RESUMEN
Antecedentes: Los avances en las técnicas de biología molecular,
como son el descubrimiento de la Reacción en Cadena de la Polimerasa (PCR) y el
empleo de secuencias polimórficas del ADN mitocondrial en la región d-Loop se han utilizado para describir líneas maternas en
animales, la mayoría en aves. Objetivo.
Realizar una revisión sobre las técnicas de laboratorio aplicadas a genética
molecular y su importancia en la conservación de los recursos zoogenéticos. Desarrollo: Los marcadores moleculares en especial los
microsatélites, se hicieron cada vez más útiles, rentables y generalizados a
medida que se perfeccionaban los protocolos y la tecnología, los métodos
genéticos proporcionan información confiable para contribuir a la conservación
de los recursos zoogenéticos de manera especial en
circunstancias en las que las orientaciones más tradicionales son inadecuadas. Conclusiones: El empleo de técnicas
moleculares proporciona medidas objetivas de la diversidad entre y dentro de
razas, permite estudiar las relaciones genéticas entre ellas, así como
evidenciar atributos genéticos únicos o fenómenos de aislamiento genético en el
pasado.
Palabras clave: aves, microsatélites, recursos zoogenéticos, secuenciación (Fuente: DeCS)
ABSTRACT
Background: Advances in molecular biology techniques, such as PCR
testing, and the use of polymorphic sequences of mitochondrial DNA in the
d-Loop region, have been frequently used to describe maternal lines in animals,
especially in birds. Aim. To conduct a review of laboratory techniques
applied to molecular genetics, and their importance in the preservation of zoogenetic resources. Development: Molecular markers, especially
microsatellites, became more useful and profitable, as protocols and technology
were optimized; genetic methods provide reliable information that helps in the
preservation of zoogenetic resources, particularly
when the most traditional methods are inadequate. Conclusions: The
utilization of molecular techniques offers objective measurements of the
diversity among, and inside races, which permits to study their genetic relations,
and to provide evidence of unique genetic attributes or genetic isolation
phenomena from the past.
Key words: birds, microsatellites, sequencing, zoogenetic resources (Source: DeCS)
INTRODUCCIÓN
Uno de los problemas más alarmantes que se presenta hoy a nivel mundial
es la extinción de especies y razas por diferentes razones, una de las más
importantes es de carácter natural, ocasionada por la pérdida o disminución de
la resistencia a algunas enfermedades, así como la incapacidad para adaptarse a
ciertos tipos de clima.
Los mismos son resultados a la pérdida de recursos genéticos ocasionados por
explotaciones intensivas de producción, selección genética, especies ajenas
introducidas a un nuevo hábitat, los costos tanto de criopreservación
de material genético y análisis
genético que ocasionan dificultad para preservarlo y realizar sus estudios
respectivos (Zinovieva et al., 2019; Roh et al., 2020).
Gracias a los avances en las técnicas de biología molecular, como lo es
el descubrimiento de la reacción en cadena de la polimerasa (PCR), el empleo de
los marcadores moleculares microsatélites y el ADN mitocondrial (ADNmt) se
logra el estudio y la medición de la variabilidad genética existente a nivel
molecular en los individuos de una población. La cual se emplea para la mejora
y la conservación de esas poblaciones (Toalombo,
2020); dichas técnicas nos
permiten identificar individuos en una raza o especie, determinar filiación
genética y parental entre individuos de alguna especie en particular, evaluar
susceptibilidad a enfermedades genéticas o establecer características
cualitativas (Aranguren-Méndez, Rincón-Carruyo y Bravo, 2017).
En los últimos
años los científicos emplean marcadores genéticos con el fin de conocer la
estructura genética. Las secuencias polimórficas del ADN mitocondrial en la
región d-Loop son utilizadas para describir líneas
maternas en animales, la mayoría en aves (Meydan, Pish
Jang, Yilduz Ali y Weigend, 2016). La herencia del ADN mitocondrial no se transmite de forma mendeliana
sino exclusivamente por vía maternal y proporciona una gran ayuda para la
construcción de un árbol filogenético además de su elevada tasa de mutación la
cual nos favorece para la identificación del origen y la distribución de la
población (Malomane et al., 2019).
Algunas de
estas poblaciones poseen características que son únicas a ambientes específicos
y que sufren una dilución genética o extinción, sin que puedan ser
caracterizadas ni morfológica ni genéticamente. Por lo que se hace necesario
evaluar animales provenientes cada vez de un mayor número de regiones
agroecológicas y sistemas de producción (Dhorne-Pollet, Barrey y Pollet, 2020).
Teniendo
en cuenta los elementos antes expresados nuestro objetivo es realizar una revisión sobre
las técnicas de laboratorio aplicadas a genética molecular y su importancia en
la conservación de los recursos zoogenéticos.
DESARROLLO
Recursos
genéticos
La Organización para la Alimentación
y la Agricultura de las Naciones Unidas (FAO) indica que la diversidad de los
animales domésticos es un componente importante de la biodiversidad global. Más
de cuarenta especies de animales domésticos y vegetales contribuyen para
compensar las necesidades de alimentos a nivel mundial, ya que proveen carne,
fibra, leche, huevos, pieles y estiércol. De los cuales, más de 8000 razas
constituyen los recursos genéticos animales (RGA) de importancia para la
alimentación y la agricultura (Miller et al., 2018).
La extinción de diferentes especies
tanto silvestres como domésticas causa pérdida de biodiversidad y es necesario
tomar medidas para evitarla. La alimentación de la humanidad se fundamenta en
aproximadamente unas treinta especies vegetales y unas catorce especies
animales (aves y mamíferos), sin tener en cuente los recursos acuícolas, se
calcula que el 30% de las razas de mamíferos y aves domésticas se encuentran
amenazadas (Miller et al.,
2018). Es
necesario efectuar planes de conservación de diversidad genética y llevar a
cabo una gestión sostenible de los RGA para el manejo y conservación de los
recursos genéticos animales, con el fin de contribuir a la seguridad y
soberanía alimentaria.
La conservación de recursos zoogenéticos
En América Latina y el Caribe (ALC),
aproximadamente el 20 % de las razas existentes clasificadas se consideran en
peligro. El porcentaje total de razas de aves en peligro de extinción ha pasado
drásticamente del 5 % en 1995 al 45 % en 1999. Estas cifras son alarmantes y
hay que llevar a cabo muchos esfuerzos para impulsar la defensa de los recursos
genéticos en peligro. Se debe entender mejor esta situación aparentemente muy
grave (Macrì et al., 2019).
La preocupación por la conservación
de la variabilidad genética comenzó con los animales silvestres, tratándose
primero la conservación de las especies y posteriormente el mantenimiento de la
diversidad genética dentro de cada especie. Esta preocupación dio lugar al
desarrollo de zoológicos, de áreas naturales protegidas, y a la aplicación de
medidas conservacionistas como las vedas, las reservas, las especies protegidas,
etc. Se conoció que hasta mediados del siglo pasado no se socializó o extendió
este proceso al mundo doméstico, ya que no se consideró de importancia la
conciencia del peligro sobre la variabilidad genética de las especies
domésticas, a nivel de raza y dentro de cada raza (Malomane et al., 2019).
El abandono de medidas de protección
genera en el mundo silvestre la extinción de muchas especies, y en el doméstico
un proceso progresivo de homogeneización de las mismas. Con la pérdida de
multitud de razas, que pudieron tener una aptitud genética especial para
algunos propósitos y por diversos motivos pasan a carecer de importancia. La
conservación de los recursos genéticos de los animales de granja, se refiere a
todas las actividades humanas, con inclusión de las estrategias, los planes,
las políticas y las medidas que se adoptan para garantizar el mantenimiento de
la diversidad de dichos recursos, a fin de contribuir a la producción y a la
productividad alimentaria y agrícola ahora y en el futuro. Además, que el
último objetivo de la conservación es el bienestar de las personas a lo largo
del tiempo y por ello el valor que se les asigna no debe limitarse
exclusivamente a su peso económico del mercado, ni a su singularidad genética,
sino que se debe incluir el valor social y cultural (Wiśniewska et al., 2019).
En la década de los 80, el interés
suscitado en torno a la conservación de las especies de animales domésticos,
que incluye los recursos genéticos y ecosistemas, se pone de manifiesto con la
Consulta Técnica sobre Recursos Genéticos Animales, Conservación y Manejo,
organizada por FAO en Roma. Cuyo documento final sienta las bases y
recomendaciones para el trabajo sobre los recursos genéticos en cada país y da
lugar al “Boletín de Información sobre Recursos Genéticos Animales”, iniciado
en 1983, es el fruto de esta cooperación la creación del Banco de Datos de
Recursos Genéticos Animales (Malomane et al., 2019).
La diversidad de animales domésticos
es el conjunto de ecosistemas, especies y variedades genéticas existentes en un
país, y si bien cada país posee la soberanía y la responsabilidad sobre sus
propios recursos genéticos, deben ser considerados como un bien de la
humanidad. Las principales causas de la pérdida de biodiversidad son la
aceleración del crecimiento de la población humana, el incremento del consumo
de los recursos naturales y su explotación no planificada, nace la preocupación
de obtener un mejor conocimiento sobre los recursos zoogenéticos,
y más aún sobre las poblaciones autóctonas de animales domésticos de cada
región, ya que su adaptabilidad y prolificidad potencia los nuevos retos de las
ganaderías ecológicas y sostenibles (Wiśniewska et al., 2019).
En ALC las poblaciones de razas
criollas evolucionan en diferentes zonas agroecológicas en sistemas de
producción con manejo tradicional debido a la percepción de que son poco productivas, están siendo
paulatinamente sustituidas por genotipos exóticos, esta idea posiblemente es errónea en condiciones sanitarias y de
alimentación limitadas, así como en condiciones climáticas extremas (Malomane et al.,
2019).
Desafortunadamente, con frecuencia
los estudios que comparan a las razas criollas con exóticas sólo consideran
pocas variables productivas, y no las del ciclo productivo completo de los animales
como son: supervivencia, tasa reproductiva, longevidad, y más específicamente
costos de mantenimiento en condiciones de producción adversas, considerando que
la adaptación de los recursos zoogenéticos a
determinadas condiciones agroclimáticas, de manejo y de mercado, es la base
para el desarrollo de sistemas de producción sostenibles donde intervienen
otros factores; particularmente importantes en ambientes adversos con grandes
variaciones ambientales a través del año, como lo son la gran mayoría de los
sistemas de producción en regiones tropicales o áridas de ALC. Entre los
factores que determinan la adaptación de los animales están la tolerancia al
calor, la habilidad para aprovechar forrajes de baja calidad, y el potencial de
sobrevivir en presencia de plagas y enfermedades (Perezgrovas-Garza,
2016).
La Organización de las Naciones
Unidas para la Alimentación y la Agricultura denuncia con cierto grado de
alarma la extinción de al menos una raza de animales domésticos cada mes, lo
cual sucede de manera ininterrumpida a
partir del año 2002, situación que se volverá todavía más problemática a corto
plazo debido a los efectos de las modificaciones ambientales y la emergencia de
nuevas enfermedades; la dilución de las razas locales a causa de cruzamientos
es uno de los focos rojos señalados por la FAO, que está preocupada por esta
pérdida genética que impide su estudio y la evaluación de su verdadero
potencial (Macrì et al., 2019).
La importancia de los recursos zoogenéticos
criollos
Las principales especies pecuarias
procedentes de la península Ibérica evolucionan por más de 500 años en
ambientes diversos y adversos, lo que sugiere que los animales Criollos poseen
genes para adaptación en frecuencias distintas a las de razas exóticas. Los
animales domésticos de cría son fundamentales para la alimentación y la
agricultura; a ellos se debe un alto por ciento del valor económico global del
sector agrícola, unos dos mil millones de personas dependen, al menos
parcialmente, de animales de cría para su mantenimiento. La producción de
carne, leche y huevos deberá más que duplicarse durante los próximos 20 años
para hacer frente a las necesidades alimentarias de la población mundial (Dancause Vilar, Steffy y Lum, 2011).
La producción animal es también de
vital importancia, por cuanto se refiere a los alimentos y los subproductos que
este ofrece, el estiércol empleado como fertilizante y combustible, a la fuerza
de tiro, o al empleo de fibras, cuero y piel para vestirse (Ayala
y Carbone, 2020),
las estadísticas demográficas indican que en el año 2050 la población humana en
el mundo alcanzará los 9600 millones, uno de los retos más angustiosos en la
actualidad (World Economic Forum, GAP Report®, 2017). Lo que
de antesala impone una mayor presión sobre los recursos naturales, pues habrá
que incrementar la producción de alimentos con la misma o menor área agrícola,
por los nuevos retos que impone la sociedad como bienestar animal, inocuidad de
los productos alimenticios y reducción de contaminantes. Entre los efectos
esperados del cambio climático están la aparición de plagas y enfermedades, la
escasez o abundancia de agua, la cantidad y calidad de los forrajes, el estrés
por calor, y la reducción de la biodiversidad (Haile, 2020); todos estos factores
deberán considerarse para la conservación y uso sostenible de los recursos zoogenéticos.
Genética de la
conservación
Diversidad genética
La diversidad genética (DG) entendida
como la destreza genética para variar, la capacidad de poblaciones a
evolucionar en respuesta tanto a los cambios medio ambientales como a cambios en los objetivos de selección. La
variabilidad genética constituye la base para su evolución (Morales-González
et al., 2020).
La DG es uno de los tres niveles de
diversidad biológica reconocidos por la Unión Internacional para la
Conservación de la Naturaleza (UICN) como merecedores de conservación (Meydan, Jang,
Yıldız y Weigend, 2016).
La genética de la conservación, es una disciplina que se enfoca a la
preservación de la diversidad genética sujeto a fragmentación, reducción en
tamaño censal y todos los factores que le puedan afectar (Kress,
García-Robledo, Uriarte y Erickson, 2015). Además, se considera como una ciencia aplicada que
utiliza herramientas moleculares para ayudar a resolver problemas en la
conservación y el manejo de especies, es una especialidad interdisciplinaria en
la que los científicos aplican el estudio de la genética junto con el trabajo
de campo ecológico tradicional y otras técnicas para explorar la variación
molecular, los límites de la población y las relaciones evolutivas con el
objetivo proteger la biodiversidad e identificar poblaciones únicas.
Durante muchos siglos, las razas de
animales fueron seleccionadas por sus características morfológicas y
apariencia. La mayor parte de las especies de animales presentan gran variedad
genética como consecuencia de las constantes actividades de selección (Macrì et al.,
2019).
Los principales métodos empleados
para estudiar la genética de poblaciones son los microsatélites nucleares y el
ADN mitocondrial (mt), que son marcadores que se
utilizan para evaluar la diversidad genética, sistemas de apareamiento,
parentesco y poblaciones genéticamente distintas para informar las decisiones
de manejo. La secuenciación de ADN y ARN de próxima generación, el ADN
ambiental y la epigenética, están empezando a aplicarse a la evolución,
fisiología y ecología (Dancause et al., 2011).
Técnica (PCR)
Con el descubrimiento en los años 80
de la técnica de laboratorio Reacción en Cadena de la Polimerasa (PCR), que
amplifica tramos especificados de ADN a concentraciones utilizables (Lawrence
et al., 2019), se realizan varias investigaciones
relacionadas a variación de la secuencia del ADN utilizadas tanto en humanos
como en animales. En los últimos años se desarrollan y mejoran varios
marcadores moleculares como el polimorfismo de nucleótidos únicos (SNP). Los
SNP son cambios de una simple base en una secuencia del ADN (Liu, 2014). Los
SNP presentan diferentes alternativas de secuencia (alelos) en individuos de
una o varias poblaciones dadas, sin embargo, para ser considerado un SNP este
debe presentar frecuencias alélicas mayores al 1% en la población (Vignal et al.,
2002). SNP´s (Larsen y Matocq, 2019), microsatélites (Lawrence et al., 2019), diseñados para investigar temas sobre caracterización y
diversidad genética de poblaciones y razas de animales domésticos, éste desarrollo va de la mano con la implementación de
paquetes estadísticos fáciles de usar, que brindan una mayor automatización de
la secuenciación y otras herramientas asociadas con análisis genético (Lv, Edwards, Zhou y Xu, 2019).
El genoma completo de las aves se
secuenció en su totalidad (Silva et al., 2020), mediante marcadores SNP (Li et al., 2013; Xu et al., 2020) se ha determinado, que tan sólo existen 11 sitios
variables en la región D-loop; cinco de los cuales
ocurren entre los sitios 217 y 261 (Sweeney et al., 2020); es la región óptima para la
amplificación de la reacción en cadena de la polimerasa (PCR).
Marcadores
moleculares
Los marcadores moleculares son
secuencias de ADN de localización definida en el genoma (locus especifico), secuencias
polimórficas insensibles al medio ambiente y de herencia conocida, estos pueden
ser de dos tipos: marcadores tipo I, los que están relacionados a secuencias
codificantes del genoma y, marcadores tipo II, los que se encuentran en
regiones anónimas o no codificantes (Chauhan y Rajiv,
2010).
Importancia de los marcadores moleculares
Los marcadores moleculares más
importantes que se usan en la actualidad para fines de investigación son los
microsatélites y los polimorfismos de nucleótidos únicos (SNP).
Los marcadores moleculares, en
especial los microsatélites, se hicieron cada vez más útiles, rentables y
generalizados a medida que se perfeccionaban los protocolos y la tecnología,
las técnicas genéticas proporcionan información confiable, de manera especial
en circunstancias en las que los métodos tradicionales son inadecuados para
probar hipótesis. Es necesario mencionar que los datos genéticos serán más
valiosos cuando sean combinados con información complementaria como
comportamiento, demográfica, espacial, etc. (Razgour et al., 2019).
Microsatélites
Los microsatélites de ADN, son
marcadores moleculares localizados en regiones no codificantes de ADN,
compuestos por secuencias de 1 a 6 nucleótidos repetidas en tándem entre 10 y
30 veces (Meydan, Jang, Yıldız y Weigend,
2016) que se
producen en los genomas de la mayoría de los eucariotas (Rodríguez-Osorio,
2019), como las
repeticiones de polidinucleótidos (por ejemplo,
ACACAC ...), que se heredan de forma codominante.
El número de repeticiones varía entre
los alelos, existen miles de loci de microsatélites en todos los genomas; (Islam et al., 2020); sirven como herramienta genética para determinar
diversidad y caracterización desde las más amplias a las más específicas del
individuo, además establecer parentesco (Kinney et al., 2019), estructura genética de las
poblaciones (Meydan, Jang, Yıldız y Weigend,
2016) y
comparaciones entre especies (Jangtarwan et al., 2019) forman la base de la mayoría de los mapas genéticos, útiles para caracterizar la diversidad
dentro de las poblaciones y razas de ganado (Islam et al., 2020).
La variación entre los alelos de
microsatélites se evalúa al medir las diferencias en la longitud de la
secuencia repetida que resultan de la adición o eliminación de unidades
repetidas. La alta tasa general de mutación en los loci de microsatélites da
como resultado altos niveles de polimorfismo, lo que hace que estos marcadores
moleculares sean ideales para los estudios de la estructura genética de la
población, la relación genética, los patrones de flujo genético, la deriva
genética y el tamaño de la población. Las estimaciones de heterocigosidad
en los loci de los microsatélites son 10 veces más altas que la heterocigosidad detectada por electroforesis de proteínas
en especies de grandes mamíferos (Wainwright, Glenk, Akaichi y Moran, 2019).
Los diferentes alelos se nombran
según la nomenclatura determinada y consensuada internacionalmente por la
International Society of Animal Genetics
(ISAG) (ISAG, 2012). Con el genotipado se obtiene la
fórmula genética de cada uno de los animales analizados.
Los microsatélites según el tipo de
repetición o tándem en las secuencias según Meydan, Jang, Yıldız y Weigend (2016) se clasifican en:
·
Microsatélites
perfectos, las secuencias repetidas no son interrumpidas por ninguna base que
no pertenezca a las mismas, como, por ejemplo: GAGAGAGAGAGA.
·
Microsatélites
imperfectos, existen bases entre las secuencias repetidas que no coincide con
la misma, TATATATGTTATATATA.
·
Microsatélites
interrumpidos, se observa una pequeña secuencia que no se corresponde con las
repeticiones, CGCGCGCGTAGCCG.
·
Microsatélites
compuestos, contienen dos secuencias distintivas adyacentes,
CGCGCGCGTATATATATATA.
Los microsatélites tienen tres usos
principales en los estudios de domesticación:
1.
Cuantificar
la variación genética dentro y entre las poblaciones o razas de ganado (Razgour et al., 2019).
2.
Permiten
conocer la mezcla genética entre poblaciones de ganado (Islam et al., 2020).
3.
Los
datos se pueden usar para asignar individuos a grupos genéticamente similares
en la población, la raza o los niveles de especies (Yang et al., 2020).
Aplicaciones de los microsatélites
·
Identificación
individual y pruebas de paternidades
El método consiste en comparar el
genotipo y/o fenotipo de la descendencia con el de sus progenitores, debido a
que uno de los alelos que presenta un individuo proviene del padre y el otro de
la madre. Ésta combinación proporciona un 97% de
probabilidad de detectar o asignar uno de los dos progenitores incorrectos y
cerca del 100% de probabilidad para un cruzamiento entre individuos de otras
razas (Roques et al.,
2019).
·
Mapas
genéticos y genómica comparativa
Es una herramienta de utilidad que
sirve para identificar genes que son de caracteres de interés; busca asociación
entre varios alelos, en cualquiera de los marcadores, separa en poblaciones que
presentan el carácter de interés, para identificar regiones del genoma donde es
más probable que se encuentre el gen responsable de ese carácter (Sargin et al.,
2019).
·
Estudios
de genética poblacional
Estima niveles de variabilidad, relaciones
genéticas dentro de las poblaciones, evaluaciones de la diversidad genética y
de la consanguinidad existente en poblaciones de animales domésticos en peligro
de desaparecer; además que se
utiliza para el estudio de filogenia (Tabatabaei, Fard, Hashemi y Dianatpour, 2020). Estudia distancias genéticas entre poblaciones o entre
individuos y estructura de la población.
Factores que intervienen y disminuyen la sensibilidad
de los marcadores
Mutación: Son variaciones del
material genético, que contienen desde simples sustituciones de un solo
nucleótido hasta las deleciones o inserciones de uno o más nucleótidos. Por lo
general las mutaciones en animales no son observables en el fenotipo, ya que,
ocurren en regiones no codificantes (mutaciones silentes). Las regiones o
secuencias codificantes exponen una baja tasa de mutación que se ve reflejada
en la reducida variabilidad existente dentro de especies y el alto grado de
conservación que presentan estas regiones entre especies (Nomura et al.,
2018).
Alelos nulos: Son aquellos que no
pueden ser amplificados por PCR, debido a una mutación en el punto de
hibridación del iniciador. Uno de los alelos no amplifica y por lo tanto el
individuo es descrito como homocigoto para el otro alelo. Es difícil de
detectar cuando su frecuencia en la población es baja y cuando no se dispone de
información genealógica fiable. Otra manera para detectar la presencia de
alelos nulos sería a partir del cálculo del déficit de heterocigotos para el
equilibrio Hardy Weinberg (Larsen y Matocq,
2019).
Homoplasia: Es el hecho de que un mismo
carácter, presente en dos especies, no siempre deriva del mismo carácter
ancestral. Dos alelos son homoplásicos cuando poseen
un estado idéntico, aunque no sea por descendencia (Miller et al., 2018); así también cuando tienen el mismo
tamaño (pb) pero no es debido a que sean idénticos. Se toma como iguales por
tener el mismo tamaño, pero intrínsecamente existen claras diferencias en
cuanto a su estructura, presencia de inserciones y/o deleciones, cambios de
bases o variaciones en la región flanqueante.
Estos factores incrementan las
probabilidades de error en los estudios genéticos. Son patrón de mutación, los
alelos nulos y la homoplasia.
Como técnica molecular
La Organización de las Naciones
Unidas para la Alimentación y la Agricultura (FAO) en colaboración con la
Sociedad Internacional de Genética Animal (ISAG), formuló directrices para
realizar análisis de caracterización genética molecular, mediante la
implementación de “medición de la diversidad animal doméstica” (MoDAD), en la que se puso a disposición paneles de
marcadores microsatélite para nueve especies ganaderas comunes (Miller
et al., 2018).
Aplicación de los microsatélites para la conservación
de los recursos zoogenéticos
La tendencia a la producción
intensiva de carne y huevos de gallina, para la seguridad alimentaria, es uno
de los factores principales en la selección de razas para la formación de
líneas altamente productivas, y por ende introducirlas a nivel mundial, como
consecuencia una reducción de la diversidad genética. La producción avícola
actual, la cual incluye pollos de campo, líneas comerciales y experimentales,
toma un giro en cuanto a la cría en extensivo que asegure características
organolépticas criollas, y bienestar animal aplicado a una ganadería ecológica
que se adapte a las zonas en las cuáles se desarrolle cada explotación (Francesch, 2011).
La adaptabilidad agroecológica sería
una de las causas para dar la importancia adecuada a los recursos zoogenéticos de cada localidad, ya que son una fuente de
variabilidad genética. En éste punto focal y como
herramienta para ejecutar dicho objetivo, se plantea el uso de marcadores
moleculares como microsatélites, que evidencian las diferencias en frecuencias
alélicas entre poblaciones. Como aplicación en aves se pueden citar, los
trabajos realizados por Bariloche (2018) y
Vargas (2020) y
las estrategias de conservación diseñadas por la FAO.
Por lo general los estudios se
inician con caracterización genética que incluye la recopilación de datos sobre
el tamaño y la estructura de la población, distribución geográfica, sistemas de
producción en los que se encuentra la raza, atributos faneroptícos
(características físicas, niveles de rendimiento y cualquier característica que
se torne importante a nivel de producción), el desarrollo histórico de la raza
cruzamiento y selección (Francesch, 2011).
También mediante polimorfismos
bioquímicos y marcadores moleculares principalmente microsatélites para
analizar la variabilidad genética ya sea dentro o entre poblaciones y; obtener
valores medios de consanguinidad, pruebas de paternidad e identificar
individuos heterocigotos, además permiten cuantificar la relación entre las
poblaciones y detectar introgresiones (Mathema, Dondorp y Imwong, 2019).
Es importante diferenciar que la
información genética que se obtiene es:
·
Razas
estandarizadas
·
Líneas
experimentales que vienen a ser comerciales
·
Aves
criollas de cada sitio
Los marcadores moleculares
contribuyen a definir la identidad de la raza, asignar individuos a su
población de origen. Todos los resultados que se obtienen proporcionan
información completa de la variabilidad genómica y la estructura de la
población de aves domésticas. Con la limitante de que no permite predecir el
rendimiento productivo y que el monitoreo de los recursos genéticos de las aves
de corral no siempre es una prioridad para ciertos países.
ADN
Mitocondrial
Las mitocondrias son organelos
intracelulares que se encuentran en el citoplasma celular. Es una molécula circular covalentemente
cerrada de tamaño pequeño (16-20 kb), conformada por un total de 37 genes (13
ARN mensajeros, 2 ARN ribosomales, 22 ARN de transferencia); y una región
conocida como la región control (1 Kb) o D-loop que
controla la replicación y transcripción en la molécula, tiene una tasa
excepcionalmente alta de sustitución y de polimorfismos en muchos taxones (Serna-Lagunes
et al., 2015).
El ADN mitocondrial (ADNmt) tiene una
serie de particularidades con respecto al ADN nuclear: sus genes no poseen
intrones, las dos cadenas de ADN se denominan ligeras (L) y pesadas (H) siendo
una rica en purinas y otra en pirimidinas, su herencia es exclusivamente vía
materna, sin recombinación. El ADNm de los
vertebrados es un ADN de doble cadena y bucle cerrado, que puede
autorreplicarse y una herencia matrilineal (Yan y
Chen, 2020).
La utilización de genética molecular
permite estimar un grado de aislamiento entre una población o grupo de
poblaciones que admite un acceso más directo para el conocimiento de su legado
evolutivo y la diferenciación intraespecífica heredable (Meydan, Jang,
Yıldız y Weigend, 2016). Dentro de sus características se
puede mencionar que es de evolución rápida, estructura molecular simple, alta
tasa de sustitución nucleotídica, presenta herencia clonal matrilineal
(herencia es exclusivamente vía materna), ausencia de recombinación, no es
específico de tejidos y presenta una alta correspondencia en mamíferos y la
mayoría de los otros vertebrados (Sargin et al., 2020).
El ADNmt es uno de los marcadores más
utilizados para estudios de domesticación y relaciones filogenéticas; por sus
características y funciones específicas, se conserva evolutivamente lo
suficiente para permitir la identificación de la población ancestral que da
origen a la población en estudio y distribución de los animales domésticos, es
variable y está estructurado geográficamente, lo cual permite la localización
aproximada del sitio de domesticación, evoluciona rápidamente a una tasa
constante (Raza et al.,
2019). Una de
las aplicaciones es conocer la historia de la domesticación animal del ganado (Colli et al., 2015), perros, equinos y porcinos ( Elad et al., 2020).
Además, cobra un papel preponderante en estudios de genética
intraespecífica de especies con prioridades de manejo y conservación (Sargin et al.,
2020).
Los estudios de ADNm
en aves se basan en secuencias de la región de control (parcial) (CR; D-loop: posición de nucleótidos 1–1232; NC_007235 (Nishibori, Shimogiri, Hayashi y Yasue, 2005).
En cada una de las razas de aves; el
genoma mitocondrial presenta diferencias, de las cuales, algunas de ellas
recién han completado sus secuencias. Chang y Larracuente,
2019, fueron los
primeros en clonar y secuenciar el genoma mitocondrial de las aves de raza Leghorn con una longitud de 16.775 pb. (Bao
et al., 2008) secuenciaron ADN
mitocondrial (ADNmt) de aves Shouguang y Silky, que consisten en 16 784 pb y 16 785 pb de longitud,
respectivamente, además del genoma mitocondrial de aves tibetanas que varía de
16 784 pb a 16 786 pb. (Yan et al.,
2020) indicaron que la longitud total del genoma mitocondrial de aves Daweishan Mini era de 16 785 pb, (Xie
et al., 2016) secuenciaron el genoma
mitocondrial de aves Cenxi con una longitud de 16 786
pb (Avadanei, Giusca, Negura y Caruntu, 2018).
El ADN mitocondrial y su región D-Loop en el pollo doméstico, poseen mayor tasa de evolución
en comparación con el ADN genómico, menor dificultad para su obtención; por lo
que varias poblaciones locales de aves se evalúan e identifican sus orígenes
geográficos (Meydan, Jang, Yıldız y Weigend,
2016; Malomane et al., 2019; Islam, Osman y Nishibori,
2019); de los
cuales existen dos hipótesis diferentes. La primera fue el origen monofilético
en el que una subespecie de aves de la selva roja (JF) (G. g. Gallus) fue el principal progenitor de todas las
aves domésticas, cuyo evento de domesticación sería el sudeste asiático (Meydan, Jang,
Yıldız y Weigend, 2016). La segunda sería el origen
múltiple en el que las aves pudieron ser domesticadas desde múltiples sitios
geográficos de origen en el sur y sudeste de Asia, lo que favorece los orígenes
polifiléticos (Islam, Osman y Nishibori, 2019).
CONCLUSIONES
El empleo de técnicas moleculares
proporciona medidas objetivas de la diversidad entre y dentro de razas, permite
estudiar las relaciones genéticas entre ellas, así como evidenciar atributos
genéticos únicos o fenómenos de aislamiento genético en el pasado.
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Contribución de los autores
La
participación de los autores fue la siguiente: Concepción y diseño de la
investigación: AVG, GEGV; análisis e interpretación de los datos: AVG, GEGV;
redacción del artículo: AVG, GEGV.
Conflicto de intereses
Los autores declaran que no existen
conflicto de intereses.
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, Guillermo E Guevara
Viera **