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↪ Em genética a palavra portador se refere à indivíduos que são heterozigotos para traços ligados a doenças (geralmente as doenças manifestam de forma recessiva). ↪ Indivíduo portador: quando a característica manifesta em recessivo, ou seja, o traço letal é recessivo esse indivíduo tende a ser não possuidor do fenótipo letal na condição de heterozigoto. Nesse caso, se o gene letal é recessivo e o indivíduo é heterozigoto, o alelo dominante tem um efeito chamado protetor, ele impede a manifestação do traço de letalidade. O indivíduo que é heterozigoto chama-se portador, já o indivíduo afetado é aquele homozigoto para o traço letal. ↪ Genes letais podem ser dominante, entretanto a manifestação desse traço ocorre de forma homozigoto (AA). ↪ Para fugir do efeito de genes letais é importante que a gente possa ter uma população geneticamente variada, ou uma condição para heterozigose, porque o heterozigoto pode ser portador mais não afetado. Dentro da genética animal o valor genético é dado em relação a homozigose, quanto mais homozigoto for um indivíduo maior é a chance dele transmitir uma alelo de uma geração para outra (se o indivíduo é AA ele vai transmitir A para os filhos em 100% de chance). Entretanto quando a gente pensa em genes letais, quanto mais heterozigoto o nosso rebanho menor é a chance de transmissão de genes de manifestação e transmissão de alelos letais. ↪ Genes letais são aqueles que quando estão presentes em um grupo animal pode levar o indivíduo à morte quando ele se manifesta de forma homozigota. ↪ Genética tem um efeito chamado pleiotropia (fenômeno em que um par de genes alelos condiciona o aparecimento de várias características no mesmo organismo). O gene Ay está ligado a coloração. Quando o animal é branco ele morre, existem manifestações de genes letais que ocorrem após a puberdade, o organismo do indivíduo se desenvolve bem até chegar a indução dos hormônios gonadotróficos (hormônios que são produzidos pelas gônadas que vem logo após a puberdade) quando esses hormônios aflora no corpo do indivíduo ele morre. Histórico Genes letais/deletérios ↪ Genes letais devem ser classificados de acordo com seu potencial de letalidade, em muitos casos eles podem ser chamados também de genes deletérios (quando esse Gene em algum caso provoca algum tipo de doença e diminui fertilidade ou capacidade de adaptações que esses animais possuem ao efeito do ambiente, ou seja, esses genes de alguma forma afeta a vida do indivíduo podendo também levá-lo a uma condição de morte). Mutações ↪Genes letais surgem através de mutações. Mutações podem surgir de acordo com o que o nosso DNA se duplica, nossas células estão continuadamente se dividindo podendo então aumentar a chance de que ocorra mutações. Nós podemos adquirir mutações de ordem de replicação de DNA ou de fatores ambientais, mas geralmente elas acontecem em maior intensidade na linhagem celular germinativa, ou seja, elas afetam os gametas. Nesse caso o nosso organismo não é afetado por ela, mas nós podemos transmitir de uma geração para outra essa linhagem multada. ↪ Então mutações podem acontecer de forma germinativa, mas podem também em alguns casos aconteceram de forma somática afetarem as células do nosso organismo e nós mesmo sofremos com ela. Essa célula que sofreu esse evento de mutação passa a ser chamada neoplasta, dá origem a uma neoplasia, um novo tipo celular que agora apresenta uma constituição genética nova. ↪ Neoplasias podem evoluir para processos carcinogênicos. É muito comum, por exemplo, no câncer de pele a exposição a uma fonte de radiação como sol, radiação ultravioleta provocar mutações no DNA das células epiteliais dando origem a neoplasia celulares. Essas neoplasias podem perder o controle da divisão celular e começar a se dividir de forma descontrolada. Esses tumores podem ser benignos quando ele cresce para o exterior do corpo, e podem ser malignos quando eles têm o crescimento negativo e passam a crescer para o interior, alcançando vasos sanguíneos podendo cair na corrente sanguínea e se instalar em qualquer outro local do organismo. Causa das mutações Figura: Uma mutação a cada 1x10^6. Essa faixa pode variar dependendo do ambiente que está inserido. ↪ Radiações excitantes geralmente provocam um efeito indireto, enquanto radiações ionizantes provocam efeitos diretos a molécula de DNA, provocando danos que refletem a mutações, e essas mutações podem ser letais ao indivíduo. ↪ A luz ultra-violeta pode excitar moléculas de água e moléculas de água excitadas ganham energia, a água é a principal fonte de lligação que a molécula de DNA possui, e quando essa molécula de água sofre o efeito de excitação o potencial dessas mutações aumenta. ↪ Mutação é normal dentro da frequência de 1:10^6, é chamada mutações vasais. Nosso organismo sofre mutações constantemente, geralmente essas são provocadas por processos de divisão celular, aonde essas mutações ocorrem de forma espontânea. Essas mutações espontâneas não podem ser evitadas pelo nosso organismo e acontecendo dentro dessa faixa (1:10^6) são consideradas normais. Nosso DNA tolera mutações, sem essas mutações não haveria evolução. ↪ O DNA possui a propriedade plasticidade (o fato do nosso DNA sofrer mutações espontâneas e ainda sobreviver a elas). O acúmulo de mutações espontâneas gera um efeito “colateral” no nosso organismo, e nós percebemos esse efeito ele é chamado envelhecimento, esse efeito é em resposta ao acúmulo de mutações. ↪ O ambiente tem propriedade mutagênica, dependendo do ambiente que está, está exposto ao maior ou menor risco. ↪ A taxa de mutações das bactérias chega a 1 mutação a cada 300 bases nitrogenadas que o DNA possui. A chance é bem maior do que a nossa eucarionte porque bactérias não possuem mecanismos de variabilidade genética ligados a reprodução sexuada, assim elas estão expostas ao efeito ambiental com uma intensidade maior que os mamíferos, fazendo com que a sua taxa de mutação seja maior. Mas nesse organismo isso é desejado porque se ele não possui mecanismos de variabilidade genética ele expõe o seu DNA para provocar essa variação, assim se uma bactéria em uma colônia de bilhões de células receber uma mutação chamada benéfica ela pode com passar do tempo continuar se reproduzindo e multiplicando e daqui algum período de tempo ela se torna bilhões novamente, as outras que tiveram mutações deletérias são eliminadas. Essa bactéria que teve a mutação benéfica ela replica rapidamente o DNA porque a bactéria percebe que ela consegue sobreviver naquele meio agressivo. Classificação das mutações ↪ Mutações gênicas são aquelas que ocorrem em genes individuais, geralmente provocada pela substituição, adição ou deleção de uma base nitrogenada no DNA. ↪ As bases nitrogenadas que formam o DNA são: adenina, timina, guanina e citosina. ↪ Basta a substituição de uma base. Temos próximo a 4,6 bilhões de bases nitrogenadas, basta uma delas mudar a que a gente possa sofrer uma mutação em um gene específico. ↪ Mutações cromossômicas geralmente afetam a estrutura e o número de cromossomos, afetam dezenas ou centenas de genes ao mesmo tempo, as mais comuns são mutações que afetam genes, e nós mesmos sofremos com elas. Mutações gênicas ↪ Mutações provocam alterações genéticas chamadas pontuais, porque elas não fazem parte do nosso genoma em essência (nós nascemos com um genoma e ele sofre mutação). E essas mutações pontuais podem gerar problemas também pontuais, eles acontecem enquanto aquela célula existir, nenhuma célula do nosso corpo sobrevive durante toda nossa vida, existem ciclos de renovação e esse ciclo de renovação podem fazer com o efeito dessa mutação apareça e desaparece, isso só aconteceem mutações somáticas, nas germinativas não (elas acontecem e ficam no gameta). ↪ A adenina foi substituída por uma timina (mutação de substituição de base), há uma troca de nucleotídeos dentre uma fita e outra. Qual é a implicação disso para molécula de RNA? o RNA é transcrito do DNA, então aonde tem C é colocado um G no RNA, aonde tem T é colocado A, aonde tem G substitui para G. No DNA que sofreu a mutação a presença dessa adenina substitui a base nitrogenada por uracila, antes timina transcreve adenina, agora adenina transcreve uracila. ↪ Na proteína a informação GAG é uma informação que codiciona um aminoácido glutamato, enquanto GUG condiciona o aminoácido valina. Isso afeta as nossas células humanas, animais em geral, condicionando um traço chamado células falciformes, isso acontece em uma proteína chamada glicoforina que é uma proteína importante para a formação da forma das células, principalmente das hemácias (é circunferência achatada). Quando ocorre a substituição de um único nucleotídeo, de uma única base nitrogenada, essa única substituição de glutamato por valina faz com que o formato da hemácia seja um formato falciforme. Uma hemácia normal consegue levar tantas moléculas de oxigênio e gás carbônico uma célula falciforme tem uma quantidade consegue levar uma quantidade menor, esse traço é chamado anemia falciforme condicionado a uma mutação de uma única base nitrogenada as células humanas. O traço falciforme pode ser percebido em pessoas normais, que não tem uma mutação reconhecida, e por uma linhagem celular e tende a ser eliminada com passar do tempo. Ele pode ser institutivos aonde a pessoa nasce com essa mutação, assim suas células possuem o traço falciforme durante toda a vida desse indivíduo. Se por acaso esse indivíduo entrar com processos de doenças ligados à redução da contagem de hemácias ele pode ter um risco de vida muito grande (por exemplo a dengue). Tipos de mutações Mutações por substituição ↪ Mutação silenciosa é aquela que pode acontecer na molécula de DNA levando a troca de bases nitrogenadas mas não mudando o aminoácido em si. Tem uma mudança de base, o DNA sofre essa alteração mas o efeito dela é inexistente. ↪ O mecanismo de replicação funciona através de código, a cada três letrinhas no DNA nós temos uma informação codificada para aminoácido, só que existem alguns aminoácidos que são codificados por mais de um código. Existem o caso, por exemplo, da leucina que é um aminoácido que possui quatro códigos distintos, esses códigos é dado o nome de Códon. Uma leucina representa três letrinhas no DNA (CTT, CTC, CTA, CTG), uma mutação silenciosa seria por exemplo a substituição de T para C (CTC,CTC), não acontece nada com a proteína porque CTT e CTC codificam o mesmo aminoácido. Isso significa que uma mutação acontece mas não apresenta efeito sobre o fenótipo. Um exemplo é a anemia falciforme, uma letra mudada pode mudar a proteína, o aminoácido é substituído Essas mutações podem ser também chamadas de sem sentido. ↪Ela tende a surgir um códon de parada. Uma mutação sem sentido é aquela que determina a parada da construção da proteína, ou seja, é uma mutação que ganha uma finalização da produção dessa proteína. Isso significa que o indivíduo pode nem conseguir produzir a proteína, ele ganhou uma mutação que determina o fim do processo de síntese proteica. Percebemos isso com o adoecimento, nós podemos deixar de produzir anticorpos, temos os genes mas nós não somos resistentes a doença porque uma mutação fez que os anticorpos nem sequer sejam produzidos, nós tentamos produzir o anticorpo só que a célula não consegue produzir por um efeito de rotação em sentido, ele ganhou um códon de finalização e a proteína não pode mais ser produzida. Mutação por deleção ↪A informação Genética é deletada e nesse caso há uma perda de informação. Mutação por inserção ↪ Um aumento, um acréscimo de informação na molécula de DNA, podendo também gerar uma mutação do tipo sem sentido, ganhou a parada na síntese do aminoácido. ↪ Com a inserção da uracila deu origem a parada da síntese do aminoácido, daquele aminoácido não pode mais ser produzido, ou seja, mutação sem sentido. ↪ Quando a mutação acontece com uma única base nitrogenada elas são categorizados como mutações de um único nucleotídeo. ↪ Essas mutações em um único polimorfismo podem se transformar em olimorfismo. Qual é a diferença entre uma mutação e um polimorfismo? mutação é esporádico, ela é vista em um indivíduo, agora uma mutação no mesmo local, no mesmo nucleotídeo ela já tende a ser polimórfica. ↪ Polimorfismo é uma mutação que ocorre em uma frequência populacional mínima de 1%. Isso significa que 1% da população sofreram a mesma mutação, no mesmo local, na mesma base nitrogenada, essa mutação chama-se polimorfismo. ↪ Mutações de um único nucleotídeo que ocorrem vários indivíduos ao mesmo tempo, ou seja, polimórficas são chamadas polimorfismo de nucleotídeo único, ou de polimorfismos de um único nucleotídeo (SNP).. Pesquisar: Qual a relação entre SNP e produção animal? ↪ O traço letal geralmente ocorre em consequência de uma mutação, podendo acontecer no indivíduo que porta esse gene letal. Nesse caso, tem a mutação chamada somática, essas mutações somáticas afetam o organismo do indivíduo que é afetado por ela. Essa mutação também pode ser de linhagem germinativa, ela ocorre em um determinado organismo em sua viagem celular germinativa, e passa depois aos processos de gametogênese, podendo entrar no gameta que vai fecundar a próxima geração, nesse caso tem um princípio de herança essa mutação. ↪ Mutações somáticas não são transmitidas para a próxima geração, somente as mutações que ocorrem na linhagem germinativa. ↪ Essas mutações ocorrem na molécula de DNA sendo a mais comum mutações em nucleotídeos únicos (são do tipo substituição, podem ser também do tipo de inserção “DNA aumenta” e deleção “diminuir o tamanho do DNA”). ↪ Os organismos animais toleram bem eventos de substituição, mas mutações do tipo deleção são muito prejudiciais para o organismo. Essas mutações elas podem ser da ordem de cromossomo: Mutação cromossômicas ↪ Cromossomos também podem ter fragmentos deletados, invertido duplicados ou translocado, muito semelhante à base nitrogenada. ↪ Tanto para bases nitrogenadas quanto para cromossomo, a deleção é um evento extremamente nocivo ao genoma. Na translocação existem dois cromossomos. ↪ No par 21 encontra-se um novo cromossomo. Organismos podem ter alterações de Síndrome de Down quando a contagem de cromossomos para suas células analisadas é de 100% apresentando a trissomia do cromossomo 21. ↪ Essa contagem pode estar em mosaicismo, mosaico se refere a um quebra-cabeça na qual o indivíduo pode ter variação celular que apresenta ou não esse cromossomo 21 adicional, ou seja, pode ser que o indivíduo tem 50% de células em contagem cromossômica normal e 50% de células com a contagem cromossômica alterada para o adicional, nesse caso tem um evento chamado variante de Sindrome de Down. ↪ Não é só 50%, pode ser 1% de células somáticas enquanto 99% de células normais, e etc. ↪ Já perceberam o nascimento de animais com fenótipo sugestivo para síndrome de Down, mas esses animais não são portadores, o termo Síndrome de Down é dado a uma síndrome cromossômica humana, os demais animais podem ter alterações crânio-faciais semelhantes a síndrome de Down mas neles não envolvem deficiência intelectual ou má formação da musculatura cardíaca. ↪ Entretanto animais podem apresentar mutações cromossômicas. ↪ Quando a mutação que ocorre em um indivíduo é germinativa e é transferida para os filhos, nos filhos essa mutação será constitutiva. Essamutação vai estar presente no zigoto, e o zigoto vai começar a se dividir formar o organismo do filho, toda linhagem celular dele vai ter essa mutação, é tanto somático quanto germinativo, ela estará presente em todas as células do organismo. ↪ Mutações de ordem cromossômicas pode afetar a vida da célula e as células tendem a ser eliminadas. Um exemplo de alteração cromossômica que afeta os animais de produção bovino é a translocação entre o cromossomo 1 e 29. Bovino tem 30 pares de cromossomos e quando 1 e 29 se fundem esses cromossomos passam a formar uma nova estrutura cromossômica, não há prejuízo de genes (não perdem material genético) entretanto traz um efeito na fertilidade do animal. Como o fenótipo não é perceptível com essas alterações de translocação nossa animais de produção, os produtores tendem a negligenciar essas alterações, mas elas afetam animal a nível fisiológico. Nos animais de companhia essas alterações cromossômicas estão envolvidas com processos cancerígenos. Classificação de genes letais: ↪ Genes sub-letais podem afetar Equino e condicionar esses animais o traço de morte súbita. ↪ Genes semi-letais podem diminuir o efeito do sistema imunológico, se o animal entra em contato com um agente patológico logo no momento que os genes estão diminuindo o efeito do sistema de defesa a doença nesse animal pode levá-lo a morte. ↪ Em equinos de cor branca existe uma condição genética letal, esse sistema de cor branca pode apresentar o traço de letal obrigatório quando esse animal possui um gene chamado White em homozigose. Todo equino branco que existe é heterozigoto para este gene, é Ww. O W confere a cor branca, já a homozigose desses genes confere um efeito letal obrigatório. ↪ Se tem um animal Branco ele é heterozigoto, isso significa que a cor branca não é uma cor pura dentro dos equinos, ela é uma cor híbrida, porque ele necessita de heterozigoto para que o animal sobrevive. ↪ Lembrando que o animal branco é diferente do animal albino, albino é uma outra mutação chamada semi-letal, ela pode provocar nesse animal um aumento de susceptibilidade a adoecimento fazendo com que ele possa morrer em consequência de doenças, não dá alteração albinista.. ↪ Se manifesta em homozigose. ↪ Quando o indivíduo é portador desse gene ele não produz essa enzima. ↪ Pirimidina são as bases nitrogenadas: adenina e guanina. Essas pirimidinas são imprescindíveis na construção do DNA e RNA, essas bases nitrogenadas fazem parte do DNA e RNA. Isso significa que se esse animal for homozigoto para essa deficiência, ele não consegue nem desenvolver o processo embrionário. Se esse animal passa para heterozigoto ele consegue sobreviver de forma normal, mas eles podem ter prejuízos durante processos, como a lactação. ↪ Como esse animal tem um prejuízo da síntese de bases nitrogenadas, e ele é heterozigoto ele tem uma parte do seu genes defeituosos e a outra não, ele herda um do pai ou da mãe defeituoso e outro não, esse que não apresenta essa mutação consegue suprir as necessidades de sobrevivência do indivíduo (mas por exemplo, durante a lactação ele passa por dois problemas: a lactação ocorre aonde o leite é produzido na glândula mamária através de células alveolares, essas células tendem a ser reconstruídas diariamente durante a lactação e para reconstruir essas células necessita de divisão celular mitose, a mitose necessita da replicação de DNA. Então esse indivíduo pode ter esse processo mais lento porque agora ele conta com uma única cópia desse gênero o outro não produz). ↪ Mas esses indivíduos podem também secretar ácido orótico no leite e na urina, responsável por um sabor diferenciado no leite e esse sabor diferenciado não é bom. Esse resíduo de ácido orótico vem do defeito da construção da proteína Uridina monofosfato e que passa a ser excretado no leite porque as células alveolares estão se proliferando rapidamente para dar conta do produto e os genes que são defeituosos nesses casos estão produzindo ao invés de origina o ácido orótico no lugar e dando um gosto muito ruim ao leite e não deve comercializado. ↪ Se manifestam em homozigose e ela passa ser semi letal em heterozigose, porque o ácido orótico pode acumular no animal levando esse animal a ter deficiência renal, os rins deixam de funcionar e ele pode morrer em consequência. Só manifesta em homozigose. Se ela manifesta de forma recessiva esse animal pode receber esse gene e ter um dominante e o gene dominante vai impedir o efeito letal obrigatório desse gene. Esse animal em vez de afetado será portador, entretanto ele vai apresentar alterações morfológicas como baixo peso ao nascimento encurtamento da coluna vertebral e tóracica e má-formação cardíaca em alguns casos. ↪ Ocorre em homozigose. Se é heterozigoto tem o traço mas não vai morrer em consequência disso. ↪ Existem vacas acondroplásicas que vivem após a puberdade porque era heterozigota. Padrões de herança ↪ As alterações genéticas que afetam os animais ela se distribuem através de um padrão de herança. ↪ As alterações podem estar em cromossomos autossomicos (dentro da ↪Constituição cromossômica tem dois tipos de cromossomos: os autossômicos “todos que não são sexuais” e os sexuais “x e y”. ↪ Quando uma doença está ligado ao cromossomo autossômico, quando doença é autossômica, o sexo que o indivíduo apresenta não interessa, ela se distribui igualmente em masculino e feminino. ↪ Para dominante não tem o portador, porque ou é afetado ou normal, considerando que o dominante indica a doença. ↪ As doenças podem ter um padrão de herança ligada ao cromossomo x, nesse caso homens e mulheres se comportam de formas distintas, geralmente a chance de um homem ser afetado por essa doença é maior do que as mulheres. O exemplo mais tradicional da genética é a hemofilia e o daltonismo, elas apresentam genes ligados ao x e a mulher tem dois cromossomos x, é heterozigota (onde um é normal e outro afetado), e a doença é recessiva. A mulher vai transmitir 50% de chance, se tiver filha e esse x for um gene defeituoso ela pode receber o x normal do pai e não ter daltonismo. Se essa mulher tem filho ela tem 50% de chance de passar doença para o filho, porque como ela tem dois x e o filho só tem um e esse x obrigatoriamente veio da mãe. Se ela tem os dois x afetados obrigatoriamente todos os filhos será afetado também, porque do pai o filho só recebe o y. ↪ Uma filha daltônica obrigatoriamente o pai tem que ser daltônico, porque o x dele tem que estar afetado também para ser homozigoto. ↪ Doenças podem ser poligênicas ou multifatoriais, isso significa que elas estão ligadas a vários genes presentes em vários cromossomos. Nesse caso a herança dessas doenças é impossível de ser dita, se é autossômica ou sexual, então chama ela de poligênica. ↪ Multifatorial é quando essa doença poligênica sofre grande influência do fator ambiental, ou seja, elas são quantitativas. Pode ter um animal em condição de sobrevivência desde que evite certos ambientes. Exemplos de doenças multifatoriais: doenças cardíacas, etc. Obesidade são doenças ligadas a condições multifatoriais, evita a obesidade evitando a prática do componente ambiental. Detecção de genes deletérios ↪ Sintomáticos tem como exemplo uridina monofosfato, um dos sintomas é a eliminação de ácido orótico no leite e na urina. Para os animais que são assintomáticos pode utilizar tecnologia baseada em DNA e essas tecnologias podem ser baseadas em análise de marcadores moleculares. ↪ Pedigree é o histórico do animal, informação do pai e da mãe do animal e etc, é esse conjunto de informação de fenótipo. ↪ Se incluir marcadores moleculares na história, o Pedigree associado a marcadores moleculares,ou seja, avô, pai foi genotipado (ter o fenótipo identificado), não tem mais uma análise de Pedigree, tem uma análise genealógica, o histórico familiar desse animal foi acompanhado com marcador molecular. ↪ Esses marcadores moleculares são capazes de reconhecer e permitir que a gente possa em uma análise de Pedigree identificar os animais que são portadores de traços ligados a doenças. É representado isso em um heredograma: ↪ No Brasil para todo animal registrado em Associação deve ser feito o teste de paternidade, é o primeiro marcador molecular. Figura os principais m. moleculares que existem no Brasil ↪ Isoenzimas e RFLP já não são utilizados mais por serem baixo impacto de sucesso. PCR e outros derivados e sequenciamento SNP são os mais comuns. ↪ Existe o método citogenético de investigação das alterações cromossômicas. Nós podemos estar expostos a agentes físicos, químicos, ou biológicos e nesse caso podemos estar induzindo alterações nos nossos cromossomos. As técnicas de citogenética nos animais de produção são utilizados para cães e gatos em tratamentos de câncer. ↪ Genotipagem e a identificação do genótipo pode ser feito também com o uso de microarranjos de SNP.
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