Frecuencia alélica del gen de la k-caseína bovina en un rebaño Frisón Negro Chileno
RESUMEN: La caseína es la
principal proteína presente en la leche de
bovinos. Está constituida por una familia de
proteínas, que a su vez existen en varias
formas moleculares. Variantes genéticas de estas
proteínas se han asociado a la calidad y
cantidad del queso obtenido con este tipo de leche.
El objetivo del
presente estudio tuvo por finalidad establecer las
metodologías de trabajo que
permitan la identificación de las formas alélicas
prevalentes de la k-caseína para ser aplicadas al
mejoramiento genético y avanzar en la selección
de caracteres de importancia económica en el ganado
lechero. Junto con ello, determinar la frecuencia
genotípica y alélica de este gen en el
rebaño de pedigree de Carillanca.
En este trabajo se utilizó el procedimiento de
amplificación por PCR para determinar la frecuencia
alélica del gen de la k-caseína bovina en un rebaño de
bovinos Frisón Negro Chileno. Se amplificó por PCR
un fragmento de 350 pb del gen bovino de la k-caseína. El alelo A
presenta 2 sitios de reconocimiento para la enzima de
restricción HINF I, uno en la posición 134 y
un segundo sitio en la posición 266. El alelo B presenta
sólo este último. Así, la digestión
con HINF I del alelo A origina bandas de 84, 132 y 134 pb
respectivamente y la digestión del alelo B, produce bandas
de 84 y 266 pb respectivamente.
La distribución de los diferentes genotipos en
esta raza lechera varió levemente con respecto a los
estudios realizados en Dinamarca y EE.UU., sin embargo, la
frecuencia alélica de cada gen no se diferencia
mayormente.
Palabras claves: k-caseína, PCR, genotipo.
SUMMARY: Allelic frequency of the
bovine k-casein
gen in a Frisón Negro Chileno dairy herd
Caseins are a family of milk proteins that exist in
several molecular forms and are the main proteins present in the
bovine milk. Genetic variants of these proteins have been
associated with the quality and quantity of cheese derived from
milk. Genotypes of 278 Frisón Negro Chileno cows were
determined for k-casein by restriction fragment length
polymorphism analysis of amplified DNA. A 350 bp fragment of the
genomic bovine k-casein gene was amplified by PCR. Two HINF
I sites were found in the amplified fragment of allele A, one
at position 134 and one at position 266; only the latter site is
present in allele B. Thus, digests of alleles A yielded 84 bp and
132/134 bp bands and digests of alleles B resulted in 84 bp and
266 bp bands. These bands, and thus genotypes AA, AB and BB, were
recognised by agarose gel electrophoresis and ethidium-bromide
staining. This technique was used to determine the
k-casein allelic
frequency in a Frisón Negro dairy herd.
The distribution of genotypes was slightly different,
and the gene frequencies similar to those reported in the
literature.
This molecular genetic technique based on molecular
markers allows direct genotyping for milk k-casein with certainty and
accuracy in bulls and females to be used in programs of dairy
cattle improvement. Therefore, an early and precise
identification of milk protein genotypes should have a direct
impact on dairy cattle breeding strategies.
Key words: k-casein, PCR, genotype.
Introducción
El mejoramiento de la calidad de la leche y sus
propiedades de elaboración es una meta que desde hace
muchos años encaran diferentes grupos de
investigadores distribuidos en todo el mundo (Aschaffenburg,
1968; Grosclaude, 1988).
En Chile, el rubro leche juega un rol preponderante en
el sector silvoagropecuario, estimándose que el 49.4% de
la producción de leche de la IX y X Regiones
se destina a producción de quesos y leche en polvo (ODEPA,
1997). Por lo tanto, para estas regiones el contenido de
sólidos de la leche y particularmente la fracción
proteica debiera tener prioridad dentro de los planes de
mejoramiento bovino. Por otra parte, debido a los efectos
perjudiciales que se asumen para la salud humana a consecuencia
del alto consumo de
grasas y
colesterol, los cánones de consumo están marcando
una clara tendencia a la disminución del contenido de
grasas y a un aumento en el contenido y calidad proteica de la
leche (Bradley, 1989; Hettinga, 1989). Actualmente, el 95% de las
proteínas de la leche bovina han sido caracterizadas y
clasificadas de acuerdo a sus propiedades bioquímicas. La
caseína ha sido la más estudiada y es la
proteína de mayor importancia para la industria
lechera. Comprende cuatro principales familias de
polipéptidos: αs1, αs2, β y
κ representando cerca del 80% del total de las
proteνnas de la leche (Stewart y col., 1984). El
20% restante corresponde a las dos principales proteínas
del suero, α-lactoalbúmina y β-lactoglobulina.
(Jenness, 1996). A su vez, cada una de estas proteínas
posee diferentes variantes alélicas que son el resultado
de la sustitución de unos pocos aminoácidos dentro
de la secuencia proteica (Aschaffenburg, 1968). Tales variantes
alélicas están estrechamente relacionadas con la
calidad de la leche y especialmente con sus propiedades de
elaboración. De esta forma, en el caso de la
κ-caseνna, la variante alélica B
está asociada con un incremento en el rendimiento de los
quesos. Así, quesos producidos con este tipo de leche
poseen un mayor contenido proteico, mayor rendimiento y mejor
calidad que aquellos quesos producidos desde leches que poseen la
variante alélica A. Tecnológicamente, en la
elaboración de quesos, en base a leche con la variante
alélica B de la κ-caseína, se produce una
cuajada más firme, hay un menor tiempo de
coagulación y un mayor rendimiento bruto de
queso.
Las diferentes variantes genéticas de
caseína son controladas por genes autosómicos, los cuales son transmitidos
desde los padres a la descendencia en forma mendeliana
(Aschaffenburg, 1968). En el caso de la κ-caseína,
los bovinos heredan de cada progenitor un alelo A o B,
conformándose así los genotipos homocigotos AA o
BB, y el genotipo heterocigoto AB. Para poder
seleccionar los toros en base a estos genotipos se utilizan
pruebas de
progenie muy extensas y que en general demandan entre 6 y 7
años (Medrano y Córdova, 1990). El prolongado
período de tiempo requerido para tales propósitos
hace poco práctico establecer programas de
mejoramiento genético conducentes a incrementar la
frecuencia génica de algún alelo deseado en la
población. Aún más, la
caracterización genotípica en las hembras se limita
al período de lactancia, por
lo que indefectiblemente debe esperarse a contar con animales adultos
para poder estudiar los perfiles electroforéticos de las
proteínas de la leche. (Schmidt, 1964). Con el
advenimiento de tecnologías de punta, como la
amplificación in vitro de ADN (PCR)
"Polimerase Chain Reaction" (Mullis y Falloona, 1987; Saiki y
col., 1988), actualmente es factible analizar directamente el
genoma, lo que permite identificar en forma precisa las
diferentes formas alélicas en el ganado lechero
.
El objetivo del presente trabajo tiene por finalidad
establecer en Chile las metodologías de trabajo que
permitan la identificación de las formas alélicas
prevalentes de la k-caseína para ser aplicadas al
mejoramiento genético y para avanzar en la
selección de caracteres de importancia económica en
el ganado lechero. Junto con ello determinar la frecuencia
genotípica y alélica de este gen en el
rebaño de pedigree de Carillanca.
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