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Consejo Nacional para el Entendimiento Público de la Ciencia.

Biotecnología: el escalón que utiliza la ganadería de bovinos para alcanzar el mejoramiento genético


Francisco Alejandro Paredes Sánchez + Centro De Biotecnología Genómica, Instituto Politécnico Nacional

El modo de vida urbano y seden-tario de la compleja sociedad en la que hoy vivimos tiene sus raíces en la domesticación de animales. El hombre primitivo, para conseguir alimento y vesti-do, comienza a cazar, sin em-bargo al pasar el tiempo tiene que restringir su dieta a algunos animales salvajes y adaptar su comportamiento para asegurar el abastecimiento de sus necesi-dades. Estos eventos son los que dan origen a la domesticación (Gillespie, 2009).

Las principales especies domésti-cas que se manejan hoy en día en la ganadería, como ovinos, caprinos y bovinos se encuentran en el suborden de los rumiantes; tras 10, 000 años de do-mesticación el ganado bovino ha logrado convertirse en una de las especies domesticas más impor-tantes ya que puede ocupar una enorme diversidad de climas y transformar forraje de mala cali-dad en energía, musculo y leche, además de proveer ropa y ali-mento, también es utilizado como poder de trabajo y ha alcanzado tal importancia que logra cubrir necesidades culturales y religio-sas (Elsik, 2009).

Durante el periodo de su domes-ticación, se aprendió a seleccio-nar a los animales de acuerdo a ciertas características deseables, dependiendo del propósito. Y como resultado de esta crianza selectiva, razas características comenzaron a desarrollarse, reportándose en la actualidad la existencia de más de 800 razas, que representan un importante legado mundial, las principales formas de ganado existentes en el mundo provienen de las razas, Bos taurus de origen Europea-Africana y Bos taurus indicus proveniente de Asia, cuyo mane-jo está íntimamente relacionado con las tradiciones, economía y condiciones climáticas del lugar de origen, modificando así, la forma en que son usados, cria-dos y alimentados, sin embargo
los principales sistemas de ma-nejo se clasifican con enfoques de producción de carne y de doble propósito (Fries, 1999).

Fenómeno llamado “Revolución Ganadera”
A nivel mundial la producción ganadera de bovinos se ha con-vertido en uno de los sectores agrícolas más importantes, ya que representa más de 1/3 del PIB de países en desarrollo y está creciendo más deprisa que cualquier otro sector, ya que el aumento en la población mundial (~7 mil millones de habitantes según la ONU), la marcada ten-dencia de los países hacia la urbanización aunado al aumento de ingresos y cambios en los estilos de vida de las personas, han favorecido un enorme y rápi-do aumento en la demanda de productos de origen animal (ej. leche y carne) y se prevé que para el 2020, la ganadería sea la actividad económica preponde-rante, a este fenómeno se le ha denominado revolución ganadera (Fig.1.) (Ruane, 2003).


Desafíos y medios para superarlos

Por lo tanto será necesario aumentar considerablemente la productividad de los bovinos, utilizar más eficazmente los re-cursos escasos y generar ingre-sos para una población agrícola en aumento.
Las herramientas biotecnológicas basadas en el análisis del ADN, hoy en día son fuente de innova-ción y han tenido profundos efec-tos en el crecimiento del sector pecuario, principalmente en áre-as claves como: reproducción, salud, nutrición, genética y mejo-ramiento animal, cuyo objetivo final es obtener animales más productivos que sus progenitores, más resistentes a enfermedades y con una mayor eficiencia repro-ductiva, ofreciendo tecnologías que permiten transportar y con-servar material genético (ej. se-men) de formas de las que se puede disponer con relativa facili-dad en cualquier momento, per-mitiendo así incrementar las tasas anuales de mejoramiento genético, ocasionando un au-mento en la producción del sector ganadero. Entre tales herramien-tas biotecnológicas destacan, la inseminación artificial, transferen-cia de embriones, diagnostico y epidemiologia basados en técni-cas moleculares y vacunas re-combinantes (Uffo, 2011).

¿Pero qué es la Biotecnología y cuál es su relación con el proceso de do-mesticación y mejoramiento genético?
La biotecnología ha sido definida como una “tecnología basada en biología” (Van Eenennaam, 2006), haciendo evidente que los criadores de ganado han utilizado a la biotecnología animal desde los ini-cios de la domesticación, ya que en las técnicas tradicionales de selección animal para enfocar el desarrollo de un animal de acuerdo a una característica deseable (ej. producción de carne y leche), estos eran seleccionados y cruzados basándo-se únicamente en la observación de los atributos físicos, sin conocimiento alguno de lo que pasaba a nivel molecular y este proceso de selección y cruza dio como resultado un indudable mejoramiento animal que se ve reflejado como ya se menciono en la existencia de las más de 800 razas de ganado con características productivas particulares, por ejemplo en los animales destinados a la producción de carne podemos encontrar en la subes-pecie Bos taurus taurus las razas belga azul, Piemontese y por el otro lado las razas indobrasil y gyr dentro de los Bos taurus indicus.

Hoy en día el mejoramiento genético animal se ha definido como el proceso que consiste en aplicar principios biológi-cos, económicos y matemáticos, con el fin de encontrar estrategias óptimas de selección para aprovechar la variación genética existente entre individuos de una raza, entre razas y sus cruzas (Montaldo, 1998).

La mayoría de los rasgos económicamen-te relevantes en producción bovina rela-cionados con la producción de leche y carne, la fertilidad, crecimiento, resisten-cia a enfermedades y salud animal, son poligénicos, es decir, son caracteres complejos, controlados por un número elevado y aún no determinado de genes, que interactúan entre sí y con el medio ambiente, por lo tanto los métodos tradi-cionales para mejoramiento genético no son prácticos cuando se trata de este tipo de características (Timaure, 2008).


Las características productivas además de ser gobernadas por la in-teracción de múltiples genes ¡puede darse la existencia de variaciones en ellos!

Debemos saber, que los bovinos al igual que todos los seres vivos se hallan cons-tituidos por células, en ellas se encuentra el ADN, material genético que contiene genes (secuencias de ADN) los cuales poseen la información necesaria para la fabricación de proteínas (producto funcio-nal de un gen) cuya interacción va a dar como resultado un fenotipo, es decir, todo aquello que podemos ver a simple vista del animal, sin embargo, estos genes pue-den tener formas alternativas dentro de los individuos (alelos) originadas a partir de mutaciones esporádicas que con el tiempo y la selección, se fueron fijando en la po-blación, las cuales pueden producir diferen-cias en la cantidad o tipo de proteína pro-ducida por un gen especifico lo que puede afectar la productividad o apariencia (fenotipo) de los individuos que llevan dife-rentes alelos.

En el año 2003 surge la iniciativa para secuenciar, ensamblar y anotar el genoma bovino (totalidad de ADN en una célula), los resultados de este proyecto, disponibles en internet, mostraron que su genoma posiblemente contenga como mínimo 22,000 genes (Elsik, 2009). Así que debido a esta enorme cantidad de genes que pro-bablemente existen, a las interacciones gen-gen y gen-ambiente que se establecen y que probablemente son responsables de la variabilidad en las características poligé-nicas, las estrategias de búsqueda genéti-ca para identificar las secuencias concretas de ADN o genes responsables del efecto positivo sobre un carácter, son vitales. Sin embargo dentro de la Biotecnología, un área que ha crecido enormemente es la genética molecular (marcadores genéticos, mapas genéticos, secuenciación de DNA, tecnologías de expresión génica y proteica) que ofrece en la actualidad la capacidad de "leer" directamente la información genética del ADN, identificando de esta manera diferencias en las regiones del ADN que influyen sobre las características productivas, de tal manera que se pueda observar si un animal está portando un segmento de ADN que está positiva o negativamente asociado con el rasgo de interés proporcionando así herramientas de selección basa-das en estas secuencias, que al complementarse con los métodos tradicionales de selección como lo son los DEP’s y BLUP se lleve a cabo una selección más precisa de animales con el mejor mérito genético y final-mente se logre alcanzar el mejoramiento genético (Fig.3.) (López-Zavala, 2007).


¿Qué hace en la actualidad la Biotecnolog-ía para encontrar los genes cuya interac-ción da lugar a la variación de las diversas características complejas?
Utilizando complicados métodos estadísticos, la genética cuantitativa llega a considerar ¡Como una “caja negra”! el poder revelar el grado de contribución de todos los genes asociados a la variación de una característica compleja y cuantitativa, ya que tal estrategia podría no descomponer de forma indepen-dientemente el efecto individual de los genes sobre la característica investigada. Esta situación ha cambiado ya que ahora es posible mirar dentro de esta “caja negra” con el adve-nimiento de la genómica a la genética cuantitativa  ya que le ha permitido la explo-ración de arquitecturas genéticas exactas, dándonos acceso a un número, distribución e interacción de genes que afectan la variación de la características de interés.
La contribución de los genes que están invo-lucrados en la expresión de un carácter se puede evaluar seleccionando genes candida-tos, genes que por su biología directa o indi-rectamente regulan el desarrollo de la carac-terística investigada. Este enfoque ha mostra-do ser extremadamente poderoso, para el estudio de la arquitectura genética de carac-terísticas complejas ya que es un método mucho más eficaz y económico para el des-cubrimiento directo de genes. El fundamento de esta aproximación es que la variación de una característica compleja es causada por la mutación funcional de un supuesto gen.

Este enfoque está basado en hipótesis, lo que significa que se deben conocer a priori los genes que se van a sugerir como posi-bles candidatos, por lo que estos, normal-mente son aquellos con una función biológi-ca conocida que directa o indirectamente regulan el proceso de desarrollo de la carac-terística investigada, lo cual puede ser confir-mado mediante la evaluación del efecto de variantes en los genes en un análisis de asociación (Zhu, 2007).

Por ejemplo, el gen de la hormona de creci-miento seria un candidato natural para expli-car la variación en la tasa de crecimiento o peso al destete, así las diferentes formas del gen (alelos) se utilizarían para establecer si un alelo del gen está asociado a crecimiento lento (peso al destete ligero), mientras el otro alelo está asociado con crecimiento rápido (mayor peso al destete) (Casas, 2006).

Sin embargo, independientemente de la estrategia que se utiliza, para el futuro, los avances o intentos de la Biotecnología por desarrollar herramientas que asistan a la selección de animales con características genéticas sobresalientes y así alcanzar el mejoramiento genético animal, deben de ser tomados como una forma de lograr el enten-dimiento de procesos y fenómenos aun desconocidos y así incorporar información genómica, rediseñar y mejorar los programas de manejo y mejora animal.

Palabrario
BLUP (best lineal umbiased production): modelo poligénico de características cuantitativas que emplea la información fenotípica y el pedigrí para establecer valores de crianza individuales en los animales para llevar acabo selección.
DEP’s: diferencia esperada en la progenie, es un método para inferir el merito genético.
Genética cuantitativa: es la rama de la genética que se encarga del estudio de los caracteres controlados por muchos genes, denominados poligénicos, y de sus propiedades genéticas en las poblaciones.
Genómica: es el conjunto de ciencias y técnicas dedicadas al estudio integral del funcionamiento, el contenido, la evolución y el origen de los genomas.

Fuentes.
Cómo citar este artículo ISO690.
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