BIOTECNOLOGIA REPRODUTIVA E

SUA IMPORTÂNCIA EM GENÉTICA

Juliano daSilveiraPhDinBiomedicalSciences

TÓPICOS• Duasaulas:

• Biotécnicasesuaimportânciagenética

• Determinaçãodosexo

APLICAÇÕES

• Reprodução humana

• Em experimentos envolvendo animais

• Em animais domésticos

Aplicações em Animais Domésticos

• Melhoramentogenético:• Leite• Carne• Resistência• Precocidade

- SanitárioFluxo genético entre paísesEliminação de doenças venéreas

Motivos para a utilização de TRAs• Aumentodoganhogenéticoemummenorintervalodegerações.

• Utilizaçãodegenéticadesejadadeacordocomolocaldacriação.

• Resgatedagenótiposdeinteresse

Técnicas• InseminaçãoArtificial

• Hiperestimulaçãoovarianaetransferênciaembrionária

• Produçãoinvitrodeembriões

• Criopreservaçãodeoócitoseembriões

• Clonagem

Meiose

Mitose

Mitose X Meiose4

Gam

etogenesis

39

1. First meiotic divisionSynaptonemal

complex

Completion ofS - phase

Separation ofhomologouschromosomes

Separation ofchromatids

Spermatids

Spermatozoa

Leptotene Zygotene Pachytene(crossing over)

Diplotene

Primary spermatocyte

Metaphase I Anaphase I Cytokinesis

Secondaryspermatocyte

2. Second meiotic divisionMetaphase II Anaphase II

Metaphase I Anaphase I

Metaphase II Anaphase II

1. First meiotic divisionSynaptonemal

complex

Completion ofS - phase

Leptotene Zygotene Pachytene(crossing over)

Primary oocyte

Primordialfollicle

Oocyte andfollicular growth

Zona pellucida

Oocyte

Polar body

Secondary oocyte

Separationofhomologouschromosomes

2. Second meiotic division

Separationofchromatids

Spermatozoonin zygote Pronuclei

Polar bodies

Vorkerne

Fertilization

Diplotene (arrest)

A: Meiosis in the male A: Meiosis in female

Fig. 4-6: Phases of meiosis in the male (A) and female (B). Courtesy Sinowatz and Rüsse (2007). EssentialsofDomesticAnimalEmbryology,2010

Genética e Evolução

- Esta é a história genotípica e quanto a fenotípica?

- O que interessa no momento da seleção?

- Como resolver estes problemas?

Inseminação Artificial

• 1930-1940foidesenvolvidaerefinadaembovinos

• Estatecnologiatemsidousadaparamelhoraraproduçãoanimal

assimcomoeliminarcertasdoençasvenéreas.

• Estatécnicapodeseraplicadaembovinos,suínos,ovinos,equinos,

peixes,caninosefelinos.

Métodos de coleta

• Vaginaartificial:

• Eletroejaculador:

• Outrosmétodosdecoleta:estimulaçãopeniana

� Método da Vagina Artificial

� Método da Eletro-ejaculação

Coleta de sêmenBiotecnologias da Reprodução (I.A.)

Dr.Ligia Mesquita

Avaliação e utilização do sêmen• Concentração

• Motilidadeprogressiva

• Morfologia

• Armazenamentoparautilizaçãoafrescoouapóscongelamento

Técnica Coleta

Técnica Sexagem21Assisted reproduction technologies

407

Collection of semen from a tomcat requires extensive training and patience, and the presence of a receptive female. Semen can be collected in a tiny artificial vagina customized for rabbits. Alternatively, semen can be collected using electro-ejaculation after sedation. Insemination is intravaginal.

Sex sorting of spermatozoa

Livestock owners have for years sought methods for predetermining and controlling the sex of offspring in their herds for economic reasons. The obvious example is in the dairy industry, where heifer calves are far more valuable than bull calves.

The ability to separate and sort functional sper-matozoa according to whether they carry the X- or the Y-chromosome became a reality in the 1990s, based on their different DNA contents (Fig. 21-2). When stained with the DNA-binding dye Hoechst 33342, X-chromosome-bearing spermatozoa absorb more of the dye than do Y-chromosome-bearing. As a consequence, the X-chromosome-bearing sperma-tozoa will emit more light than will the Y-chromo-some-bearing when excited by a laser in a flow cytometer. In the flow cytometer, this difference is measured extremely rapidly in individual stained spermatozoa, each in its separate micro-droplet formed by pumping the semen sample through a special nozzle at high pressure. An electromagnetic charge (positive, negative, or no charge) is then applied to each micro-droplet depending on the DNA content of the spermatozoon within the droplet, and these can then be directed to one side or the other depending on charge. Furthermore, selection of only viable, membrane-intact sperma-tozoa is made possible by staining with a food dye. Two defined populations of spermatozoa are there-fore achieved after flow cytometric sorting using this method; one vial primarily containing viable X-chromosome-bearing spermatozoa, and another primarily containing viable Y-chromosome-bearing spermatozoa. The method has provided a means of determining the efficacy of any sperm sex-sorting enrichment approach, and is the basis for the sperm sexing system that is now used commercially to pre-determine the sex of offspring in several species,

90 degreedetector

0 degreedetector

Chargingpulse

Highvoltage

F M

Laser

+

+

+

+

–

–

–

–

Computer

Sheathfluid

Fig. 21-2: Sorting of X- and Y-bearing spermatozoa by flow cytometry.

primarily cattle. Flow cytometric sex-sorting of sper-matozoa according to their DNA content is patented and is sub-licensed for mammals (non-human) to XY Inc., through Colorado State University. Species variation in factors such as DNA content and sperm head size make it necessary to optimize sorting con-ditions species by species to achieve acceptable results. In cattle, the sperm sexing efficiency is about 90% in a commercial setting.

MULTIPLE OVULATION AND EMBRYO TRANSFER

It has been the detailed knowledge of embryonic development and reproductive biology that has made it possible to use embryos for commercial

- Baseado na quantidade de material genético.

- O espermatozoide contendo cromossomo X é

mais denso.

- Alguém suspeita qual a razão disto?

EssentialsofDomesticAnimalEmbryology,2010

Cromossomo XY

Inseminação artificial X genética• Sexagem deespermatozoide

• Inseminaçãodediferentesfêmeasindependentedascondiçõesdotouro

• Tecnologias:• Marcadoresmolecularesnaseleçãogenética• SNPs passadosentreasgeraçõesassociadosasqualidadesdesejadaspodemserutilizadosparaselecionartourosdemaiorvalorgenéticoparaacaraterísticadesejada.

Hiperestimulação ovariana e transferência embrionária

• Obtençãodeummaiornúmerodeoóctos pordoadora.

• Podemserutilizadosparaaproduçãoinvitrodeembriões(PIVE)ouparaaproduçãodeembriõesparaatransferênciaembrionária.

Técnica• Controledapopulaçãodefolículos ovarianoscomousodehormônios

• PrimeiroasincronizaçãoedepoisahiperestimulaçãodoováriocomFSH.

• Amesmafêmeapoderáterummaiornúmerodegestaçõesdependendosomentedonúmerodereceptoras disponíveis.

• Técnicapoderáserutilizadaparaultrapassarbarreirasanatómicas(oviduto,útero)seassociadacomOvun Pick-up(OPU)

Técnica TE 21Assisted reproduction technologies

409

Vitrification

Slow-ratefreezing

Fig. 21-3: Embryo transfer in cattle. Embryos at the morula to blastocyst stage are collected from a donor cow and transferred to synchronized recipients after cryopreservation by either slow-rate freezing or vitrification.

Selection of potential donor cows. Because the super-ovulatory treatment stresses the donor’s endocrine system, selecting a potential donor should include minimization of other stressful factors. A donor should show regular oestrous cyclicity, be in a good nutritional state, not have calved recently or be recovering from a disease, and have normal genital organs upon a thorough clinical examination.

Embryo recoveryEmbryos are recovered 6–8 days after the onset of oestrus (Fig. 21-3). At this stage most embryos will have passed through the oviduct and entered the uterine horns, still surrounded by the zona pelluc-ida. They are therefore accessible for collection through a non-surgical flushing of the uterine cavity. At this stage the embryos are fairly tolerant to handling, not only during their recovery but also in additional procedures such as cryopreservation (see later) or biopsy to isolate cells for sex determi-nation (Fig. 21-4).

The procedure for embryo recovery. Embryos are col-lected by flushing, either both uterine horns at one

Biopsy

Cryo-preservation

DNA analysis

Calf with known genotype

Polymerase chainreaction (PCR)

1 2 3 4 5

Y X X Y X

Fig. 21-4: Isolation of a sample of trophectoderm by biopsy of a bovine blastocyst for PCR detection of its Y-chromosome content. The embryo may be transferred directly or cryopreserved while the analysis is performed.

time or each horn separately, using a special trans-cervical catheter with an inflatable cuff to occlude the lumen of the horn. The most commonly used flushing medium is modified phosphate-buffered saline (PBS) that contains glucose and pyruvate, substrates that are beneficial for post-compaction bovine embryonic development. The phosphate buffer helps keep the pH of the medium stable under practical conditions. Other additions are usually serum or bovine serum albumin (BSA) to provide nutrients and to prevent the embryos from sticking to plastic surfaces during the flushing and handling, and some form of antibiotic to minimize the risk of uterine infection. Epidural analgesia is routinely used during the non-surgical collection; it facilitates rectal manipulations of the genital tract and the collection catheter, and makes the animal

- Vitrificação para uso posteiror ou transferância

direta.

- Possibilita multiplicar o número de gestações por

fêmea.

EssentialsofDomesticAnimalEmbryology,2010

Técnica Sexagem ou diagnóstico21Assisted reproduction technologies

409

Vitrification

Slow-ratefreezing

Fig. 21-3: Embryo transfer in cattle. Embryos at the morula to blastocyst stage are collected from a donor cow and transferred to synchronized recipients after cryopreservation by either slow-rate freezing or vitrification.

Selection of potential donor cows. Because the super-ovulatory treatment stresses the donor’s endocrine system, selecting a potential donor should include minimization of other stressful factors. A donor should show regular oestrous cyclicity, be in a good nutritional state, not have calved recently or be recovering from a disease, and have normal genital organs upon a thorough clinical examination.

Embryo recoveryEmbryos are recovered 6–8 days after the onset of oestrus (Fig. 21-3). At this stage most embryos will have passed through the oviduct and entered the uterine horns, still surrounded by the zona pelluc-ida. They are therefore accessible for collection through a non-surgical flushing of the uterine cavity. At this stage the embryos are fairly tolerant to handling, not only during their recovery but also in additional procedures such as cryopreservation (see later) or biopsy to isolate cells for sex determi-nation (Fig. 21-4).

The procedure for embryo recovery. Embryos are col-lected by flushing, either both uterine horns at one

Biopsy

Cryo-preservation

DNA analysis

Calf with known genotype

Polymerase chainreaction (PCR)

1 2 3 4 5

Y X X Y X

Fig. 21-4: Isolation of a sample of trophectoderm by biopsy of a bovine blastocyst for PCR detection of its Y-chromosome content. The embryo may be transferred directly or cryopreserved while the analysis is performed.

time or each horn separately, using a special trans-cervical catheter with an inflatable cuff to occlude the lumen of the horn. The most commonly used flushing medium is modified phosphate-buffered saline (PBS) that contains glucose and pyruvate, substrates that are beneficial for post-compaction bovine embryonic development. The phosphate buffer helps keep the pH of the medium stable under practical conditions. Other additions are usually serum or bovine serum albumin (BSA) to provide nutrients and to prevent the embryos from sticking to plastic surfaces during the flushing and handling, and some form of antibiotic to minimize the risk of uterine infection. Epidural analgesia is routinely used during the non-surgical collection; it facilitates rectal manipulations of the genital tract and the collection catheter, and makes the animal

- Possibilita descobrir o sexo ou algum marcador de

interesse e depois terminar ou continuar a gestação.

- Em equinos a sexagem possui alto valor economico.

EssentialsofDomesticAnimalEmbryology,2010

Hiperestimulação ovariana X genética• Aquipodemosexplorarestatécnicademaneiraatestaraparticipaçãomaternanomelhoramentoemummenorintervalodetempocomumnúmeromaiordetouros.

• Outrapossibilidadeéadepossibilitaramultiplicaçãodogenótipoemmaiornúmerosemafetarafêmea.

Produção in vitro de embriões• Utilizaoócitosobtidosporaspiraçãofolicularosquaispodemserfertilizadosinvitrocomosêmendesejado.

• Ultrapassadificuldadesanatômicasoureprodutivasdosanimais.

Técnica Ovum Pick-Up

www.cptcursospresenciais.com.br

Técnica21Assisted reproduction technologies

413

IN VITRO PRODUCTION OF EMBRYOS

Among the domestic species, it is in cattle that in vitro production of embryos has been most suc-cessful. Porcine embryos can also be produced in vitro, but their viability is severely compromised as compared to embryos produced naturally. Although it is now possible to produce bovine embryos in vitro with viabilities comparable with those pro-duced naturally (in vivo), the technology has not found widespread practical use. One reason may be that, at least during the optimization of these technologies, transfer of in-vitro-produced bovine embryos, particularly those cloned by somatic cell nuclear transfer (see later), led to an increased fre-quency of fetal overweight at calving, associated decreased labour activity in recipients, and conse-quent calving problems. Collectively, this condition became known as the large offspring syndrome (LOS), although the increased birth weight is not the only feature of the syndrome and sometimes does not occur at all. Very recently, it has been dis-covered that LOS is probably associated with aber-rant expression of imprinted genes (such as the IGF2 receptor) that are of great importance for fetal growth and, in particular, placental development. The vastly improved techniques of embryo culture in recent years have now resolved most of the pro blems of LOS. While the practical potential of in vitro embryo production in animal husbandry remains to be real-ized, the technology has been and still is a valuable tool in embryological research, allowing direct observation and investigation of fertilization and embryonic development up to the blastocyst stage.

In vitro production of embryos in the domestic species is normally performed in three steps: oocyte maturation, fertilization and, finally, embryo culture (Fig. 21-5). Each will be described briefly, using cattle as an example.

In vitro production of embryos in cattle

Oocyte collection and in vitro maturationThe objective of in vitro maturation of the oocyte is to mimic the natural preovulatory maturation of the

4

2

1

1'

3

Fig. 21-5: In vitro production of embryos in cattle. Immature oocytes are aspirated from live animals by ultrasound-guided ovum pick up (1) or from abattoir ovaries (1’). Immature oocytes at prophase I are submitted to in vitro maturation (2) resulting in progression of meiosis to metaphase II, in vitro fertilization (3) resulting in pronucleus formation, and in vitro culture (4) to the morula or blastocyst stage, at which time they can be transferred to recipients.

oocyte in the follicle in vivo, as stimulated by the preovulatory LH-surge. This is when the oocyte completes its nuclear (meiotic) and cytoplasmic maturation preparing it for fertilization. As long ago as the 1930s it was discovered that oocytes released from the inhibitory environment of the follicle (which keeps meiosis blocked at the diplotene stage of prophase I) spontaneously resume meiosis and complete nuclear maturation to metaphase II. Later it was found that the maturation was not only nuclear but also cytoplasmic, and could be mi -micked in vitro.

Oocytes used for in vitro embryo production may originate from ovaries collected at the

- OPU possibilita a obtenção de um maior número de

oócitos.

- Possibilita a maturação dos oócito in vitro sem

necessidade do animal

- Uma saída para a produção de embriões de animais de alto

valor econômico porém muito jovens.

EssentialsofDomesticAnimalEmbryology,2010

Produção in vitro de embriões X Genética• Multiplicaçãodeanimaisdemaiorvalorgenéticocompoucamanipulaçãoanimal.

• AquantidadedeoócitosobtidosporestatécnicasuperaonúmerodeembriõesobtidosapósaInseminaçãoArtificial(IA).

• Possibilitaultrapassarbarreirasfísicas.Bomouruim?

OPU e ICSI• Muitoutilizadaem humanos eequinos• Ultrapassa barreiras anatômicas

Criopreservação de oócitos e embriões• Oque fazer comoexcesso?

• Aguardar omomentoparapoder usar os oócitos ou embriões.

• Congelamento ouvitrificação.

Criopreservação de oócitos e embriões X Genética• Possibilitaguardar combinaçõesúnicas degenótiposcriados.

• Possibilitaarmazenar gametas parauso futuro.

Clonagem• Ferramentautilizadaparaimortalizargenótipo sem garantia defenótipo.

• Quais razões?

TécnicaEssentials of Domestic Animal Embryology

420

Oocyte donor

First polar body andmetaphase II plate

Somatic cell donor

Donor cells

In vitro maturedoocyte forenucleation

Recipient cytoplastand donor cell

Reconstructedembryos

Activation

Cloned blastocysts Clones

Recipient

Fig. 21-6: Cloning by somatic cell nuclear transfer. Oocytes are collected from a donor, matured in vitro to metaphase II, and enucleated (usually by micromanipulation) to remove the first polar body and the portion of the oocyte containing the metaphase plate. The resulting cytoplast is combined with a donor cell (e.g. a cultured fibroblast cell) originating from the animal to be cloned. The cytoplast and donor cell are submitted to electrofusion resulting in production of reconstructed embryos in which the oocyte cytoplasm is mixed with the donor cell cytoplasm and carries the donor cell nucleus. The reconstructed embryos are activated in order to initiate embryonic development and, after culture for about one week to the blastocyst stage, can be transferred to recipients for development into cloned offspring. Modified after an unpublished drawing by Hamish Hamilton.

both the elimination of initial problems, and the gathering of evidence for or against cloning’s usefulness in practical applications. Accordingly, the overall success rate has remained low (between 0.5 and 5% of reconstructed embryos result in live off-spring, depending on the species) and will only improve if the vicious circle can be broken.

The reasons for the low success rates are not fully understood, but, in addition to the methodological factors enumerated above, it is likely that epige-netic factors associated with the reprogramming of the somatic cell genome are involved.

Epigenetic reprogramming of the somatic cell genome appears to be of central importance in

cloning biology. At sexual reproduction, the genome is ‘reset’ to a totipotent state during gametogenesis (formation of oocytes and spermatozoa) by the eradication of the existing epigenetic marks and the establishment of new ones. These marks are defined by various molecular changes to the DNA, but one of the most important in relation to embryonic development is the methylation of cytosine (see Chapter 2); highly methylated regions of the genome are not expressed. Upon fertilization, the paternal component of the embryonic genome is actively demethylated whereas the maternal component is demethylated more slowly and passively, though this phenomenon varies with species. One set of

- Células de um doador podem ser

utilizadas para gerar um novo animal.

- Técnica pode não ser o suficiente para

reprogramar a célula somatica e por isso

afetar o crescimento animal.

EssentialsofDomesticAnimalEmbryology,2010

Clonagem X Genética• Multiplicaogenótipodesejado,equantoaofenótipo?

• Substituiçãodosprogenitoresdevidoaproblemasfísicos ou idade.

• Excelente ferramenta parautilizarapós oóbito,como resgate deumalinhagemou genótipo.

Edição gênica• Ténica possui opropósito deeditar genesdeinteresse zootécnicoseterapêuticoseassim acelerar aseleção pararetirar ou colocarcaracterísticas deinteresse.

• Necessita daanotação perfeita dogenoma.

CRISPR X TALEN

- Baseadas no uso de nuclease com a capacidade de

quebrar o DNA estas ténicas possuem o propósito de

editar o genoma em locais específicos.

- A especificidade é dada pela busca de sequências

específicas.

Int. J. Mol. Sci. 2015, 16(3), 6545-6556; doi:10.3390/ijms16036545

CRISPR X TALEN

Int. J. Mol. Sci. 2015, 16(3), 6545-6556; doi:10.3390/ijms16036545

CRISPR

Int. J. Mol. Sci. 2015, 16(3), 6545-6556; doi:10.3390/ijms16036545

- Áreas de interesse no genoma podem ser retiradas, editadas, ou introduzidas.

- Retirada de genes para alteração fenotipica (Corno).

- Resistência a parasitas.

- Retirada das proteínas responsáveis por causaremalergia da clara do ovo.

Edição Gênica X Genética- Mantémacombinaçãogenética,porémedita asregiões deinteresse.

- Extremamente importanteoconhecimento dogenomadeinteresse.

- Comofazer comcaracterísticas multi-locus?

DETERMINAÇÃO DO SEXO EM ANIMAIS DE INTERESSE

ZOOTÉCNICO, HERANÇA LIGADA, LIMITADA OU INFLUENCIADA PELO

SEXO

TÓPICOS• DeterminaçãodoSexo

• Tipos deHerança:• Ligada ao sexo• Influenciada pelo sexo• Restrita ao sexo

História• "Democritus(ca.455–370BC),thesexofanindividualisdeter- minedbytheoriginofthesperm:malesarisingfromtherighttesticle(ofcourse!)andfemalesfromtheleft”

• ‘’Aristotle (384–322BC)realized that both sexes are needed forconception but felt that the male’s semen did not contribute toconception physically,butby provid- ing anunknown form-givingforce that interactswithmenstrual blood inthewomb ofthe femaletomaterialize asanembryo"

História• " WilsonandNettieMariaStevens (1861–1912),demonstrated therelationship betweenchromosomesandsex:XOor XYembryos devel-oped intomales andXXembryos intofemales (Wilson,1905;Stevens,1905a,b).Forthe first time aparticular phenotypical characteristicwas clearly correlatedwith aproperty ofthe nucleus.Eventu-ally,Morganfoundmutationsthat correlatedwith sex andwith the Xchromosome.This persuadedhim that his earlier view thatinheritancewas through the cytoplasmwas wrong andthat genes arephysically linked toone another onthe chromosomes."

Determinação do Sexo

Determinação do Sexo

Experimento Thomas Morgan início do século XX

Experimento Thomas Morgan início do século XX

Experimento Thomas Morgan início do século XX

Herança relacionada com o sexo

Região homóloga dos cromossomos X e Y

Herança ligada ao sexo = Herança recessiva ligada ao X

Herança influenciada pelo sexo

Herança restrita ao sexo = Herança ligada ao Y

Região não-homóloga do cromossomo Y

X

y

Herança ligada ao Sexo• Herança holândricaou restrita ao Y:geneslocalizadosna região não-homologadoscromossomos sexuais

• Herança ligada ao Xdominanteou recessiva:geneslocalizadosnaregião não-homologaentreos sexuais

• Recessiva:• Dominante:

Herança restrita ao sexo

Genética Animal - Herança 5

Esse é o caso da calvície em humanos. O gene b (de bald = calvo) comporta-se como dominante em homens e recessivo em mulheres e parece exercer seu efeito no estado heterozigoto apenas na presença do hormônio masculino.

Outro exemplo é a pelagem em bovinos da raça Ayrshire. Ela é determinada pelos alelos M1 e M2. Machos e fêmeas com genótipo M1M1 apresentam pelagem acaju e branca e com genótipo M2M2, vermelha e branca. Em heterozigose, os machos apresentam coloração do pêlo acaju e branca, enquanto nas fêmeas é vermelha e branca.

Os chifres em ovinos da raça Dorset são determinados pelos alelos H e h. Indivíduos com genótipo HH apresentam chifres e aqueles com genótipo hh são mochos. Os carneiros heterozigotos possuem chifres e as fêmeas são mochas.

III) Herança Limitada pelo sexo: Caracterizada por genes autossômicos cuja expressão fenotípica é

determinada pela presença ou ausência de um dos hormônios sexuais. Seu efeito genotípico é, portanto, limitado a um sexo ou ao outro.

Alguns exemplos são os genes responsáveis pela produção de leite e pela gemelaridade dizigótica (capacidade de produzir dois óvulos). É óbvio que esses caráteres de expressão limitam-se às fêmeas, mas são transmitidos para ambos os sexos.

IV) Herança Holândrica: É determinada por genes que ocorrem apenas no cromossomo Y, fora da

região pseudoautossômica (homóloga ao cromossomo X) e, portanto, não são expressos nas fêmeas.

O cromossomo X é maior do que o Y, por isso o pareamento entre eles durante a meiose é parcial. O cromossomo X tem genes exclusivos que determinam a herança ligada ao sexo, características que aparecem em homens e mulheres. O cromossomo Y também tem genes exclusivos que determinam a herança holândrica, cujas características só se expressam nos machos, passando diretamente de pai para filho.

Alguns exemplos são hipertricose auricular e membranas interdigitais nos pés.

→ Referências bibliográficas:

- É determinada por genes do Y da região não-homóloga entre os cromossomos sexuais.

- Bordas cabeludas da orelhas é ligado a parte não-

homologa do Y.

- Assim como o fator determinante do testíciulo.

Herança ligada ao sexo- São genes presentes no cromossomo X e que quando

em individuos do sexo masculino são expressos.

- Ao contrário do que acontece em fêmeas pois o outro

cromossomo é capaz de reprimir a expressão do

recessivo.

- Hemofilia

- Daltomisno

- Distrofia de Duchenne

- Dominante

- Hipofosfatemia resistencia a vitamina D

- Em aves o ZZ macho e ZW femeas é o contrário do

que ocorre em mamíferos. Característica de pelagem.

Herança recessiva ou dominante Ligada ao X

Genética Animal - Herança 1

HERANÇA LIGADA AO X, HERANÇA LIMITADA PELO SEXO E HERANÇA INFLUENCIADA PELO SEXO

Os cromossomos sexuais não são completamente homólogos, e portanto deve-

se esperar que os padrões de herança relacionados ao sexo do indivíduo sejam diferentes daqueles dos autossomos. Por exemplo, os genes presentes apenas no cromossomo sexual X serão representados duas vezes nas fêmeas e uma vez nos machos. Logo, espera-se que os recessivos desse tipo apareçam com mais freqüência no fenótipo de machos.

Os genes localizados exclusivamente no cromossomo X são denominados genes ligados ao sexo ou genes ligados ao X. Já os genes que ocorrem apenas no cromossomo Y só produzem efeitos nos machos, sendo estes os genes holândricos.

Conhecem-se ainda outros mecanismos pelos quais um dado caráter é limitado a um dos sexos (genes limitados ao sexo), ou mesmo em que a dominância de um alelo dependa do sexo do portador (genes influenciados pelo sexo).

I) Herança ligada ao X: Quando o gene alterado está no

cromossomo X. Este tipo de herança pode ser recessiva, ou seja, as manifestações vão estar presentes nos machos porque eles têm apenas um cromossomo X, ou seja, não têm nenhum gene normal para aquela característica e nas fêmeas quando existe alguma manifestação clínica em geral é mais leve. É exemplo desse tipo de herança a hemofilia.

O risco de um filho ser afetado quando sua mãe carrega um gene alterado em um de seus cromossomos X é de 50% e das filhas é também 50% de serem portadoras do gene com defeito e consequentemente passar a seus filhos e filhas.

É importante lembrar que nas aves o sexo homogamético é o masculino (ZZ) e o heterogamético, o feminino (ZW). Pode-se citar como exemplo de herança ligada ao sexo, a presença de barra larga na pelagem dos machos (BB). As fêmeas só podem apresentar barra estreita (B_) ou serem desprovidas de barra (b_), enquanto os machos podem ter barra larga (BB), barra estreita (Bb) ou ausência de barra (bb). Isso ocorre, porque o gene responsável pela barra localiza-se exclusivamente no cromossomo Z.

Em humanos, conhecem-se mais de 150 caracteres confirmados ou altamente prováveis de ser ligados ao X. Dentre eles pode-se citar duas formas de diabete insípido, uma forma de displasia ectodérmica anidrótica (ausência de glândulas sudoríparas e de dentes), ausência de incisivos centrais, certas formas de surdez,

Herança ligada ao sexo- Nas fêmeas um dos cromossomos X é inativado para

evitar a dose dupla dos genes.

- Entretanto esta inativação é aleatória formando

nichos celulares.

- Portanto as fêmeas são verdadeiros mosaicos de

linhagens celulares quanto a inativação do X.

Inativação do cromossomos X

Herança influenciada pelo sexo• Essa herançaocorre predominantementeem umdossexos.

• Dominante em umsexo• Recessivo nooutro

• Influênciadetectadanos heterozigotos• Onde os genesautossômicossão influenciadospelo sexo doportador.

• Calvice (dominante em homens erecessivo em mulheres• Pelagem debovinos daraça Ayrshire• Chifres daraça Dorsetdeovinos

Pelagem da raça Ayrshire

M1M1 M2M2

M1M2Vermelho

M1M2Marron

M1M1MarronM2M2VermelhoM1M2machoMarronM1M2fêmea vermelha

Chifres da raça Dorset

HH Hh

HhMocha

HHChifre

HhChifre

HHchifreHh mochoHh machochifreHh fêmea mocha

Herança limitada pelo sexo• Onde os genesautossômicossão regulados por hormôniossexuais.• Semanisfestam apenas em umsexo• Dimorfismo sexual

• Produção deleite• Produção deovos• Circunferência escrotal