Marcador molecular pode ser considerado qualquer fenótipo molecular oriundo de um segmento específico de DNA, correspondente a regiões expressas ou não do genoma (Ferreira & Grattapaglia, 1996). Quando os marcadores moleculares apresentam um comportamento Mendeliano simples, eles podem ser empregados como marcadores genéticos. Outra característica muito importante dos marcadores moleculares é que os mesmos,em geral, não influenciam na variação fenotípica. Segundo os mesmo autores (1998), inicialmente foram desenvolvidos os marcadores genéticos isoenzimáticos, que se comportam como caracteres mendelianos simples e co-dominantes, permitindo a identificação de genótipos homozigotos e heterozigotos. Também
18 denominados marcadores de proteínas, ou marcadores bioquímicos, inúmeras investigações têm feito uso desta técnica.
Uma das técnicas que permitiu que os estudos com marcadores moleculares se desenvolvessem foi à amplificação do DNA a partir da PCR (Polymerase Chain Reaction – Reação em Cadeia da Polimerase), criada por Kary Mullis em 1983. Desde sua concepção, esta tecnologia causou uma verdadeira revolução na biologia. A facilidade, rapidez, versatilidade e sensibilidade da PCR a torna particularmente poderosa para estudos genéticos moleculares envolvendo grande número de indivíduos de qualquer organismo vivo (Ferreira & Grattapaglia, 1998; Nicholas, 1999). Cada vez mais, a técnica de PCR esta sendo aplicada em diagnóstico e na detecção de determinados genes (tanto favoráveis quanto danosos) em animais domésticos (Nicholas, 1999). Esta técnica promove a síntese enzimática in vitro de milhões de cópias de um segmento específico de DNA (Ferreira & Grattapaglia, 1998; Nicholas, 1999; Ramalho et al., 2000), requerendo pequenas quantidades de DNA, sem que necessariamente apresentem altos graus de pureza (Ramalho et al., 2000). A duplicação do DNA in vitro ocorre de forma semelhante ao que ocorre dentro da célula, exigindo basicamente os mesmo componentes: DNA molde, desoxiribunucleotídeos trifosfatados (dATP, dCTP, dGTP, dTTP), DNA polimerase, iniciadores oligonucleotídeos (primers). A PCR inclui, em geral, de 30 a 45 ciclos repetidos de amplificação, com três etapas em cada ciclo: inicialmente a desnaturação do DNA a temperaturas que podem variar de 90 a 95ºC, em seguida o anelamento dos primers a uma temperatura que depende do primer utilizado e, por último o alongamento da cadeia pela enzima a 72ºC (Sereno, 2002).
Marcadores microssatélites, também denominados STR (Short
Tandem Repeat – Repetições Curtas em Tandem), SSRP (Simple Sequence Repeat Polymorphism – Polimorfismo de Seqüências Repetidas Simples) ou STMS (Sequence Tagged Microsatellite Sites – Sítios de Microssatélites Marcados por Seqüência) compreendem as repetições em tandem de menor tamanho, tipicamente de um a quatro ou seis pares de nucleotídeos. São amplamente utilizadas para estudos de caracterização, identificações
19 individuais, provas de paternidade, construção de mapas genéticos, estudo de genética de populações (Ferreira & Grattapaglia, 1998; Cañon et al., 2000; Bjornstad, Gumby & Roed, 2000; Cunningham et al., 2001) para identificação de raças (Bjornstad & Roed, 2001; Cañon et al., 2000) bem como para testes de associação para identificar regiões ligadas a um fenótipo de interesse (Collins et al., 1997).
As principais vantagens desta técnica residem em sua expressão co- dominante, hipervariabilidade, alto grau de polimorfismo alélico, ou seja, são multi-alélicos, e possibilidade de ampla cobertura do genoma (Powel et al., 1996; Ferreira & Grattapaglia, 1998; Guimarães, 2001), razões pelas quais vem sendo empregada no estudo da diversidade genética nas diversas espécies domésticas (Morera et al., 1999; Cañon et al., 2000; Cunningham et al., 2001). Outra vantagem desta classe de marcadores, citada por Guimarães (2001), está na possibilidade de maior automação das análises por incorporação de seqüenciadores automáticos equipados com programas para análise de fragmentos. Estes equipamentos permitem inclusive que se façam análises
multiplex, com amplificação e análise conjunta de vários sistemas de microssatélites com alto grau de confiabilidade nos resultados obtidos.
Como estão presentes em todos os organismos e espalhados abundantemente pelo genoma, pode-se admitir que existam microssatélites próximos a regiões cromossômicas ainda não identificadas que influenciam a variação das características quantitativas, ou seja, QTLs. Partindo desta premissa, pode-se relacionar QTLs às características econômicas pela presença de um marcador tipo microssatélite que seja ligado a esta região genômica (Guimarães, 2001).
Os marcadores microssatélites são uma poderosa ferramenta para avaliar variabilidade genética dentro e entre rebanhos e para selecionar animais desde grupos divergentes para maximizar a variação genética e consequentemente o fitness (Smith, et al., 1998; Goudet & Keller, 2002). Com a utilização de marcadores microssatélites é possível realizar análises de exclusão de paternidade com alto grau de certeza (ex., Paiva et al., 2004).
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2.6. Desequilíbrio de ligação
O desequilíbrio de ligação (DL) é uma medida de independência entre alelos de dois ou mais locos (Hartl, 1987). Se dois alelos de locos distintos são encontrados segregando juntos num grupo de indivíduos analisados mais frequentemente do que seria esperado pelos simples produto das suas freqüências, diz-se que estes alelos estão em desequilíbrio de ligação (Grattapaglia & Ferreira, 2006). A vantagem em potencial do mapeamento de DL sobre o mapeamento de ligação convencional está na utilização da história meiótica, a qual providencia um mapeamento de alta resolução (Risch & Merikangas, 1996). O poder do método de mapeamento de DL depende de parâmetros populacionais, tal como freqüências alélicas do marcador e do loco da característica, bem como do nível de DL. A resolução depende da extensão do desequilíbrio entre um marcador e o loco da característica (Tenesa et al., 2002).
O coeficiente de desequilíbrio de ligação (D’) é estimado como a diferença entre a probabilidade de observar dois alelos no mesmo haplótipo e a probabilidade de observá-los independentemente na população, ou D’= f (A1 B1) – f (A1)* f (B1), em que A e B referem-se a dois locos, com alelos “1” e “2”, e f (x) é a freqüência do genótipo ou alelo na população (Zondervan & Cardon, 2004). O valor de D’ próximo à zero é evidência da independência dos locos, ou seja, do equilíbrio, já a medida que se aproxima de 1,0 é evidência de associação, isto é, de desequilíbrio (Grattapaglia & Ferreira, 2006). Kalinowski & Hedrick (2001) sugeriram que o tamanho da amostragem poderia afetar a acurácia da estimativa da freqüência gamética e os valores de D’.
A extensão de DL pode variar ao longo do genoma e, do ponto de vista populacional, dentro e entre diferentes populações da mesma espécie (Nordborg et al, 2002). Forças evolutivas como recombinação, seleção natural, deriva genética, mutação, padrões de acasalamento ou migração têm importante impacto no padrão de DL numa população (Grattapaglia &Ferreira, 2006). Em animais domésticos espera-se a extensão do DL que seja maior do que em humanos, em razão das forças que produzem o DL (miscigenação,
21 seleção e pequeno tamanho efetivo populacional) (Nsengimana, et al., 2004). Altos níveis de DL foram encontrados numa extensão de vários cM em bovinos (Farnir et al., 2000), ovinos (McRae et al., 2002), suínos (Nsengimana et al., 2004) e eqüinos (Tozaki et al., 2005).
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3. OBJETIVOS
Objetivo geral:
Estudar o padrão de amplificação e diversidade de locos de microssatélites no cromossomo 20 de ovinos.
Objetivos específicos:
1. Associar a variabilidade genética de 13 loci de microssatélites com características de desempenho em pelo menos dois rebanhos da raça Santa Inês e cruzados;
2. Associar a variabilidade genética de 13 loci de microssatélites com resistência à parasitas gastrintestinais em pelo menos dois rebanhos da raça Santa Inês e cruzados;
3. Avaliar 13 loci de microssatélites para estudos de diversidade genética e manejo de rebanhos dentro da raça Santa Inês.
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4. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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