PROPOSTA PROJETO biotecnologia - 2020 Pronto

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Carapicuíba
2020
Biotecnologia Animal 
Melhoramento Genético 
 
 
 
 
 
Trabalho APS para com validade de 2,0 pontos para a Disciplina de Biotecnologia do Curso Tecnólogo em Radiologia. 
Orientadora: Profa. Carmen Franco 
 
 
 
Carapicuíba
2020
 
FOLHA DE APROVAÇÃO
 
Mariane Biscalchim Ra. 201908303565
Michele S. Conceição Ra 201708083911
Renan Felipe D. Aguiar Ra 201707158691
Sara Nascimento Ra201707155364
Biotecnologia Animal
Melhoramento Genético 
 
 
 
Trabalho APS para com validade de 2,0 pontos para a Disciplina de Biotecnologia do Curso Tecnólogo em Radiologia. 
Orientadora: Profa. Carmen Franco 
 
 
A banca examinadora dos Trabalhos de Conclusão em sessão pública realizada em __/__/____ considerou o (a) candidato (a): 
 
1) Examinador (a): 
 Carapicuiba 
2020
 
 RESUMO 
 
A biotecnologia animal tem fornecido novas ferramentas para os programas de melhoramento e, dessa forma, contribuído para melhorar a eficiência da produção dos produtos de origem animal. 	No entanto, os avanços tem sido mais lentos do que antecipados, especialmente em razão da dificuldade na identificação dos genes responsáveis pelas características fenotípicas de interesse zootécnico. Três estratégias principais têm sido utilizadas para identificar esses genes-mapeamento de QTL, genes candidatos e sequencialmente de DNA e MRNA-e cada um tem suas vantagens e limitações. O mapeamento de QTL , permite determinar as regiões genômicas que contem genes ,mas o intervalo de confiança do QTL pode ser grande e conter muitos genes .A estratégia de genes candidatos é limitada por causa do conhecimento ainda restrito das funções de todos os genes.
Os sequenciamentos de genomas e de sequencias expressas podem auxiliar na identificação da posição de genes e devias metabólicas associadas a característica de interesse. A integração dessas estratégicas por meio do desenvolvimento de programas de bioinformática permitira a identificação de novos genes de interesse zootécnicos. Assim, os programas de melhoramento genético se beneficiarão pela inclusão da informação obtida diretamente do DNA na avaliação do mérito genético dos plantéis. 
 ABSTRACT 
Animal Biotechonology hasprovided nem looks for breeding programs and has thus contributed to improving the efficiency of the production of produtcs of animal origin However the genes respomsible for the phenotypic characteriscs of zootechnical interest. Three main strategies have been used to identify these QTL mpping genes, candidate genes and sequentually DNA and MRNA and each its advanteges and limitations .The QTL , mapping allows the determination of the genomic regions that contain genes, but the QTL confidence interval can be large and contain many genes .
The candidate gene strategy is limited because of the still limited knowledge of the functions of all genes.
The sequencing of genomes and expressed sequences can assist in the identification of the position of genes and metabolic due to the characteristic of interest. The integration of these strategies throuhg the development of bioinformatics programs will allow the identification of new genes of zootechnical interest.Thus breeding programs will benefit from the inclusion os information obtained directly from DNA in the evaluation of the genetic merit of the breeding stock.
 SUMÁRIO 
1. Resumo ........................................................................................2
2. Introdução .............................................................................................3
3. Identificação de Genes ........................................................................6
4. Conclusão.............................................................................................10
5. REFERÊNCIAS......................................................................................11
6. Conclusão..............................................................................................12 
 
INTRODUÇÃO 
A biotecnologia tem sido empregada na produção de bens e serviços por meio do uso organismo vivos ou partes deles. Diversas atividades que vêm sendo realizadas pelo seres humanos há milhares de anos, como na produção de alimentos fermentados ( pão ,vinho , iogurte , cerveja etc.), são ex. de emprego da biotecnologia , A partir da descoberta as estruturas do DNA por Watson e Crick em 1953 a tecnologia do DNA recombinante , na década de 1970 que a biotecnologia moderna tem sido empregada para designar o uso de informação genética obtida diretamente do DNA.
Na produção animal a biotecnologia pode ser empregada para aumentar a produção de alimentos , a eficiência dos sistemas de produção , a qualidade dos produtos de origem animal e a sustentabilidade do sistema . Alguns exemplos dos produtos comercialmente disponíveis e que foram gerados com emprego de técnicas biotecnológicas são hormônios de crescimento bovino , empregado para aumentar a produção de leite , vacinas recombinantes para a prevenção de doenças em bovinos , suínos , ovinos , e aves , testes genéticos de DNA utilizados na seleção de animais com genótipos superiores em programas de melhoramento.
A biotecnologia animal por meio de abordagem de diferentes técnicas de análise de informação contida no DNA para aplicações junto aos programas de melhoramento genético das espécies de interesse zootécnico, tais como bovinos , suínos , aves , entre outras.
Melhoramento Genético Animal 
Foi no século XX que a produção animal deixou de ser uma atividade apenas de subsistência e extrativista para ser conduzida como uma atividade comercial.
Deu-se então aos programas de melhoramento das raças de bovinos, suínos, aves , ovinos , caprinos e entre outros . Os programas de melhoramento aperfeiçoaram a produtividade bem como o potencial adaptativo das espécies de interesse econômico, sem conhecer os genes individualmente e o mecanismo molecular a eles associados.
Apesar dos ganhos observados em diversas características ( por exemplos ,ganho de peso , produção de leite , e de carne , ovos) a estimativa do potencial genético baseado exclusivamente no fenótipo do animal apresenta algumas limitações, como rendimento de carcaça e de partes e quantidade de gordura corporal sem abater o animal .
Biotecnologia Animal 
Identificação de Genes de interesse zootécnicos
O principal objetivo da análise do DNA em espécies de animais domésticos tem sido a dissecção do numero da arquitetura genética da característica de interesse econômico determinando o número de genes e contribuição de cada um na expressão do fenótipo. Esse objetivo , no entanto , não tem sido facilmente alcançado, especialmente porque as característica de interesse são de natureza quantitativa, ou seja controlada por vários genes , cada um contribuindo com uma parcela para fenótipo , 
Três estratégias principais têm sido utilizadas para identificar genes de interesse: mapeamento de QTL , Genes candidatos e sequenciamento de DNA e MRNA , incluindo com uma expressão gênica.
Aplicações da Biotecnologia animal no Melhoramento
A genômica vem contribuindo para o avanço da Biotecnologia animal desde a década de 1990 . O exemplo mais marcante dessa contribuição foi demostrando com gene halotano na suinocultura , que está associado a uma maior disposição de músculo da carcaça , com maior produção de carne O teste para a identificação dos animais livres dessa síndrome era feito com o uso do anestésico halotano , por um método trabalhoso e que não permitia diferenciar os animais homozigóticos normais dos portadores da mutação na população . A identificação da mutação causal dessa condição permitiu o desenvolvimento de um teste genético simples eu permite a partir de uma amostra de pelo animal, identificar os indivíduos normais, heterozigóticos e recessivos , facilitando o estabelecimentode linhagens livres dessa mutação.Hoje praticamente todos os suínos em programas de melhoramento são testados. , que resulta que as proteínas não funcionais que levam a um aumento significativo da massa muscular do animal do peso ao nascimento e da eficiência alimentar , ou seja um aumento da massa muscular.
O teste para identificação dos animais livres dessa síndrome era feito com ouso de abnestesico halotano por um método trabalhoso e que não permitia diferenciar os animais homozigóticos normais dos portadores da mutação na população . A identificação da mutação causal dessa condição permitiu o desenvolvimento de um teste genético simples que permite a partir de uma amostra de pelo do animal identificar os indivíduos normais , heterozigóticos e recessivos , facilitando o estabelecimento de linhagens livres dessa mutação , todos os suínos são testados para essa mutação.
Contribuindo para o avanço da Biotecnologia animal desde a década de 1990 , o mais marcante dessa contribuição foi a demonstração de gene halotano na suinocultura que está associado a uma maior deposição de musculo na carcaça.
Apesar de diversos resultados relacionados a genômica em bovinos de corte serem ainda experimentais , diversos testes comerciais de DNA vem sendo disponibilizados no mercado para a avaliação de qualidade de carne , que pode ser mencionados as testes genéticos para a maciez da empresa.
Muitos têm sido os esforços para aumentar a eficiência reprodutiva do rebanho bovino brasileiro, caracterizador por baixas taxas de prenhes e altas taxas de mortalidade dos embriões. Características reprodutivas permitem a seleção de animais precoces, possibilitando maior intensidade de seleção e, consequentemente, maior eficiência do sistema produtivo. Em Nelore , por exemplo os bezerros nascem com a vaca apresentando entre 2,5-3,0 anos de vida , uma desvantagem em relação aos dois anos das raças europeias . No Brasil existem animais afetados com a capacidade genética , mais que são afetadas pela condições ambientais distintas de alimentação e manejo , dificultando a sua seleção .Avaliação genética de muitas características de reprodução é difícil de ser realizada acuradamente .
Alem disso , a herdabilidade das características associadas à fertilidade é considerada de baixa (entre 2% e 15% )Apesar de estudos recentes em Nelore revelaram alta herdabilidade para precocidade sexual .
As duas características tem sido utilizadas na tentativa de associar marcadores moleculares com características de fertilidade mapeamento de QTL e GENES candidatos ( taxa de ovulação Múltipla), GENE Codificam Hormônios liberam Gonadotrofinas .O gene leptina tem sido associados com características relacionadas a reprodução por codificar um hormônio que participa da regulação do metabolismo energético , comportamento no consumo de alimentos e reprodução em muitos animais, além de participar de outros eventos, inclusive a puberdade. È considerado um gene candidato por sua conhecida relação com massa de tecido adiposo no corpo e puberdade. Os níveis de Leptina no sangue estão relacionados com os níveis de gordura corporal do animal: pré-púberes desnutridos não entram na puberdade até que sejam nutridos corretamente da mesma forma , vacas ciclando param de ciclar quando enfrentam períodos de desnutrição extremos. Portanto , a proteína codificada a partir do Gene Leptina age como fator do sistema de reprodução .Polimorfismos nesse gene poderiam influenciar a regulação do metabolismo e afetar o ganho de peso , e essas mutações poderiam ser utilizadas em programas de melhoramento genético . Algumas mutações nesse gene já foram identificadas em bovinos e estudo de expressão deste genica também indicaram uma associação entre a alta expressão deste gene com a baixa expressão de receptor NPY e a ativação da puberdade precoce. Mas até o momento , nenhum marcador molecular foi desenvolvidos para permitir a seleção por genotipagem visando à precocidade sexual.
As pesquisas tem sido conduzidas com finalidade de refinar a localização de um QTL previamente identificado por meio de mapeamento fino em aves , utilizaram oito marcadores microssatélites adicionais localizados no GGA1 para o mapeamento fins numa amostra de 314 aves .Dei adiante do exposto , as diversas estratégias tem permitido uma melhor compreensão do complexo sistema biológico envolvido desde a concepção até a expressão do fenótipo final dos animais de produção.
Perspectivas
A biotecnologia animal, pelo emprego de marcadores moleculares , tem possibilitado que os programas de melhoramento genético de animais de produção comercial usufruam das tecnologias já desenvolvidas. Dessa forma, novas fontes de informação molecular vêm sendo estabelecidas para o mapeamento de QTL , incluindo o sequenciamento do genoma, o qual facilitará ainda mais a identificação dos alelos específicos e favoráveis ao melhoramento genético. Associada a esse cenário , a seleção genômica também já é uma realidade , pois painéis de SNP vem sendo desenvolvidas para promover a genotipagem em larga escala. A empresa Illumina já disponibiliza um painel com 800 mil SNP para bovinos e de 60 SNP para aves. 
O rápido progresso no descobrimento de padrões de variação genética que podem predizer o desempenho animal pode , portanto , ser separado apartir de esforços internacionais e nacionais . Os painéis de SNP devem promover uma revolução na ganômica animal, por permitirem a varredura do genoma para milhares de SNP ao mesmo tempo, a um custo menor e de maneira mais rápida , comparado ao que vem sendo feito hoje com o uso de microssatélites. 
Dessa forma,será possível a inclusão não apenas da informação de um ou poucos SNP que apresentem associação com diversas características que se tenha interesse em melhorar, por apresentarem algum grau de correlação genética . Essa é uma visão mais ampla do complexo sistema biológico envolvido no estabelecimento de padrões fenotípicos , tais como maior produção de carne, de leite, de ovos , entre outros.
Assim, associada á seleção genômica , a tendência será a aplicação da estratégia de biologia de sistemas no melhoramento animal. A biologia de sistemas surgiu a partir dos resultados de sucesso das estratégias genômicas , como resultado da biotecnologia animal , e tem como objetivo desenvolver métodos estatísticos e analíticos capazes de associar todas as informações obtidas a partir de genômica , biologia computacional , química, espectrometria de massa, entre outras.
Finalmente , a seleção genômica e a biologia de sistemas associadas as estratégias clássicas de melhoramento de seleção fenotípica e genotipagem deverão resultar em uma aplicação mais abrangente das ferramentas de analise do DNA, RNA , proteínas em melhoramento genético animal. 
Conclusão :
Biotecnologia, animais, pecuária, melhoramento genético
A competição pelo mercado de biotecnologia na área animal exige que as empresas façam investimentos significativos em pesquisa para desenvolver produtos, que incrementem a produção e gerem animais que sejam capazes de produzir proteínas terapêuticas, modelos de estudos para doenças humanas e fornecedores de órgãos para os seres humanos.
Essas pesquisas utilizam ferramentas genéticas que foram desenvolvidas pela tecnologia do DNA recombinante e da transgênese.
Produção animal
Há séculos, produtores têm realizado seleção artificial em várias raças e linhagens de animais domésticos, a fim de aumentar a frequência de genes favoráveis economicamente.
No entanto, quando o objetivo é a obtenção de mudanças mais drásticas no potencial genético, a exemplo da mudança da base alimentar (pasto x grãos) ou dos requerimentos de mercado (redução de gordura), os produtores lançam mão de estratégias de substituição de raças ou cruzamentos, transferindo genes de uma população para outra, dentro de uma mesma espécie.
Esse tipo de seleção é lenta, pois tem que respeitar o intervalo de gerações, ou seja, a idade média dos pais na época da procriação. No caso dos bovinos, que têm um intervalo degeração de quatro anos, um programa de melhoramento tradicional envolve décadas de trabalho e pode não alcançar os seus objetivos.
A seleção assistida usando testes de DNA permite verificar, imediatamente após o nascimento, se os genes de interesse foram eliminados ou adicionados. Então, há a certeza da obtenção das características de interesse daquele animal e só é preciso que ele chegue à idade adulta para transferir tais características para os seus filhos – pelas técnicas clássicas de transferência de embriões ou pela clonagem.
Na Europa e nos Estados Unidos, esses testes estão sendo usados para eliminar o gene que confere à carne suína uma aparência pálida e aquosa.
Clonagem
A clonagem ainda não é usada no melhoramento animal, pois é um procedimento demorado e altamente ineficiente. O primeiro mamífero clonado por meio de células de um doador adulto foi a ovelha Dolly, em fevereiro de 1997.
A técnica constitui na transferência nuclear de duas células. A célula receptora, normalmente um óvulo não fertilizado, e a doadora, com o seu núcleo do indivíduo a ser clonado, são fundidas e implantadas em uma mãe de aluguel.
Clones de bovinos, equinos, suínos e caprinos estão sendo anunciados com frequência pela mídia. No Brasil, o Dr. Rodolfi Rumpf, em 2001, foi o primeiro a conseguir a clonagem de bovinos quando nasceu “Vitória”, pela técnica de transferência nuclear.
Vacinas
Animais sadios produzem mais carne, leite e derivados. A vacinação é uma das medidas mais importantes em saúde animal, pois além de mantê-los sãos, elimina o risco de transmissão de doenças (zoonoses) para os homens.
O estado de imunidade pode ser obtido por meio de variados tipos de vacinas, baseadas em microrganismos vivos enfraquecidos ou mortos e comercialmente disponíveis.
Vacinas utilizando a tecnologia do DNA recombinante são alternativas às vacinas tradicionais e já existem muitas sendo comercializadas e outras tantas sendo testadas. Tais vacinas podem ser desenvolvidas eliminando ou destruindo genes do que causa a doença ou de suas subunidades (proteínas).
Tratamentos, suplementos e novos kits de diagnóstico
Medicamentos como antibióticos e anti-inflamatórios são também produzidos pela tecnologia do DNA recombinante. Bactérias que vivem no intestino do homem e de animais são utilizadas como biorreatores e produzem esses fármacos com qualidade e quantidade superiores à metodologia clássica, além de serem produzidas a um preço inferior.
Um dos primeiros suplementos, derivado de um organismo geneticamente modificado, produzido por bactérias para a utilização na produção animal foi a somatrotofina bovina (BST), um hormônio produzido no cérebro e que é responsável pelo crescimento dos bezerros, com um papel relevante na produção do leite em vacas em aleitamento.
Atualmente, os kits de diagnóstico – usando produtos derivados da engenharia genética ou usando a Reação de Polimerase em Cadeia (PCR) – permitem a detecção da doença em seu estágio inicial ou possibilitam eliminar os animais doentes e reduzir os efeitos nefastos das epidemias.
Referências:
Disponível em http://www.animalgenome.org/QTLdb/catle.html acesso 21.set.2010
Disponível em http://www.cnpsa.embrapa.br/genomafrango/html 
Disponível em http://www.gazetadigital.com.br
Disponível em HTTP:/www.bovinegenome.org
ADAMS, M.D.etal. Complemetary DNA sequencing: expressend sequence tags and human genome
 Project.Sci
ALFONSO , L.Use of meta-analysis to combine candidate gene association studies: application to study the relationship between the esR Pvull polymorphism and sow litller size. Genetics Selection Evolution, v37,p417-35,2005.
AMBO , M.eat ai. Genetic Lonkage maps of chiken chromosomes 6,7,8,11 and 13 from Brazilian resource population . Scientia Agricola,v65,p447-52,2008.
BAI , Q.et al, Develompment of a porcine skeletal muscle cDNA microarray: analysis of diferencial transcript expression. In phenotypically distinct muscles .BMC Genomics , v.4,p8,2003.
BARESNSE, W.DNA markers for meat tenderness. Patent WO02064820.2001
Disponível em 
Recebido em 27.9.2010 e aceito em 30.9.2010