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GENÉTICA GENERAL
- Tema 17
Biotecnologia del DNA: APLICACIONES
1.- IDENTIFICACIÓN GENÉTICA
- En especies ganaderas
- En el mantenimiento de la biodiversidad
- En medicina forense
- Tests de paternidad
2.- CONSTRUCCIÓN DE MAPAS DEL GENOMA
- Genes que controlan enfermedades
- Genes que controlan caracteres productivos (ETLs)
3.- DIAGNÓSTICO DE ENFERMEDADES
- Genéticas
- Infecciosas
- Parasitarias
4.- DETECCIÓN DE SEXO Y FREEMARTINISMO
- Zonas de copia única
- Zonas altamente repetidas
5.- SEGURIDAD ALIMENTARIA
Fraudes alimenticios
Trazabilidad
Alimentos transgénicos
¿Qué son? ¿Cómo se hacen? ¿Para que se hacen?
6.- ANIMALES TRANSGÉNICOS
- ¿Qué? ¿Cómo? ¿Para qué?
7.- TERAPIA GÉNICA
- “In vivo”
- “ In vitro”
8.- CLONACIÓN SOMÁTICA
9.- CÉLULAS MADRE
IDENTIFICACIÓN GENÉTICA EN ANIMALES
DOMÉSTICOS
EN VACUNO
legalmente obligatorio
G. S. + P.B.
desde 1996
Incorporación de 9 microsatélites
+ rápido
PCR
+ efectivo
En otras especies: EN PERROS, EN CABALLOS
se utilizan microsatélites
¿SNPs como metodo de identificación
en un futuro próximo??
- Para control de libros genealógicos
- Para la correcta aplicación de planes de mejora
- Para la aplicación posterior de tests de paternidad
- Aplicación al posible seguimiento y origen
geográfico de los animales
IDENTIFICACIÓN GENÉTICA PARA EL
MANTENIMIENTO DE LA BIODIVERSIDAD
Existe un gran número de especies en
peligro de extinción.
ALARMA MUNDIAL POR LA DESTRUCCIÓN
DE LA BIODIVERSIDAD
Aplicación de medidas que
permitan un aumento de la
variabilidad genética
Bancos de embriones
y semillas congelados
En especies domésticas, se orienta hacía el
mantenimiento y potenciación de razas
autóctonas , asociadas en muchos casos al
mantenimiento del medio rural.
Caracterización genética mediante el uso de marcadores
polimórficos (30 microsatélites recomendados por la FAO)
- Interés económico en la mayoría de las ocasiones
- Se realizan, generalmente, en especies de alto valor
económico: vacas, caballos y perros.
- Mediante el análisis de marcadores, principalmente
microsatélites (en algunos casos grupos sanguíneos
y otros marcadores, microsatélites...)... aplicación de
SNPs en el futuro??.
- La exclusión de paternidad se establece con el
100% de seguridad
- La fiabilidad en la asignación de la paternidad
depende de las características y el número de
marcadores genéticos.
MARCADORES GENÉTICOS EN MEDICINA
LEGAL Y FORENSE
- Aplicación a resolución de casos de paternidad e
identificación de criminales.
- Se plantean problemas éticos ante la falta de
legislación respecto a la utilización de los datos de
identificación genética de los individuos.
- Fundamentalmente, las pruebas se realizan
mediante el análisis de microsatélites.
- La aplicación de la PCR es fundamental debido a
su gran sensibilidad, ya que en muchas ocasiones el
problema limitante es la poca cantidad y el origen
de la muestra de la que se dispone.
- Existen en la actualidad Proyectos Genoma
para la especie humana y para gran parte de
las especies domésticas
Conocimiento de todos los genes y secuenciación
completa del genoma
PROYECTO GENOMA HUMANO
(1990-2003)
Localización : 30.000 - 80.000 genes ?
Secuenciación : 3 x 109 b.p.
EXISTEN APROX. 4000 ENFERMEDADES GENÉTICAS
Conocimiento del gen
Medicina predictiva
Terapia génica
PROYECTOS GENOMA DE ESPECIES
DOMESTICAS
OBJETIVO BÁSICO es semejante al de la especie
humana : conocimiento de todos los genes y la
secuenciación final de todo el genoma.
Desde un punto de vista aplicativo el OBJETIVO
FUNDAMENTAL es:
BÚSQUEDA DE ETLs (economic trait loci)
Localización de genes que controlan
caracteres de interés económico.
- caracteres productivos (QTLs)
- caracteres de resistencia a enfernedades
K-CASEINA
QTL en ganado vacuno
Influencia directa sobre el rdto. quesero
Tipificación mediante P.C.R.
A partir de cualquier muestra
A edades tempranas
Machos y hembras
437 p.b.
Digestión con
Hind-III
K-Cn B
348 p.b.
89 p.b.
K-Cn A
89 bp
348 bp
437 bp
Amp. AA BB
AB
RFLPs K-Caseína en gel de agarosa
BB - genotipo mas favorable para el rdto. quesero
ENFERMEDADES GENÉTICAS
DOS EJEMPLOS : - Fibrosis quística
- Anemia falciforme
- Identificación del gen responsable en 1989.
Cromosoma 7
27 exones- 203 Kb - 1480 aa
- Primera alteración detectada - delección de
CTT en el exón 10
Pérdida de una fenilalanina
en la posición 508
- Se han detectado más de 700 mutaciones
ALGUNAS ENFERMEDADES
HEREDITARIAS EN VETERINARIA
BLAD (deficiencia de adhesión leucocitaria, gen CD18)
Sindrome Weaver
Gen letal A46
DUMPS (deficiencia de uridin monofosfato sintetasa)
Pie de Mulo
Citrulinemia ( mutación en el gen de la Arginino succinato sintetasa)
SSP (Sindrome de hipertermia maligna,gen Ryr1)
EXOSTOSIS MÚLTIPLE HEREDITARIA
HYPP (Parálisis periódica)
LAD (deficiencia de adhesión leucocitaria)
Distrofia muscular (delección en el exon 7 de la distrofina)
Nefritis
Hemofilia B(mutación en el gen del factor IX de la coagulación)
DIAGNÓSTICO DEL LAD bovino POR PCR
- Alteración proteína CD18 : alteración del transporte
de los leucocitos desde la sangre hasta los lugares de
infección. Se produce la muerte entre las 7 semanas y 8
meses
Fragmento
amplificado
58 pb
Alelo normal
TCGACC
Taq I
Alelo mutado
TCGGCC
Taq I
DETECCIÓN DE SEXO Y FREEMARTINISMO
En mamíferos , la presencia del cromosoma
Y determina el desarrollo de un individuo
macho.
Hembras freemartin: aquellas
que provienen de un parto
gemelar de macho y hembra.
En un alto % resultan ser
hembras estériles.
DETECCIÓN MEDIANTE EL ANÁLISIS DEL DNA :
- Zonas de copia única : ZFX/ZFY
- Zonas de DNA repetido: BRY4a
1. Trazabilidad : supone el uso de marcadores genéticos
polimórficos para establecer un sistema de control
de origen geográfico y seguimiento de los animales,
desde su nacimiento hasta su venta de sus partes en
la carnicería.
Mediante el uso de un panel de marcadores polimórficos del
tipo microsatélites o SNPs
2. Detección de fraudes alimenticios : autentificación
de alimentos para detectar la adulteración que
supone la sustitución parcial o total de especies de
mayor valor económico por especies más baratas:
- pollo o cerdo / vaca
- pescados congelados :fletán , lenguado,
carpa , mero....
- grasa de origen animal
Búsqueda de marcadores especie-específicos
3. Alimentos transgénicos
- ¿Qué son?
- ¿Cómo se hacen?
- ¿Para qué se hacen?
- Riesgos potenciales