Biotecnologia Animal

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Biotec animal – meta 8,2 – prova 2 – fé no pai 
Pequenos Animais
Cães e gatos
A biotecnologia de nutrição animal está auxiliando na adição de valor em dietas funcionais e nutracêuticas para cães e gatos, assim como aumentando as margens dos fabricantes, qualidade de vida do animal e prevenção e o tratamento de doenças. O Brasil é o terceiro maior exportador de ração no mundo, perdendo apenas para EUA e China. 
Alimentos funcionais: são aqueles que causam efeitos benéficos a saúde quando consumidos com regularidade 
Alimentos nutracêuticos: suplementos dietéticos que fornecem de forma concentrada um agente bioativo de um alimento, usado em dosagens que excedem aquelas obtidas no alimento. Ex: vitaminas.
*microarray mostrou 1.665 genes diferente expressos no tecido de cães com aumento de peso, alterando o metabolismo, estresse oxidativo, homeostasia mitocondrial e matriz extra celular.*
Biotecnologia na reprodução animal
Não tem objetivo de reprodução em larga escala mas sim em proteger a extinção de caninos e felinos selvagens (lobo-guará; Lince ibérico), reprodução para modelos experimentais para estudo de obesidade, diabetes e câncer, terapia celular, os cães possuem banco de sêmen para comercialização e os gatos participam da comercialização de embriões criopreservados. 
As diferenças entre cães e gatos nessa situação é consequência da fisiologia reprodutiva e dos gametas, sendo por isso a reprodução mais avançada nos gatos. 
As cadelas possuem uma gestação de 63 dias e são monoéstricas (período de inativação sexual dentro do ciclo), o oócito é ovulado no início da primeira divisão meiótica. Não respondem a superovulação. Já a clonagem é uma alternativa para a reprodução, obtenção de embriões através da transferência nuclear, tendo um obstáculo que são as falhas no cultivo e na criopreservação dos embriões. 
As gatas são poliéstricas estacionais, com atividade nos dias de maior luminosidade, possuem ovulação reflexa, 24-48h após cópula e liberação de LH, os oócitos são ovulados em metástase II. Usadas na biotecnologia para criopreservação dos embriões e transferência nuclear para produzir clones. 
Saúde Animal
Na biotecnologia da saúde animal as proteínas de fase aguda (APP) são uma classe de proteínas produzidas no fígado induzido por citocinas, cuja a concentração plasmática aumenta (positivo) ou diminui (negativas) a sua concentração, por isso são usada como biomarcados de inflamação, trauma ou infecção o que ajuda para diagnostico em pequenos e grandes animais. Também são usados para avaliar a resposta sistêmica do sistema imune inato e no diagnóstico e prodiagnóstico na resposta a terapia celular de monitorização. As APP+ aumentam a concentração de proteína C-reativa, amiloide sérico A, haptoglobina, a1-glicoproteína ácida, ceruloplasmina e fibrogênio. Já as APP- diminuem a concentração de albumina e transferrina. 
Marcadores moleculares em equinos
Os cavalos são usados desde trabalho no campo até a esportes terrestre, possuem diferentes raças e são bastante valiosas, são valorizados como indivíduos e selecionados de acordo com a sua performance, isto é, de acordo com fatores fisiológicos e reprodutivos. 
Projeto genoma equino – 1 miçhão de SNPs, possuindo um banco de cados de SNPs por cromossomos. 
Marcadores moleculares na reprodução equina
Tem cerca de 1000 genes que participam do desenvolvimento sexual que hoje podem ser usados para biotécnicas da reprodução, crisp3 – proteína do plasma seminal; spata1 – proteína associada a espermatogênese; inhba – controla a secreção de fsh, controlando a espermatogênese, é também um potencial marcados para a detecção precoce de problemas de fertilidade em jovens garanhões.
Biomarcadores aplicados a clínica de equinos 
Estudo da múltipla interação genica em características complexas, como potencial na investigação, diagnóstico e tratamento de doenças, estratégias com intuito de reduzir a prevalência de doenças associadas a alelos, preservando então a diversidade genética e condicionamento físico geral. Um exemplo prático é um estudo que de 11 mutações identificadas descobriu causarem 10 síndromes clinicas, o que possibilitou o teste de diagnóstico comercial que facilita a identificação de portadores, donfirma o diagnóstico e casos clínicos e ainda ajuda na gestão dos alelos no melhoramento genético da população. 
Algumas síndromes 
- Epidermólise Bolhosa Juncional -JEB: uma doenças autossômica recessiva dermatológica, ocorre por causa de uma inserção de citosina no gene LAMC2 em ECA5 que acaba codificando um stop códon e por uma deleção de 6589pb nos exons 24-27 do gene LAMA3 e ECA8. A doença é caracterizada pela falta da produção de laminina, uma proteína basal heterotrimérica que faz a adesão entre as camadas da pele e da derme, causando áreas de mucosa e tegumento desprovidas de epitélio e com graves ulcerações. 
- Melanoma: acomete cavalos de pelagem tordilha, que é herdada em um padrão autossômico dominante como homozigotos mostrando mais rápido e completo branqueamento e maior incidência de melanoma. É causada pela duplicação do introm 6 do gene syntaxin-17 no ECA25, pode causar metástases nos glânglios linfáticos, fígado, pulmão, baço e músculo. É possível realizar um programa de melhoramento genético minimizando a geração de homozigotos. 
- Síndrome do Potro Lavanda: acomete os cavalos da raça Árabe, onde os potros afetados apresentam uma disfunção neurológica progressiva causada pela deleção de uma única base no gene da miosina 5ª em ECA1, é autossômica recessiva. Os portadores apresentam características como a pelagem numa coloração branca (lavanda), flexão dorsal da cabeça e pescoço, convulsões, hiperestesia e decúbito. 
Alguns marcadores de cor de pelagem
A pelagem pode ser simples, composta ou conjugada. 
A presença de manchas brancas é considerada uma característica complexa, resultado de aberrações no desenvolvimento de melanócitos, a combinação de alelos em vários locus podem interagir, é impossível prever o genótipo do animal com base no fenótipo.
Biomarcadores de performance esportiva
Força e composição muscular, metabolismo muscular e tolerância ao exercício, biogênese mitocondrial, capacidade hemodinâmica e de metabolismo aeróbico, tendão e ligamento, mente e motivação. 
Genes responsáveis pela oxidação de ac graxos, o aumento da sensibilidade à insulina e da força muscular ACSS1 (acil-coa sintetase membro da família de cadeira curta 1) ACTA1 (actina, alfa1), ACTN2 (actina, alfa 2), ADHFE1 (álcool desidrogenase, contendo ferro, 1) MTFR1 (regulador fissão mitocondrial 1) PDK4 (quinase piruvato desidrogenase, isoenzima 4) TNC (tenascina C). 
PGC-1A (peroxisome profilerator-activated receptor-c coativador 1a): fator crítico na adaptação do músculo esquelético ao exercício, agindo através do controle da transcrição de genes de angiogênese, oxidação de ácidos graxos, fosforilação oxidativa, biogênese mitocondrial e tipo de fibra muscular, levando ao aumento da capacidade oxidativa e maior resistência à fadiga. 
Aplicação de diagnóstico molecular em equinos
Biomarcadores: performance em cavalos atletas, característica reprodutivas, cor da pelagem, doenças hereditárias. DNA livre fetal (ccffDNA): diagnóstico pré-natal não invasivo. 
Biotecnologia aplicada a caprinos e ovinos. 
As cabras fazem parte dos caprinos, são animais dóceis e de fácil manejo, exigentes em relação a qualidade e quantidade da alimentação, e se adaptam a qualquer clima. 
As raças são melhoradas conforme a sua produtividade, ou seja, cabras para produção de carnes de alta qualidade são as das raças Boer e Anglonubiana, para leite as raças Saanen e Alpina e ainda tem as de qualidade mista que não são boas nem na produção de leite e na de carne, normalmente compradas para o pequeno agricultor que são as raças Anglonubiana e Mambrina. 
O leite da cabra é mais magro e possui mais cálcio que o leite bovino assim como também tem menos açucares e possui semelhança na quantidade de proteínas e vitaminas, leva cerca de 40 min para ser absorvido e é mais parecido com o leitematerno já que é alcalino. 
Relação entre as raças de leite Alpina x Saanen 
Ambas são originarias da suíça e são melhores produtores de leite, a raça alpina tem diferentes padrões de pelagem enquanto a pelagem da Saanen é preferencialmente branca. 
Já a caprinocultura para corte se destaca pela qualidade nutritiva em virtude dos baixos teores de colesterol, calorias e gorduras de cobertura e intramuscular. Tem um sabor característico, maciez e suculência. 
Esses animais também fornecem um subproduto que é a pele que são bastante valorizadas no mercado pela elasticidade, resistência e textura. 
São usadas para corte as raças Boer e Anglonubiana, a boer é originária da africa e a anglonubiana da Inglaterra, a boer possui uma pelagem branca no corpo e a cabeça com uma pelagem vermelha ou escura, e possui estacionalidade reprodutiva enquanto a anglonubiana são extremamente rústicas e surgiram do cruzamento com cabras asiáticas, e além disso possuem dupla aptidão, isso é produzem muito bem leite e carne. 
No Brasil ainda é necessário investir no melhoramento genético de raças, na assistência técnica aos produtores, cooperativismo, e desenvolvimento da agroindústria, para isso é possível usar da extensão rural, mobilização social e algumas políticas publicas. 
Ovinocultura 
As ovelhas são domesticadas pelo homem para alimentação, consumo de carne e leite e o uso da lã, se adapta a diferentes climas, relevos e vegetação. 
A ovinocultura está marcando maior presença nos países asiáticos porém ainda se tem um consumo dessa carne limitado, o que por sua vez torna um grande desafio elevar o consumo do produto. 
O Brasil pode se beneficiar do incremento da oferta de animais jovens para abate, do fortalecimento da cadeia produtiva através da organização de produtores. As principais raças para produção de carne no brasil são: suffolk, Hampshire down, ile de france, texel, poll dorset, santa inês, morada nova e bergamácia. Já para produção de lã: merino australiano e ileal. E que possuem dupla aptidão são as raças corriedale, romney marsh e border leicster. 
A raça merino australiana, usada para produção de lã pelo fato da lã ser de excelente qualidade e ter elevado valor econômico, destinada a fabricação de tecidos finas, e a raça ideal possui uma lã fina de alto rendimento industrial. 
A raça dorper usada para corte, pelo fato do ganho de peso rápido e ter uma caracaça de maior rendimento enquanto a raça santa inês também usada para corte tem uma alta resistência aos parasitas e aproveitam com grande eficiência as forrageiras menos nobres. 
A biotecnologia de ovinos e caprinos pode ser relacionada reprodução, clonagem, transgênese – biorreatores e a marcadores moleculares. 
Biotecnologia de reprodução
Tem como objetivo o melhoramento genético, incremento da produção, reprodução de genética de alta qualidade, produção de fêmeas em rebanhos leiteiros, comercialização de embriões e beneficiamento da transgenese e clonagem.
O brasil ainda utiliza de sistemas de criação tradicionais, isso traz um problema na eficiência reprodutiva do rebanho, para melhor isso pode ser incrementada com a adequação e emprego de biotécnicas de reprodução assistida mas para isso p brasil precisa aumentar a sua produção para que assim seja aumentada a seleção diferencial e que haja o encurtamento dos intervalos de geração assim como o aumento da produção no numero de descendentes dos animais de elevado mérito genético. 
Os caprinos e os ovinos são usados por causa da sua estacionalidade reprodutiva, prolificidade e curto período gestacional. A temporada reprodutiva ocorre no outono onde podem ser feito os processos de sincronização e indução de estro em cabras e ovelhas inseminação artificial, transferência de embriões, produção in vitro de embriões, criopreservação, congelamento e sexagem de sêmen. 
As vantagens de se ter a biotecnologia de reprodução com os caprinos e ouvinos é por causa do uso maximizado de reprodutores, sincronização de partos e lotes homogêneos que facilita o manejo sanitário e nutricional, programação de acasalamento, uso eficiente de inseminação artificial e transferência de embriões, diminuição no intervalo de partos e um maior numero de partos durante a vida reprodutiva do animal. 
Reprodução in vitro de embriões (PIV): tem objetivo de obter um elevado número de embriões a partir de uma única doadora após as etapas de estimulação ovariana e fecundação e coleta/transferência embrionária. Mas tem algumas limitantes como a variabilidade da resposta superovulatória e os procedimentos cirúrgicos para a coleta e transferência dos embriões que é feita com o animal de cabeça para baixo de modo que os órgão desçam para o diafragma e o útero e os ovários fiquem livres. 
Criopreservação de embriões – vitrificação; ocorre a coleta de oócitos por aspiração folicular e então a maturação in vivo. 
Transgênese: os animais são gerado por ferramentas de biomol e biotécnicas reprodutivas com o objetivo de usa-los como biorreatores para proteínas recombinantes de interesse farmacêutico e também podem ser servir de biofábricas na produção em larga escala de proteínas expressas nos fluidos corporais. A aplicação da transgênese em caprinos está voltada para a produção de medicamentos para humanos e para produção de carne e leite. 
Clonagem: Dolly, primeiro animal clonado em 97 foi usado o núcleo da glândula mamaria de uma ovelha de 6 anos. 
Biomarcadores: usados para a prolificidade e fertilidade, produção de leite, qualidade das carnes e patologias. Podem proporcionar informações de identidade, paternidade, valor genético e desempenho individual. 
Biotecnologia aplicada a Suinocultura
O brasil 2012 produziu 3.49 milhões de toneladas de carne suína, porém por essa demanda enfrenta alguns problemas como de infraestrutura, necessidade de inovação em segurança alimentar, ambiental e do bem-estar animal, também tem problemas no transporte, nas doenças. Algumas estratégias para melhorar esse cenário incluem aceleração no melhoramento genético, ou seja, diminuir os intervalos de geração, baratear o custo a longo prazo e investir em medicamento para cuidar de animais doentes, aditivos, e em métodos de controle usuais. 
Genética quantitativa 
MAI (introgressão assistida por marcadores): é a inclusão de genes de uma raça ou linhagem em outra. Objetiva incorporar uma região específica do genoma de uma população doadora ao genoma de uma população receptora. Sendo a PR amplamente superior a PD e a PD tendo apenas alguns genes ou regiões de interesse. A cruzamento entre as populações e a F0 é retrocruzada com a PR, e durante os cruzamentos os marcadores são usados para identificar o alelo que está sendo introgredido. 
Ex: alelo dominante para a cor branca presente no loco1 do cromossomo.
Arge Whithe (PD) x Duroc (PR) = Large Duroc. 
MAS (seleção assistida por marcadores): visa aumentar a frequência de genes ou QTLs favoráveis. Tem objetivo de usar o genótipo de um major gene ou de marcadores ligados a uma determinada característica para melhorar a resposta a seleção dentro das linhagens ou seja aumentar a frequência de genótipos desejáveis e reduzir a frequência de genótipos indesejáveis. 
As vantagens de usar essa técnica são devido a acurácia que aumenta na predição de valores genéticos, aumento da intensidade de seleção, maior velocidade e marcadores moleculares. Porém tem desvantagens como o alto custo, as possíveis perdas em outras características e a inconsistência dos efeitos do marcador entre as linhagens.
Características reprodutivas
Tamanho e peso de leitegada são as principais características reprodutivas, o que pode ser bom para o produtor já que se aumentar o número de leitões por porca haverá um maior retorno econômico. (lixosos) 
Gene HAL: uma mutação no cromossomo 6 do porco no nucleotídeo 1843 que aumenta o teor da carne magra e PSE e PSS. 
PSS: animais não tem capacidade de se adaptar ao estresse, por isso que o gene HAL também é chamado de gene do estresse suíno. 
HAL: é herdada também apartir de um único locus e há doisalelos (N normar e n mutante).
Pode ser NN normal; Nn portador; nn mutante. PCR e digestão enzimática é usado para diagnóstico. 
GWAS – genome-wide association study 
Avalia milhares de SNPs ao mesmo tempo. 
CNV – copy number variation: marcador molecular baseado na inserção ou deleção de uma determinada região genômica entre indivíduos de uma mesma espécie. 
Os transgênicos de suínos são usados para estudos biomédicos, xenotransplantes, produção de proteínas recombinantes – sêmen, clonagem – reprogramação nuclear – epigenética. 
Xenotransplantes: o porco é mais semelhante fisiologicamente ao humano, os órgãos com tamanho semelhante aos dos humanos, ciclos reprodutivos curtos e proles grandes o que é benefício para o estudo, assim como o crescimento rápido, métodos transgênicos bem estabelecidos e já usado para consumo humano o que gera menos problemas éticos. 
Minipigs: ideiais por serem pequenos, de fácil manipulação, ter um baixo custo e nocaute aGal. 
Hoje usa-se xenotransplantes para o transplante de ilhotas pancreáticas para portadores de diabetes. 
Empresas de Biotecnologia Animal
Serviços: reprodução: clonagem, FIV e inseminação. Genotipagem: genes específicos e paternidade. Células tronco: adiposas e derivadas. 
Limitantes: certificações e legislação, falta de insumos. ,ercado de baixo custo, pouco conhecimento da sociedade. 
Potencial: mercado extremamente alto, mão de obra qualificada e pesquisa avançada. 
Microarray
O principio da técnica se baseia na hibridização por complementariedade das moléculas de acido nucleico que ocorre entre a sonda depositada na lamina e o seu RNAm correspondente, transformando em cDNA, extraído das amostras a serem analisadas e comparadas. Os microarranjos, em alusão ao componente eletrônico que carrega milhões de transistores, são laminas sólidas nas quais fragmentos de DNA de fita simples, denominados sondas, são depositados e imobilizados de forma ordenada e em áreas específicas, chamadas de spots, cada spots possuem milhões de cópias de um único transcrito e são marcadas com fluroforos, quando tem uma hibridização entre a sonda e a molécula irá resultar em um aumento na fluorscencia. Os dados podem ser analisados por uma variedade de métodos de bioinfo. 
Se aplica o uso de microarrays em analises de expressão genica e de mutações pontuais. Assim como houve uma expansão para a farmacologia, diagnóstico de doenças infecciosas e genéticas e na área forense.