91 kgDEP≈ - 8,47 kg

15,38

kg

DEP intra-rebanho

Seleção assistida por marcadores

P = G + E + GE

P = A + D + I + E + GE

P = Ap + Am + D + I + E + GE

Em que o efeito aditivo dos genes é particionado em efeito aditivo devido

aos poligenes e devido efeito aditivo devido aos efeitos dos marcadores.

Modelo matemático

VGAM = Ap + Am

Impacto na acurácia: o grande efeito na seleção assistida por marcadores (ganho de peso pós desmana)

3,2

2,3

4,2

6,1

2,83,5

2,0

0,1

2,7

5,2

0,3

1,9

8,9

9,7

9,0

9,9 9,7

8,7

2,6

1,4

3,1

5,2

1,6

2,5

4,5 4,4 4,7

5,5

4,4 4,4

0

2

4

6

8

10

12

RMB RCB Bayes A Bayes B Bayes Cπ LASSO

Variaçã

o pe

rcent

ual da a

curá

cia

GERAL CEIP_ng CEIP_g TOURO_ng TOURO_g

Ganho em acurácia das estimativas de DEP, quando se usa a DEP-AM

9

1

0

5

10

15

20

25

30

CEIP de anosanteriores

Doadoras Megaleilão 2011 Touros

Ganho de peso pós desmama

Avaliações Genéticas Atuais

Pedigree

Fenótipos

Progênie

DEPsFenótipos

Fenótipos

Avaliação do Mérito

Genético

Av. Gen.

9

2

Avaliação Genética

Avaliações Genéticas Futuras

Pedigree

Fenótipos

Progênie

DEPsFenótipos

Fenótipos

Avaliação muito mais precisa do

Mérito Genético

Avaliação Genética

Testes DNA

Testes DNA

Testes DNA

9

3

A importância da recria, especialmente de fêmeas

Epigenética é a variação parcial da atividade genômica sem que haja alteração

no DNA ligada à expressão dos genes

Essas alterações ocorrem na época em que o embrião é formado, atingindo suas

células germinativas, que darão origem aos espermatozóides e aos óvulos

Causa: principalmente o ambiente

94

Environmental forces at time t, may affect the methylation

patterns of three generations.

95

Recriar nossas bezerras nos melhores pastos, se possívelreformados por ILP, ILPF, IFP maior produtividade

Fêmeas mal nutridas na fase de crescimentobloqueiam a expressão de parte de seus genes isso as afeta, afeta o desenvolvimento de suas filhas em gestação e das filhas de suasfilhas 3 gerações de prejuízos na fertilidade

Onde recriamos nossas novilhas?

Quem usa ILP tem melhores resultados de fertilidade de novilhas jovens 52% de fertilidade no MS, em novilhas expostas ao14-16 meses, após recria em pastos de ILPF

Vamos?

Tornar a pecuária de corte um empreendimento e

agir como empresários?

Vamos ser mais profissionais?

Vamos planejar mais, escolher melhor nosso material

genético?

Vamos nos tornar mais competitivos?

Vamos ser competentes?

Vamos considerar a pecuária de corte como uma

cadeia?97

Não adianta querer “queimar etapas”.

Temos que compreender antes, e utilizar, as

informações genéticas básicas, como a

DEPs, para depois começar a usar

ferramentas mais caras, como as da

genômica

98

Estamos no caminho certo, pensando na sustentabilidade, a longo prazo?

E a tradição?

E as inovações?

E as novas formas de comercializar?

E como manter isso tudo vivo?

Estou preocupado com a pecuária de corte

de seus filhos e netos......

99

Conclusões

Todos querem aumento de produtividade e rentabilidade

A aquisição de material genético (sêmen,

embriões/prenhezes, novilhas ou tourinhos de reposição)

é uma compra técnica

Os objetivos têm que ser claramente definidos (não

existem “objetivos gerais”, portanto não existem “touros

ideais para tudo”)

100

Conclusões (2)

Os melhores métodos para identificação dos animais

superiores, que trarão genes favoráveis para seu rebanho

têm que ser utilizados

Aprenda a escolher os melhores touros para você

Use touros geneticamente superiores, se possível, com

CEIP ou sistema que garanta que você está comprando

animais melhoradores

101

Obrigado

Prof. Dr. José Bento Sterman FerrazGrupo de Melhoramento Animal e Biotecnologia

Departamento de Medicina Veterinária

Faculdade de Zootecnia e Engenharia de Alimentos

Universidade de São Paulo

Cx. Postal 23, 13635-900, Pirassununga, SP

jbferraz@usp.br

Melhoramento genético

102

Luis Alberto Fries, in memorium

Programa da disciplina Genética Básica e Evolução (ZAB 215)

1º Semestre de 2014

Carga horária: 90 horas (6 créditos)

Horário das aulas: segundas-feiras, das 8:00 às 11:00 h e terças-feiras,

das 14:00 às 17:00 h

Docentes responsáveis:

Módulo I - Prof. Dr. , Heidge Fukumasu

Módulo II - José Bento Sterman Ferraz (jbferraz@usp.br, ramal 654093)

Local: Bloco Didático Nutrição Animal do ZAZ (Medicina Veterinária)

Aluna monitora PAE: Lais V. Pessoa

Critérios de avaliação

Critérios de avaliação: – Avaliação I - peso 2

– Avaliação II - peso 3

– Avaliação III - peso 2

– Avaliação IV - peso 3

– Atividades Heidge - peso 1

– Atividades Bento - peso 1

Critérios de recuperação: – Prova - peso 5

– Média do semestre - peso 5 (nas avaliações normais, antes da recuperação)

Mód

ulo

II: Gené

tica

Básica

–Pr

ogra

maçã

o

Aula Tema Professor Dia

1 Introdução, apresentação. A genética e a Medicina Veterinária. História da genética, os experimentos de Mendel, a redescoberta de Mendel, genética Mendeliana.

Bento 10/10

2 Ação gênica - dominância e recessividade, aditividade, Epistasia e pleiotropia e alelos múltiplos.

Minos 11/10

3 Biotecnologias reprodutivas e suas implicações na genética Determinação do sexo em animais de interesse zootécnico. Herança ligada, limitada ou influenciada pelo sexo

Juliano Silveira

17/10

4 Genes letais e sua detecção Lais 18/10

5 Cariótipo e aberrações cromossômicas Bento 24/10

6 Genética de Populações: Frequência gênica, genotípica e Fenotípica. Lei de Hardy-Weinberg

Bento 25/10

7 Avaliação III Bento/Equipe 31/10

8 Principais doenças genéticas dos animais domésticos Yonara 01/11

9 Funções do complexo maior de histocompatibilidade e suas implicações na genética e Genética de Resistência a Doenças

Bento 07/11

10 A transgenia no agronegócio

Fabiana Bressan

08/11

11 Genômica, Transcriptômica, Proteômica, Metabolômica, Nutrigenômica, Farmacogenômica

Pamela 21/11

12 Uso de marcadores moleculares na produção animal

Miguel Santana

22/11

13 Genética da resistência a doenças Gerson Oliveira Jr.

28/11

14 Genética do crescimento e envelhecimento celular Gerardo Mamani

29/11

15 Avaliação IV 05/12

Bibliografia básicaALBERTS, B. Fundamentos da biologia celular: uma introdução a biologia molecular da célula. Porto Alegre, Artes

Médicas Sul.757p., 1999.

ALBERTS, BRUCE. Biologia Molecular da Célula, 4.ED. ARTMED / 2006.

BASILE, R.; MAGALHÃES, L.E. Citologia e genética. São Paulo, Cultrix. 227p., 1977.

BOURDON, R. M. Understanding Animal Breeding. Upper Saddle River, Prentice Hall, 523p., 1997.

BOWLING, A.T. Horse genetics. Wallingford, Oxon, UK, 200p., 1996.

CRUZ, C.D.; VIANA, J.M.S; CARNEIRO, P.C.S. Genética. Volume 2. GBOL. Viçosa, Editora UFV., 475p., 2001.

DE ROBERTIS, EDUARDO M. F.; HIB, JOSÉ. Bases da Biologia Celular e Molecular, 4.ed GUANABARA KOOGAN / 2006

ELER, J.P. Teoria e Métodos em Melhoramento Genético Animal. FMVZ/USP, Apostila (disponível para xerox)

FALCONER, D.S. Introduccion a la genetica cuantitativa. Barcelona, Co. Edit. Continental, 429p., 1981.

FUTUYAMA, D.J. Biologia Evolutiva. Funpec-Editora, 3ª edição, 830 p., 2009.

GAMA, L.T. da. Melhoramento Genético Animal. Lisboa, Escolar Editora, 306p., 2002.

GOODBOURN, S. Eukaryotic gene transcription. Oxford ; New York : IRL Press at Oxford University Press, 292p., 1996.

GRIFFITS, J.F. et al. An introduction to genetic analysis. New York, W. R. Freeman and Company, 860 p., 2000

HARTL, D.L.; Clark, A.G. Princípios de Genética de populações. 4ª Edição. Artmed, 660 p.,2010.

HILL, W.G. Evolution and animal breeding. Oxon : Cab International, 313p., 1989.

KLUG, W.S. et al. Conceitos de Genética. 9ª Edição. Artmed, 896 p., 2010.

LEHNINGER, A.L. - PRINCÍPIOS DE BIOQUÍMICA.

LEWIN, B. Genes VII. Oxford : Oxford University Press, 990p. 2000.

NICHOLAS, F.W. Introdução à genética veterinária. Porto Alegre : Artes Médicas Sul, 326p., 1999.

PEREIRA, J.C.C. Melhoramento Genético Aplicado à Produção Animal. Belo Horizonte, 416 p., 1996.

PIRES, A.V. Bovinocultura de Corte. Volumes 1 e 2. FEALQ, 1509 p., 2010.

SENE, F.M. Genética e Evolução. São Paulo, EPU, 1981

STRICKBERGER, M.W. Genética. Barcelona, Ed. Omega, 461 p., 1980.

VALLE, SILVIO; TELES, JOSÉ LUIZ. Bioética e Biorrisco: Abordagem Transdisciplinar. INTERCIÊNCIA / 2003

VAN VLECK, L.D. Selection Index and Introduction to Mixed Model Methods. Boca Raton, CRC Press, 481 p., 1993.

VAN VLECK, L.D.; POLLAK, E.J.; OLTENACU, E.A.B. Genetics for the animal sciences. N. York, W.H. Freeman, 391 p.,

1987.

VIANA, J.M.S; CRUZ, C.D.; BARROS, E.G. Genética. Volume 1. Fundamentos. Viçosa, Editora UFV., 330p., 2ª edição. 2003.

WELLER, J.I. Economic Aspects of Animal Breeding. Padstow, TJ Press, 244p., 1994.

Onde encontrar o material do curso?

Todo o material do curso, quer sejam o programa, as

aulas dadas, estudos induzidos, provas e notas serão

colocados no site

http://www.usp.br/gmab/ disciplinas

ZMV1304 Genética Básica e Biologia Molecular

CONCEITO

A Genética, como muitas áreas do conhecimento humano,não pode ser plenamente definida em uma pequena frase.Se uma curta definição for empregada, toma-seindispensável uma discussão que esclareçaapropriadamente o que o reduzido conceito significa. Estaé a estratégia que será utilizada a seguir. A leitura docapítulo introdutório de livros de Genética possibilitaestabelecer o seguinte conceito:

Genética é a ciência que estuda ahereditariedade e a variação de característicasdos organismos.

O estudo da herança de uma característica envolve algunsaspectos:

• Esclarecer se ela é herdável, ou seja, se é determinada porgenes; aliás, ser determinada por genes é a razão pela qual umacaracterística é observada em uma população ao longo das gerações; osgenes que a determinam são transmitidos dos pais para os filhos ou, pelomenos, de um dos pais para um ou mais de seus descendentes.

• Inferir, em relação a características qualitativas, o númeromínimo de genes que as determinam, bem como a localização destes.

• Conhecer, também em relação a características qualitativas, asinterações entre os alelos dos genes que as determinam, bem como entregenes não-alélicos, caso sejamcondicionadas por mais de um gene.

• Conhecer, em relação a caracteres quantitativos, os tipos deefeitos gênicos responsáveis pela determinação do caráter e avaliar suasimportâncias relativas; como será abordado ao longo deste livro, asestratégias empregadas para o estudo da herança de característicasquantitativas são completamente diferentes das normalmente usadas emrelação aos caracteres qualitativos.

• Compreender como os genes que a determinam se expressam e como são regulados, etc.

MENDEL

Gregor Mendel (1822-1884) é chamado, com mérito, o pai da genética.

Monge Agostiniano, botânico e meteorologista que qealizou trabalhos com

ervilha (Pisum sativum 2n = 2x =14 ) no mosteiro de Brünn, na Áustria, hoje

Brno, República Tcheca.

Sua primeira monografia foi publicada em 1865, apresentou na Sociedade

de História Natural de Brno as lesi da hereditariedade, mas, devido ao

caráter quantitativo e estatístico de seu trabalho, e das influências do

trabalho de Darwin (1859) sobre a origem das espécies, pouca atenção foi

dada àqueles relatos.

Em 1900, o trabalho de Mendel foi redescoberto por outros pesquisadores

(K. Correns, E. Tschermak e H. De Vries. Cada um deles obteve, a partir de

estudos independentes, evidências a favor dos princípios de Mendel,

citando-o em suas publicações.

Em 1905, o inglês William Bateson batizou esta ciência que começava a

nascer de Genética.

MENDEL

O TRABALHO DE MENDEL

Mendel não foi o único a realizar experimentos de hibridação, mas foi o que

obteve maior sucesso, devido a metodologia e ao material escolhido.

Material escolhido

Trata-se de material com muita variabilidade; há genitores contrastantes

para vários caracteres; há possibilidade de se obter progênie abundante; a

espécie é de fácil cultivo e ocupa pouco espaço; o ciclo é relativamente

curto e a planta autógama, atingindo a homozigose e pureza por processo

natural de propagação.

MENDEL

Metodologia

Mendel destacou-se por ter adotado procedimentos metodológicos

científicos e criteriosos. Destacam-se os fatos de ter analisado um caráter

por vez; trabalhado com pais puros; e ter quantificado os dados.

Mendel estudou 7 características, cada uma com duas manifestações

fenotípicas.

Estudo induzido 1

1. Qual a história de Gregory Mendel? Seus trabalhos tiveram grande impacto na época em que foram

publicados?

2. Como foram realizados os trabalhos de Mendel? Com quais espécies e características ele trabalhou?

3. Explique as duas leis de Mendel, usando exemplos que envolvam animais de interesse zootécnico e

compare as semelhanças e diferenças existentes entre elas.

4. Quem foi William Bateson e qual sua importância para a Genética atual?

5. Você acha que as leis de Mendel têm alguma aplicação prática em zootecnia? Exemplifique.

6. Faça um breve relato do artigo publicado em

http://www.nature.com/nrg/journal/v7/n3/full/nrg1803.html#top

7. Leia o artigo de T.H. Morgan, publicado em 1909 e o interprete. Esse artigo pode ser encontrado em

http://www.esp.org/foundations/genetics/classical/thm-09.pdf