Sin lugar a dudas, los usos potenciales de la genética molecular en el campo de la ganadería y agricultura, van mucho más allá de la producción de animales portadores de genes exógenos, con relativa o mucha importancia comercial. La caracterización de genes que codifican caracteres cuantitativos con importancia económica o de genes causantes de enfermedades congénitas ha llegado a tener tanta o más importancia que la generación de animales transgénicos.

Enfermedades infecciosas o parasitarias han arrasado más de una vez con la población mundial, matando o debilitando a miles de habitantes. Por su parte las enfermedades genéticas, aunque menos diseminadas, producen un resultado similar, afectando poblaciones humanas y animales.

Estos hechos han convertido a las técnicas de genética molecular y biotecnología en herramientas fundamentales para la detección y tratamiento de estas enfermedades no sólo en la especie humana, sino que ahora han ingresado al mundo de la veterinaria.

Hasta hace algunos años, sólo se podía saber que un individuo había heredado tal o cuál enfermedad genética, cuando los síntomas se hacían evidentes y sólo podía darse una estimación de la probabilidad de que sus hijos heredaran un desorden en particular. Usando las nuevas técnicas de la ingeniería genética, es posible localizar y analizar un gen entre miles, utilizando la Reacción en Cadena de la Polimerasa (PCR, del inglés Polimerase Chain Reaction) o construyendo y usando sondas genéticas. Pero

¿Qué es una sonda genética? Una sonda genética consiste en un fragmento de ADN complementario a la secuencia que se busca y a la que se unirá de manera específica. La unión al ADN, puede detectarse marcando la sonda con 'etiquetas químicas' (Fig. l). Estas etiquetas pueden ser moléculas marcadas con radiactividad o moléculas portadoras de átomos fluorescentes que pueden ser detectadas por autorradiografía la primera o con detectores de fluorescencia las segundas.

Gel de poliacrilamida al 6% teñido con plata, mostrando una de las variantes de SSCP detectadas en la region control (D-loop) de la mitocondría. en caballo chileno. Los carriles 1-7 muestran los resultados de PCR-SSCP para diferentes individuos. A y B son las reacciones de PCR control (sin ADN)

El uso de PCR y de sondas moleculares que reconozcan secuencias de ADN asociadas a enfermedades genéticas, permite detectar al gen involucrado, en cantidades ínfimas material genético obtenido de tejido de adultos o de embriones de humanos y animales. Enfermedades como la Deficiencia de Adherencia Leucocitaria en bovinos o el Síndrome de Hipertermia Maligna en porcinos (Síndrome de Estrés Porcino), pueden ser identificadas y diagnosticadas rápidamente de tal modo que los individuos portadores pueden ser eliminados, evitando que la enfermedad se propague en la población al ser trasmitida a la progenie.

Por otra parte, en el área de la producción animal, es de máxima importancia contar con un buen método que permita la identificación inequívoca de los animales y sus productos, a fin de obtener una selección exacta del o los caracteres deseados y productos de alta calidad. A la luz de una creciente demanda por mejores productos, debemos disponer de técnicas rápidas y efectivas en la identificación de individuos. Métodos de identificación tales como la tipificación de grupos sanguíneos y polimorfismos bioquímicos han resultado bastante útiles, pero el poder de discriminación de estas técnicas es menor si se compara con el uso de marcadores moleculares.

De los párrafos anteriores se desprende que en el ámbito del quehacer veterinario hay tres áreas en que las técnicas de la biología molecular resultan ser importantes herramientas:

- identificación de individuos y sus productos - detección y diagnostico de enfermedades tanto genéticas como infecciosas - selección de individuos portadores de un genotipo especifico como progenitores en programas de mejoramiento genético

La información genética de un organismo dado está contenida en el ADN (ácido desoxirribonucleico) que se ubica en el núcleo de cada célula de este organismo. Esta molécula es una larga doblehebra enrollada en una espiral que gira a la derecha, denominada a-hélice. Cada una de las hebras que estructuran esta doblehebra, es una cadena de unidades denominadas nucleótidos.

Por su parte, un nucleotido está formado por una azúcar, un grupo fosfato y una de cuatro diferentes bases nitrogenadas. Estas bases son representadas de manera simple utilizando la inicial en mayúscula de su nombre, de modo que:

A: Adenina T: Timina G: Guanina C: Citosina.

Las dos cadenas de nucleótidos de esta doblehebra se mantienen unidas por interacciones que se forman entre las bases de las hebras opuestas, de modo que A siempre aparea con una T y C con una G (se denomina apareamiento según el modelo de Watson y Crick). Esto significa necesariamente que la secuencia de una hebra lleva implícita la secuencia de la hebra opuesta. Además dentro de una misma hebra, la información contenida en una sección del ADN está dada por el orden exacto en que se ubican los nucleótidos en esa sección.

Aunque todos los organismos de una misma especie tienen características comunes, los genes que codifican para esas características y la naturaleza misma de la característica no son idénticas en todos los individuos, pues en millones de años de evolución se han ido produciendo pequeños cambios en los genes que codifican para características individuales, los que han sido heredados a las generaciones siguientes.

En la mayoría de los casos estos cambios no son perceptibles, pues el gen alterado funciona tan bien o mejor que otros genes en la población. Sin embargo, algunos cambios resultan deletéreos ya que producen enfermedades genéticas que suelen diezmar no sólo a la población humana sino que también los rebaños de animales de interés doméstico, provocando grandes pérdidas en la producción ganadera.

Marcadores moleculares

En la última década se han desarrollado varias tecnologías basadas en el estudio del ADN para la tipificación de loci polimórficos; son los denominados marcadores moleculares. Estas técnicas utilizan los fundamentos de la técnica de PCR y las más usadas incluyen polimorfismos en el largo de fragmentos de restricción (RFLP), número variable de secuencias nucleotídicas repetidas en tandem (VNTR), polimorfismos conformacionales de hebra simple (SSCP), electroforesis en gel denaturante en gradiente (DGGE), amplificación al azar de ADN polimórfico (RAPD) y por último, los métodos que usan el polimorfismo de secuencias nucleotídicas cortas repetidas en tandem como son los microsatélites.

'Los marcadores moleculares permiten seleccionar los progenitores en un programa de mejoramiento genético'.

Los marcadores moleculares se han constituido en importantes herramientas para la identificación de individuos. Esta identificación permite:

- Seleccionar los progenitores en un programa de mejoramiento genético - Identificar el gen (o grupos de ellos) que codifican para la característica a seleccionar, pero cuyo genotipo es difícil de visualizar a simple vista. - Determinar a que variedad genética pertenece un individuo, estimar su pool genético y determinar su origen.

Cuando se desarrolla un programa de mejoramiento genético es fundamental la realización de una evaluación genética de los progenitores que van a estar involucrados, junto a una medición de aquellas características que interesan mejorar. Estas dos condiciones constituirán el pedigrí de un individuo. El pedigrí es un árbol familiar que muestra como se distribuyen en una familia, las características genéticas de sus componentes, sean estas de carácter genotípico o fenotípico.

Conocer la historia familiar de cómo se heredan ciertas características, permite desarrollar registro genealógicos, que son las bases de datos que permiten construir el pedigrí de animales denominados finos. La función de los registros genealógicos es mantener el acervo genético de especies de interés doméstico. Es así, como cada raza posee su propio registro, donde los criadores inscriben sus animales. Este registro usa criterios utilizados internacionalmente, de modo que son válidos en cualquier parte del mundo. En Chile las normas son establecidas, vigiladas y controladas por el SAG, dependiente del Ministerio de Agricultura.

Al conocerse el pedigrí de un individuo, es posible planificar los cruzamientos adecuados de modo que características fenotípicas codificadas por genes recesivos, puedan expresarse, lo que no sucede cuando un individuo es heterocigoto para una característica dada.

En nuestro laboratorio hemos comenzado a realizar experiencias preliminares en esta área. De hecho está en desarrollo un proyecto financiado por nuestra Facultad que intenta hacer estudios de variabilidad genética en el caballo chileno, utilizando la técnica basada en el PCR, denominada SSCP (del inglés, Single-Stranded Conformational Polymorphims). El marcador molecular usado en este caso es una secuencia mitocondrial de carácter hipervariable denominada Dloop y que no codifica para ningún producto génico pero que resulta útil en este tipo de estudios, ya que se ha demostrado su polimorfismo por SSCP y se ha estimado su variabilidad aplicando esta técnica para estudios basados en caballos no relacionados por línea materna.