Efeito do DNA mitocondrial sobre características de crescimento pré-desmama na raça Nelore

Por Ricardo José Gunski¹; Luiz Antônio F. Bezerra²; Flavio V. Meirelles³; Raysildo B. Lobo⁴

Introdução

As células da maioria dos seres multicelulares possuem as mitocôndrias que são organelas localizadas no citoplasma. São estruturas complexas responsáveis por aproximadamente 90% da energia celular consumida por um organismo mamífero. Possuem em seu interior um cromossomo circular com 37 genes, alguns dos quais responsáveis por atuar na utilização do oxigênio e formação de moléculas importantes para o funcionamento celular. Portanto, alterações no genoma mitocondrial podem trazer conseqüências para a célula, órgão ou organismo envolvido. A característica particular da mitocôndria em células de animais é que essa herança genética é passada apenas pela fêmea. Ao passo que os genes contidos no núcleo das células da progênie são combinações de genes maternos e paternos, os genes mitocôndriais são herdados da mãe.

A genética das mitocôndrias representa uma área de pesquisa de grande interesse, e controvérsias, com relação a diferentes aspectos do seu funcionamento e importância nos organismos.

Questões como e por quê as mitocôndrias requerem sistemas genéticos próprios e como têm conseguido um conjunto tão específico de genes, continuam sendo um tema de ampla discussão no campo da Biologia e da produção animal.

Em relação à produção animal, as mitocôndrias desempenham um papel fundamental, uma vez que sediam o processo da fosforilação oxidativa e, portanto, pode-se esperar, a priori, que alterações do genoma mitocondrial tenham reflexos sobre o metabolismo celular e conseqüentemente no desempenho produtivo.

Esta questão tem promovido uma importante discussão no meio científico, tendo em vista as disparidades de resultados obtidos por diferentes autores, ao avaliar o efeito da herança citoplasmática sobre o desempenho produtivo de animais domésticos (Maurer e Gregory, 1990; Hiendleder, 1996).

Por várias razões o Nelore Brasileiro representa um excelente modelo para analisar a herança citoplasmática e seu possível efeito sobre o desempenho produtivo e/ou reprodutivo. As importações de animais provenientes da Índia, que aconteceram no início da década de 60 (Magnabosco et al., 1997), foram majoritariamente de machos, os quais foram cruzados com fêmeas nativas de origem taurino e subseqüentes cruzamentos absorventes com machos zebuínos, formaram a base para o desenvolvimento do Nelore denominado puro de origem (PO).

Assim, identificando-se o tipo de mtDNA (taurus ou indicus) é possível formar dois grupos de animais, que compartilham uma elevada porcentagem de genes nucleares, porém, diferem no seu mtDNA.

Material e método

Para estudar o efeito do mtDNA sobre características de crescimento pré-desmama na Raça Nelore, foram estudados 582 animais identificados segundo o tipo de mtDNA. Traçou-se a genealogia tomando como base a linha materna de cada animal, obtendo-se um arquivo final de 6.345 indivíduos com registros de pesos aos 120 dias (P120) e um arquivo de genealogia com 9.445 animais, provenientes de diferentes rebanhos participantes do Programa de Melhoramento Genético da Raça Nelore da USP Ribeirão Preto (PMGRN).

As estimativas de parâmetros genéticos e de predições de valores genéticos foram realizadas sob Modelo Animal Completo, utilizando o software MTDFREML (BOLDMAN, et al. 1995).

Para avaliar o efeito do mtDNA sobre as características de crescimento foram propostos três modelos, descritos a seguir:

MODELO 1: O mtDNA foi incorporado aos respectivos grupos contemporâneos das características avaliadas;
MODELO 2: O mtDNA foi considerado como um efeito fixo além do grupo contemporâneo e a classe de idade da vaca ao parto;
MODELO 3: O mtDNA não foi considerado no modelo.

Os efeitos fixos considerados foram: grupo de contemporâneos (GC), constituído por animais do mesmo sexo, rebanho, regime alimentar, ano, época de nascimento e mtDNA (Modelo 1); e, classe de idade da vaca ao parto (CIVP), agrupada em 6 faixas etárias: menor que 36, de 36 a 48 (exclusive), de 48 a 60 (exclusive), de 60 a 72 (exclusive), de 72 a 120 (exclusive) e maior ou igual 120 meses de idade.

A co(variância) entre efeito direto e materno foi considerada como sendo igual a zero.

Resultados e discussão

A literatura apresenta muitos estudos, analisando o efeito citoplasmático sobre características de importância econômica nos animais domésticos. Os mesmos baseiam-se na identificação de linhagens citoplasmáticas traçando-se a genealogia dos animais até as fêmeas fundadoras do rebanho.

As estimativas de herdabilidades para P120 nos três modelos, foram semelhantes, variando de 0,22 a 0,24 (direta) e de 0,13 a 019 (materna) e encontram-se dentro dos valores para a raça Nelore.

Os valores das DEP´s classificados em percentis, são apresentados na Tabela 1. Verifica-se uma percentagem expressivamente maior de animais tipo taurus com relação ao indicus. Assim, entre os 20% dos melhores animais avaliados no Modelo 1 as percentagens de animais indicus variam entre 9,3 e 16,5% e para taurus 22,8 a 28,5%. No percentil 50%, os indicus variam entre 33 a 42% e os taurus entre 56,2 a 63,5%. Resultados semelhantes foram obtidos para o Modelo 3.

Tabela 1 – Distribuição por percentis das Diferenças Esperadas nas Progênies (DEP), para pesos aos 120 dias de idade, segundo os Modelos 1 e 3 e subespécies indicus (I) e taurus (T).

Embora estas diferenças no desempenho produtivo não possam ser diretamente relacionadas ao mtDNA, nos animais do tipo “taurus” a presença de genes nucleares de origem taurina e/ou as possíveis interações entre estes com genes mitocondriais poderiam explicar pelo menos em parte as diferenças, como também os processos de seleção que há muito tempo vêm sendo aplicados ao gado Nelore.

Agradecimentos

Os autores agradecem aos criadores do PMGRN-Nelore Brasil pela cessão dos dados, às Instituições de Fomento à Pesquisa: CAPES, FAPESP, CNPq, PRONEX e ANCP, e à Dra. Ana Rosa Zambianchi pela adequação do texto para publicação no BeefPoint.

Referências

BOLDMAN, K.G.; KRIESE, L.A.; VAN VLECK, L.D; KACHMAN, S. D.. A manual for use for MTDFREML- a set of programs to obtain of variance and covariances ~DRAF~. Lincoln, Department of Agriculture / Agricultural Research Service. 1995.

HIENDLEDER, S.. Molecular caracterization of the sheep mitochondrial genome. J. Anim. Breed. Genet. 113: 293-302. 1996.

MAGNABOSCO, C.U.; CORDEIRO, C.M.T.; TROVO, J.B.F.; MARIANTE, A.S.; LÔBO, R.B.; JOSAHKIAN, L.A.. Catálogo de Linhagens do Germoplasma Zebuíno: Raça Nelore. Cenargen, Brasília DF. pp. 11- 52. 1997.

MAURER, R.R. and GREGORY, K.E. Contributions of ovum cytoplasm, uterine environment and postnatal environment to maternal effects in beef cattle. J. Anim. Sci. 68: 2319-2332. 1990.

MEIRELLES, F.V. Herança Mitocondrial no Zebu. Ribeirão Preto, 1999. 107p. Dissertação (Doutorado em Genética) – Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto, Universidade de São Paulo, 1999.
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¹UNaM Argentina
²FMRP-USP
³FZEA-USP
⁴FMRP-USP