4-MARCADORES-MOLECULARES-2019

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Fac. Cs. Agropecuarias UNC
Ingeniería Zootecnista
Mejoramiento Animal II
UTILIZACIÓN DE MARCADORES 
MOLECULARES PARA LA SELECCIÓN DE 
ANIMALES Y SU USO EN LOS PROGRAMAS 
DE MEJORA GENÉTICA
MODELO ANIMAL
F = (AaBbCc) + Ambiente
El Mejoramiento Animal
F = G + E 
Cambio genético = (intensidad x herencia)
I G
Objetivo: Obtener un animal con características deseables para 
mejorar la media poblacional
Población
Observaciones del 
carácter
mediciones
Selección
Merito Genético
Apareamiento
diferencial
Progenie
Control de rendimientos 
F = (AaBbCc) + Ambiente
• El valor genético verdadero de los animales es 
siempre desconocido.
Lo estimamos o predecimos. 
• Polimorfismo (poly=muchas, morphos=forma) viene del 
griego y significa aproximadamente “muchas formas”. 
• En biología, una especie polimórfica es aquélla 
que se caracteriza por
la presencia de diferentes 
formas o tipos de caracteres 
en organismos individuales
o entre organismos 
b
Continuamente descifra la identidad y la tasa de
ensamble proteico
Transmite la información genética durante
la reproducción 
Recordando el ADN
C
A
R
A
C
T
E
R
Genoma
• El genoma es el conjunto de genes contenidos en los cromosomas, lo que puede 
interpretarse como la totalidad del material genético que posee un organismo o 
una especie en particular.
• El genoma de los mamíferos (incluyendo humanos y especies ganaderas) consta de 
alrededor de 3 mil millones de bases nucleotídicas y entre 20 a 25 mil genes
Mapear y secuenciar el genoma
A- Construcción de mapa físico y genético
B- Determinar la secuencia de todos los caracteres 
con un 99% de fiabilidad
C- Determinar y localizar variaciones del DNA 
(polimorfismos)
D- Localizar todos los genes
E- Establecer las funciones de los genes y otras 
partes del genoma
Mapa Genómico
Es la representación lineal de los sitios genómicos 
importantes (genes y marcadores)
APLICACIONES 
ATTGCGAAGCTTATCCGGAGACCATAGACCCAGGTAAACGATACCATCTGG
CTATACATTACGCCGAGGAGCAATGACCATGACAGGATAACGGATATACCC
AGTGCCTAGCCATATACTCCAGTTAACGTACCATGGACAGATACCGTTAACTG
AACCAGCACCAGTTACCGGACTAAACTTAGCCATTAGGACTAAGCCAGTATA
GGACATGGAACCTTACATGGACGATAGGACCTCCGGCGCTACAGGCTTCGA
CCGTTAGAGCCAGTACAGATAGGACATGGACATCCAGATCCAGATACCATT
GGGCGCTTGCCAGTTCGACCTACGGGATCCATGACAGCACCACAGTACCAG
ATACCGATACCAGTTTACGACATAGGACCCAGATAGATTTCACAGATACCAG
ATCCAGATACCAGGGATTACATACAGATGATAGACAGATTGCCAGACAGAC
TGCGACATGCAGATTACGCTCCAGGAGGAGAGAGGCCATTACTATTACCAT
AGATAGATCCAGAGCGAGAGTCAGATCGAGGATTGGACCAGTTTTTATGCG
CGCTGTCGATGATTCGATACGGATACCATT
PANELES MOLECULARES 
Usos de la información genómica
Selección Genómica
• La selección genómica consiste en estimar la relación que existe entre un
determinado carácter de interés y las distintas regiones del genoma
GENEALOGIA
DATOS 
PROPIOS
PROGENIE
UNA DEPs CONDENSA EN UN 
UNICO VALOR LA 
INFORMACION DE TRES 
FUENTES
Aporte fundamental de la selección genómica.
1- La selección genómica aumenta la precisión de
las evaluaciones genéticas de animales jóvenes. 
2- Los modelos genómicos tienen un ajuste un
20% (de media) mejor que los tradicionales.
Importantes implicaciones.
Progreso genético en Kg de proteína Progreso genético índice de longevidad
2012 2014 2016 2018 2020
año
2012 2014 2016 2018 2020
año
Tradicional
Selección Genómica
K
g
P
R
O
T
E
I
N
A
20
15
10
5
Tradicional
Selección Genómica
115
110
105
100
90
Longevidad: escala 100/10
PROGRESO GENETICO TEORICO AL AUMENTAR LA 
FIABILIDAD CON LA SELECCON GENOMICA
O. González-Recio
Dpto. Mejora Genética Animal, INIA
• CAPACIDAD DE INDIVIDUALIZAR
DNI TRAZABILIDAD
• DETERMINA PARENTESCO
• ORIGEN DE LAS ESPECIES
• ORIGEN RACIAL
BRANGUS
• SAM
TERNEZA
CONDICIONES GENETICAS INDIVIDUOS PORTADORES
• SELECCIÓN GENOMICA (enriquecen las selección genética tradicional)
ATTGCGAAGCTTATCCGGAGACCATAGACCCAGGTAAACGATACCATCTGG
CTATACATTACGCCGAGGAGCAATGACCATGACAGGATAACGGATATACCC
AGTGCCTAGCCATATACTCCAGTTAACGTACCATGGACAGATACCGTTAACTG
AACCAGCACCAGTTACCGGACTAAACTTAGCCATTAGGACTAAGCCAGTATA
GGACATGGAACCTTACATGGACGATAGGACCTCCGGCGCTACAGGCTTCGA
CCGTTAGAGCCAGTACAGATAGGACATGGACATCCAGATCCAGATACCATT
GGGCGCTTGCCAGTTCGACCTACGGGATCCATGACAGCACCACAGTACCAG
ATACCGATACCAGTTTACGACATAGGACCCAGATAGATTTCACAGATACCAG
ATCCAGATACCAGGGATTACATACAGATGATAGACAGATTGCCAGACAGAC
TGCGACATGCAGATTACGCTCCAGGAGGAGAGAGGCCATTACTATTACCAT
AGATAGATCCAGAGCGAGAGTCAGATCGAGGATTGGACCAGTTTTTATGCG
CGCTGTCGATGATTCGATACGGATACCATT
Objetivos para el uso de los Marcadores Moleculares
Los marcadores moleculares y los marcadores 
genéticos
• marcadores moleculares funcionan como señaladores de
diferentes regiones del genoma
• Los marcadores se usan para el mapeo genético, como el
primer paso para encontrar la posición e identidad de un
gen
• Los marcadores moleculares permiten evidenciar
variaciones (polimorfismos) en la secuencia del ADN entre
dos individuos, modifiquen estas o no su fenotipo
• “señalan” tanto regiones codificantes como no-
codificantes del genoma
Los marcadores de ADN pueden ser
clasificados en dos grandes categorías
• ligados 
• directos 
Tipos de marcadores genéticos
• 1. Marcadores morfológicos(forma, color, tamaño o altura)
• 2. Isoenzimas o marcadores de proteínas
• 3. Proteínas de reserva (prolaminas globulinas)
• 4. ADN y marcadores moleculares (grupos sanguíneos)
Marcadores moleculares
• Marcadores del tipo I
Son directos, corresponden a genes que codifican a proteínas y asociados con 
rasgos productivos que causen variación fenotípica.
• Marcadores del tipo II 
Llamados microsatélites, se utiliza para el estudio de poblaciones.
• Marcadores del tipo III
Son los llamados SNP, utilizados para diagnostico de rasgos a nivel productivos y de 
enfermedades genéticas.
Marcadores 
Moleculares
Basados en la
Hibridación del ADN
Basados en la
Amplificación del ADN
Marcadores 
Mixtos
RFLP – Polimorfismo en la
Longitud de fragmentos de
restricción
VNTR - Microsatélites
RAPDs – Fragmentos
polimorficos de ADN
SSR - microsatélites
VNTR - minisatélites
CAPs – digestión de 
Secuencias polimorficas
AFLP – polimorfismo en la
Longitud de fragmentos
amplificados de ADN
MARCADORES MOLECULARES COMO HERRAMIENTA DE 
SELECCIÓN EN EL MEJORAMIENTO ANIMAL
SAM – Selección asistida por Marcadores
(caracteres influenciados por varios genes)
SAG – Selección asistida por genes
(caracteres influenciados por un solo gen)
QTL (locus para características productivas)
SNP (Polimorfismo de nucleótido único)
OBJETIVOS
• Tiene como objeto utilizar las pruebas de ADN como
ayuda complementaria en el mejoramiento genético
• La tipificación genética de un animal permite detectar de
manera precisa las variaciones específicas de ADN que
están asociadas a los efectos mensurables de las variables
económicas de interés
MICROSATELITES
• Los microsatélites (SSR o STR por sus acrónimos en inglés para simple
sequence repeat y short tandem repeat) son secuencias de ADN en las que
un fragmento (cuyo tamaño va desde dos hasta seis pares de bases) se repite
de manera consecutiva.
La variación en el número de repeticiones, y no la secuencia repetida, crea
diferentes alelos.
• Generalmente se encuentran en zonas no codificantes del ADN. Son neutros,
co-dominantes y poseen una alta tasa de mutación, lo que los hace muy
polimórficos.
• Son utilizados como marcadores moleculares en una gran variedad de
aplicaciones en el campo de la genética, como pueden ser parentescos y
estudios de poblaciones. Esto se debe a su capacidad para generar una
huella genética personal o perfil genético.
https://es.wikipedia.org/wiki/ADN
https://es.wikipedia.org/wiki/Alelo
https://es.wikipedia.org/wiki/Mutaci%C3%B3n
https://es.wikipedia.org/wiki/Marcador_molecular
https://es.wikipedia.org/wiki/Gen%C3%A9tica
https://es.wikipedia.org/wiki/Poblaciones
QTL
El QTL es una región cromosómica que ha sido vinculada por métodos estadísticos con 
la segregación de un fenotipo cuantitativo. Esta región puede conteneruno o varios 
genes de relevancia y puede corresponder a polimorfismo en los exones de un gen 
pero también a secuencias reguladoras. Gen y QTL son conceptos diferentes
Los resultados de experimentos de búsqueda de QTL deben ser cautos, Debido a limitaciones de
los diseños experimentales existe un sesgo en el número y magnitud de los efectos de los QTL
reportados. Con la metodología actual solo los QTL de mayor efecto pueden ser detectados,
sesgo que es inversamente proporcional al rigor para fijar niveles de significancia y es mayor
para los efectos de dominancia que para los efectos aditivos. Por eso no deben extraerse
conclusiones definitivas sobre el número de loci que afectan a una variable
SNPS
Un SNP (polimorfismo de un solo nucleótido) es una
variación en la secuencia de ADN que afecta a una
sola base
Se les denomina “snps” y son el tipo de variación 
más frecuente en el ADN, constituyen hasta el 90% 
de todas las variaciones genómicas
SNP = SINGLE NUCLEOTIDE 
POLYMORPHISM
(POLIMOSFISMO DE UN ÚNICO 
NUCLEÓTIDO)
DETECCIÓN
PCR-RFLP
SECUENCIACIÓN DE ADN
Evaluaciones genómicas
Las evaluaciones genómicas consisten en establecer unas “fórmulas” o “ecuaciones de
predicción” mediante las que, a partir de la información que tiene un animal
determinado en cada uno de los miles de SNP considerados, se predice su mérito
genético en cada uno de los caracteres. Las pruebas así obtenidas se denominan valor
genómico “directo”, porque no se basan nada más que en los genotipos de los toros.
Estos valores genómicos directos se incorporan posteriormente en las evaluaciones
genéticas tradicionales aumentando su fiabilidad
Ventajas de la selección genómica
1- La selección genómica implica el uso de un gran numero de marcadores situados a
lo largo del genoma
2- Los SNPs nos van a proporcionar señales de las regiones genómicas asociadas a
caracteres de interés
Usos
. Especies de alto valor económico
. Poca información genealógica o difícil de conseguir
. Caracteres ligados al sexo
. Caracteres de baja heredabilidad
. Caracteres con elevado Intervalo Generacional
Uso de la genómica en los programas de 
mejora
• Control de rendimientos
• Genotipado de animales seleccionados
• Selección de SNPs
• Valoración genómica
-Genoma Completo
-Selección de SNPs
• Difusión de la mejora
Selección Genómica
Control de rendimientos
-Poblaciones con control productivo
Mejora la calidad y el flujo recogido de información
Incorporación de nuevos caracteres
-Poblaciones sin control productivo
1. Organizar un programa de obtención de 
información
2. Mayor esfuerzo económico en fenotipar que en 
genotipar
3. Determinar la importancia relativa del carácter y 
empezar por caracteres mas importantes
Genotipado de animales 
seleccionados
• El genotipado de toda la población es caro 
(150 – 300 Euros /por individuo)
• Actualmente hay mayor genotipado de machos
• En hembras solo individuos usados en la producción 
(Leche)
• Es necesario establecer estrategias de genotipado que 
maximicen el beneficio
Genotipado
Genotipado selectivo de INDIVIDUOS
Solo machos Mejores hembras
Hembras seleccionadas al azar Selección divergente de 
hembras
Genotipado
Genotipado selectivo de SNPs
• SELECCIÓN DE SNPs informativos
- 3000 SNP informativos = fiabilidad Chip Completo
• SELECCIÓN DE SNPs equidistante por imputación
ATCTCTGAAACTGTCGTACGAATCAGCTACGATACCACTT
ATCTCTGTAACTGTCGTACGAATCAGCTACGATACCACAT
Consiste en genotipar un numero reducido de SNP (20 %)
Valoración Genética
• No hay consenso sobre el mejor método
• Aun hay mucho por investigar en este campo
• Preferible
alta capacidad predictiva en la progenie
tener en cuenta efectos aditivos y no 
aditivos
sea flexible y de fácil implementación
Con previa selección de SNPs.
Con el genoma completo.
Diferentes metodologías.
Regresiones bayesianas sobre SNP (Meuwissen et al., 2001). 
G-BLUP (Van Raden et al., 2008; Legarra et al., 2009).
Métodos no-paramétricos (Gianola et al., 2006; Gonzalez-
Recio et al., 2008). 
La doble-musculatura o hipertrofia muscular está controlada en
los bovinos por un gen mayor GDF8. El locus que codifica para
este carácter ha sido denominado con el símbolo mh. La
construcción de mapas físicos como de ligamiento han puesto
de manifiesto que el gen de la miostatina se encuentra en la
misma región del locus mh en el cromosoma 2 bovino
Mutaciones identificadas en la secuencia del gen de miostatina de bovinos.
A) Auto radiografía que señala las mutaciones en la secuencia del gen de miostatina, muestra los 
patrones electroforéticos del control sin mutaciones en la raza Holstein y del gen mutado en las razas 
Belgian Blue y Piedmontese. 
B) Localización de la mutación de miostatina debida a una eliminación de 11 bases en la raza Belgian Blue, 
que presenta un fenotipo de doble musculatura; mientras que un cambio de G por A en la raza 
Piedmontese, le confiere también un fenotipo de doble músculo.
C) Ejemplar de las tres razas. La raza Holstein cuyo gen de miostatina no contiene mutaciones, presenta 
un fenótipo de musculatura normal (Tomado de McPheron y Se Jin-Lee, 1997).
PERFILES PARA CARNE
La terneza de la carne se debe al proceso de maduración
post-mortem realizado, de manera coordinada, por dos
enzimas presentes en los músculos:
La calpaína y la calpastatina.
• La calpaína es una enzima natural calcio-dependiente que fragmenta 
las fibras musculares durante la maduración post-mortem. Es la 
enzima principal de los procesos de maduración, y las variantes más 
activas confieren mayor terneza. 
• La calpastatina, por su parte, es también una enzima natural que 
inhibe la tiernización una vez alcanzado un determinado proceso, 
provocando un efecto antagónico al de la calpaína.
Carácter Terneza en Angus: Calpastatina-Calpaina
Potencial productivo
PERFILES PARA LECHE
• La aplicación y uso de la selección genómica dependerá de la 
especie, la raza y su programa de mejora o conservación.
Diseño especifico y meditado
• Importante tener un buen control de rendimientos.
• Estudio y diseño del plan de genotipado de la población. 
• Valoraciones genómicas: técnicas, fiables y que aprovechen al 
máximo la información de los SNPs.
Para llevar a casa
Muchas gracias
Muchas gracias