Prueba de progenie para detectar GRI

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Unidad 1: Introducción a la genética aplicada y tipos de herencia
Tema 3. Prueba de progenie para detectar animales portadores de genes recesivos indeseables
Objetivo Específico: Indicar la forma de probar que un animal es o no portador de un gen recesivo indeseable
Aspectos generales: es una prueba para detectar genes recesivos indeseables, pero está dirigida a genes de dominancia completa ¿por qué? Porque los genes de dominancia incompleta, como en el caso de la acondroplastia tipo 1, tenemos la facilidad que el individuo heterocigoto presenta un fenotipo diferente al homocigoto recesivo o dominante.
Recordando: Acondroplasia tipo 1: es un gen pseudodominante.
En homocigosis es letal… homocigoto dominante (DD) “bulldog”
Para fenotipo pata cortas (Dd) es dominante… heterocigoto “dexter”
Para patas largas (dd) es recesivo… homocigoto recesivo “kerry”
Es decir, esta prueba está indicada para efectos de un gen indeseable que sea recesivo como la criptorquidia, si decimos que necesitamos detectar el gen de la criptorquidia y necesitamos un gen de dominancia completa, pasa que los individuos heterocigotos no van a tener criptorquidia, van a tener un fenotipo normal pero son portadores y van transmitir a la descendencia. O sea que si la descendencia se cruza con otro portador, va a haber la probabilidad de tener un criptorquido.
Recordando
Penetrancia: Se refiere al porcentaje de individuos de un una población que muestra realmente el fenotipo asociado a ese genotipo.
Dominancia incompleta: Los efectos de ambos alelos de un locus particular originan un fenotipo distinto en el heterocigoto, es decir que muestra un fenotipo cuantitativamente (si bien no exactamente) intermedio entre los fenotipos homocigotos correspondientes.
¿Cómo determinar si una anormalidad es de origen genético?
1. No todo defecto o anormalidad de nacimiento es de origen genético, pueden ser de origen ambiental (sanitario, nutricional, etc.). Por ejemplo, hay casos de brucelosis que se presentan deformaciones a nivel de las articulaciones y se puede confundir con la artrogriposis que si es de origen genético, entonces hay que investigar en la especie y raza si hay antecedentes para saber si la anomalía es de origen genético o no.
2. Ver cuál es la incidencia de esa anomalía y ver si esa incidencia está en un grupo de individuos emparentados, es decir si un grupo de medio hermanos/as están presentando la misma anomalía. Ahí se puede orientar que el origen es genético.
3. Ver cuál es la incidencia de esas poblaciones con niveles de consanguinidad alto. Es decir que si tenemos una población donde la consanguinidad es alta (no necesariamente hay que calcular, pero si el toro no se rota desde hace 5 años ya debe estar preñando a sus hijas, por ejemplo) aumenta la incidencia de estos genes indeseables.
4. Descartar si la anormalidad apareció en condiciones ambientales diferentes. Es decir que si está apareciendo una anormalidad en una finca en diferentes años, épocas, con suplementaciones diferentes y manejo diferentes, uno podría sospechar que es de origen genético. A veces también hay intoxicaciones que dan malformaciones y confundirse.
Aspectos Generales de la Prueba 
· Lo que trata es de identificar los individuos portadores, pero eso es complejo porque tenemos múltiples anomalías de origen genético causadas por genes recesivos. Entonces podemos hacerla por un gen a la vez desde el punto de vista teórico, porque desde el punto de vista práctico es casi imposible que en un rebaño comercial se llegue.
· Se deben hacer pruebas de comprobación:
· Tienen que ser planificadas, si queremos someter a un toro a prueba si está libre o no de un defecto genético tenemos que planificar y observar sus crías.
· El individuo a probar tiene que ser joven, viejo no es práctico porque ya no vale la pena.
· Generalmente limitadas a machos.
· La eliminación de hembras portadoras generalmente es un dilema desde el punto de vista económico, desde el punto de vista teórico si se detecta una hembra portadora lo ideal es eliminarla.
Fundamento Teórico de esta prueba: es un estudio probabilístico donde se mide la probabilidad de fallar en detectar al padre heterocigoto (o portador) de un gen indeseable. 
¿Desde el punto de vista matemático como se detecta?
S: es la probabilidad de falla, es decir la probabilidad de que no se produzca el homocigoto recesivo (aa), porque ahí es donde estoy fallando en detectar al individuo. Sn= P
P: es la probabilidad del error, como todo experimento tiene esa probabilidad y hay que calcularla.
Sn: n es el número de descendientes necesarios para yo determinar esa probabilidad. Si queremos calcular el número de descendientes necesarios para probar un toro, va a depender del este es un simpe despeje de potencias, se está despejando una potencia.
¿Cómo calcular el P del error?
Las probabilidades de trabajan en escala de 0 a 1. Hay 2 maneras: directo donde nos da el % del error o de manera indirecta donde nos da el % de la confiabilidad (1- P error) donde hay que buscar el P del error.
Directo: para obtener 5% de error en la prueba, la probabilidad del error seria: 5/100 = 0.05, es decir se divide entre 100 y la probabilidad de P error es 0,05 y es el número que se va a meter en la formula anterior donde dice log P. Esa es la probabilidad. Si metemos el 5% va a estar errado.
Indirecta: para obtener un 99% de confiabilidad, el porcentaje de error seria 1% (100 - 99) y la probabilidad de error = seria 1 / 100 = 0.01.
¿Dónde hay más confiabilidad? En el ejemplo de abajo, porque la probabilidad del error se acerca más a 0.
Tipos de prueba: hay varios tipos y van a depender de que con que hembra voy a aparear este macho. Entonces siempre vamos a tener una incógnita, esta incógnita es el toro porque es una prueba dirigida a macho. Nosotros tenemos un toro que fenotípicamente es normal, no sabemos si posee el gen indeseable o no, su genotipo lo vamos a trabajar así como una incógnita ¿__? Y a través de los ejercicios vamos a calcular la probabilidad del número de hembra y descendientes que necesita. 
Vamos a tener diferentes tipos de hembra: 
· Uníparas:
1. si trabajamos con hembra homocigota recesiva (aa) la probabilidad va a ser diferente si trabajamos con
2. hembras portadoras conocidas (Aa) que ya tienen el genotipo, 
3. o si trabajamos con sus propias hijas o hijas de un portador conocido (AA y Aa) tenemos dos genotipos, entonces ya la probabilidad de fallo o apareamiento varía. 
4. O si trabajamos con hembras al azar (A_), quiere decir fenotípicamente normal y no sabemos que genotipo.
· Multíparas: casi son las mismas pruebas
1. Con homocigotas recesivas (aa)
2. Con hijas de un portador (AA y Aa)
3. Con hembras al azar (Aa)
También se puede con sus propias hijas pero prácticamente va a dar los mismos resultados porque son las mismas fórmulas.
Pruebas para Uníparas.
1. Con homocigotas recesivas (aa)
Problema: Macho de Fenotipo normal con Genotipo desconocido A_ , lo vamos a aparear con hembras homocigotas recesivas (aa). 
Entonces la frecuencia fenotípica de este apareamiento va a ser 50% normal y 50% enfermos
O la Frecuencia genotípica 50% Aa y 50% aa 1:1
¿Cuál es la probabilidad de fallo (S) aquí? En cuales animales yo puedo fallar que el animal es portador, en el 50% del genotipo “Aa” del macho porque es la incógnita. 
En este caso que se trabaja con homocigotas recesivas S va a ser 0.5, entonces (0.5)n = P
Y P dependerá de lo que nos diga el problema, ejemplo un error de 5%
Se redondea a 5 para mayor seguridad para el productor y porque no existen “0.32 crías”
Se puede complicar en el examen porque debemos estar claros de que defecto genético, porque si por ejemplo nos dicen un defecto genético que está ligado al sexo como criptorquidia, en lugar de 5 crías (machos y hembras) son 5 crías machos por lo que vamos a necesitar hacer el apareamiento no con 5 vacas (si es 100% de preñez) sino con el doble de las vacas porque el porcentaje de nacimientos (al azar) es 0.50 hembras y 0.50 machos.
Ventajas: la principales que con este tipo de hembras se necesitan muy pocas crías y por lo tanto pocas hembras para el apareamiento.
Es la más específica para un defecto específico.
Desventaja: hay defectos genéticos que hacen inviable al individuo desde el punto de vista reproductivo, entonces conseguir una hembra con este genotipo apta para preñarse es poco probable. Se puede usar para criptorquidia, pero otros defectos genéticos como paladar hendido (genes letales y semiletales) son poco probables ese tipo de hembras.
Específica para probar un defecto a la vez
2. Con portadoras conocidas (Aa): el problema siempre va a ser el mismo, o sea con un macho desconocido. En este caso yo sé que esta hembra porta el gen por alguna otra prueba que se le realizo o historial.
FF: 75% normal y 25% enfermo
FG: 25% AA, 50% Aa y 25 % aa 3:1
¿Cuál es la probabilidad de fallo (S) aquí? En cuales animales yo puedo fallar que el animal es portador, en el 75% de las crías normales porque no veo cual es o donde está el que porta o no el GRI, porque en el otro 25% se expresa fenotípicamente. Entonces aquí S va a ser (0.75)n = P
· Con un error de 5%: 
· Con un error de 1%: , (o 17 crías también está bueno)
Ventajas: útil en caracteres o defectos que no afectan la viabilidad de las hembras
Desventajas: se necesita un mayor núm. de hijos a observar para conseguir la misma confiabilidad de cuando se utilizan hembras homocigotas recesivas. Con la confiabilidad de 95% se necesitaban 5 crías en el tipo anterior y con este se necesitan 11 crías para evaluar.
La efectividad de esta prueba depende de encontrar a las portadoras conocidas, es decir que para haber tenido esas 11 crías, se necesitaban 20 vacas portadoras conocidas (dependiendo del % de preñez).
3. Con sus propias hijas o hijas de portador conocido: en este caso el macho se va a aparear con dos tipos de hembra: homocigoto dominante y portadoras, asumiendo que la probabilidad es ½ para cada uno esos son los genotipos posibles para cada apareamiento:
A_ x AA = AA AA Aa Aa
A_ x Aa = AA Aa Aa aa
FF: 7/8 normales (probabilidad de fallo) y 1/8 enfermo (por ser homocigoto recesivo).
Entonces aquí S va a ser (0.875)n = P, porque 7/8 es 0.875 siempre
· Con un error de 5%: 
Ventajas: no es necesario mantener hembras especiales (aa)
Cuando se aparea con sus propias hijas se chequea para todos los genes recesivos a la vez
Desventajas: se necesita el doble de apareamientos para llegar a la misma probabilidad que cuando se utilizan portadoras conocidas (Aa) 
La edad del padre es muy avanzada para el momento en que sus nietos puedan ser observados el defecto.
4. Con al azar (A__): sabemos que las hembras en esta prueba son normales fenotípicamente. A_ x A_ 
En este caso la probabilidad de fallo es (1 – 0.5q)n = P, q viene dada por el alelo recesivo que si la podemos calcular si conocemos H en la población, por lo que en el ejercicio nos pueden dar H, Q o P y tenemos que saber llegar a q minúscula.
Con un error de 5% y frecuencia del alelo recesivo de 0.01: (1 – (0.5 * 0.01))n = P -> (0.995)n = P
Cada tipo aumento el núm. de crías, la idea es que estas pruebas se hagan en estaciones experimentales, centro de investigación donde conserven este tipo de hembras y vaya el productor y diga que quiere probar el valor genético y detectar los defectos.
Nota:
Las 4 formulas se pueden memorizar y alguna de las 4 es la que se va a aplicar
La dificultad en el error so dos vías no hay mucha más dificultad
Donde se puede complicar es al calcular H Q o P
Y también se complica en los tipos de defectos, porque si es un gen ligado al sexo necesitan el doble número de crías.
Ventajas: no importa el tipo de hembra, no es necesario gastos de mantenimiento de hembras especiales porque son hembras al azar.
Desventajas: conocer la frecuencia de q en la población de hembras, pero si se puede llegar a conocer.
El número de apareamientos depende de la frecuencia del gen deletéreo. A medida que la frecuencia del gen es más baja necesitamos mayor número de ¿?.
Pruebas para Pluríparas. 
Son básicamente iguales
1. Con homocigotas recesivas (aa): son iguales a las de uníparas.
2. 2. Con hijas de un portador (AA y Aa): aquí la diferencia es que vamos a buscar por tamaño de camada
Sn=P -> (0.5 + 0.5 (0.75)k)m = P
k : número de crías por servicio (tamaño de camada)
m : número de hembras servidas (número de camadas)
n : k*m
Aquí lo que vamos a calcular es m, o sea el número de camadas
Entonces, n= k*m = 5 * 10 = 50 crías.
Y si en el ejercicio dice que la camada es de 10, se calcula del núm. de crías que es multiplicar k*m
A medida que k (camada) es mayor la probabilidad de fallo es menor.
Las k camada más comunes que hay que aprenderse son la 8, 10 y 12
En Resumen: A medida que la prueba tiene un margen de error más bajo, más alto es el número de crías
Si la frecuencia del alelo (q) es baja, también va subir el número de crías a evaluar
Puede que en el ejercicio nos den p, entonces sacamos q = p-1. O también P, H o Q, calculamos q