PENGENDALIAN GENETIK DAN

LINGKUNGAN PADA CACAT WARISAN

Kusnadidi SubektiD161140061

Teknologi Rekayasa GenetikaSemester Genap 2014/2015

PENGANTAR KE GENETIKA VETERINER

BAB 11 

Pengendalian lingkungan pada cacat warisan

Hip dysplasia

Hip dysplasia

Hip dysplasia

The AM locus was mapped between [inositol(myo)-1(or4)-monophosphatase 1] (IMPA1) gene and [core-binding factor, runt domain, a-subunit 2; translocated to 1; cyclin D-related] (CBFA2T1) gene.

The genes located between IMPA1 and CBFA2T1 are the most likely candidates for chicken muscular dystrophy.

Yoshizawa et al, 2004

Muscular dystrophy pd Ayam

Muscular dystrophy pd Ayam

Matsumoto et al, 2007

DMD

(Duchene Muscular dystrophy )

Pemberian Penicilliamine Penyuntikan diphenyldantoine Latihan/exercise

Treatment Non Genetik MD pd Ayam

Pemberian protease Inhibitor

Leupeptin

Phenylketonuria

Phenylketonuria

• Sangat mungkin untuk mengurangi cacat warisan dengan cara non genetik, meskipun heritabilitas untuk liabilitas penyakit tersebut tinggi.

• Seperti kasus PKU, penghilangan phenylalanine dlm makanan dapat membantu penderitanya untuk hidup normal.

• semakin banyak yg dipelajari dari cacat warisan, maka ada kemungkinan pengobatan non genetik dapat di kembangkan.

Paradoks dari cacat warisan

•Transplantasi sumsum tulang, hati atau ginjal dapat memberikan hasil posyif pada beberapa cacat seperti Citrullinemia, Haemolytic anemia, penyakit gaucher dan penyakit von willebrand.•Bedah perbaikan banyak digunakan khusus pd Hip dysplasia, dengan pemotongan otot pectineus, total Hip replacment, pelvic osteotomy, dan femoral head and neck osteotomy.

Transplantasi dan bedah perbaikan

•Tidak ada masalah yg timbul dimasa yang akan datang dengan pengendalian non-genetik pada cacat warisan. Sepanjang seluruh genotipe memiliki peluang yg sama mewariskan alel ke generasi berikutnya.

•Disamping itu juga secara praktis pengendalian non-genetik harus digunakan secara cermat dan hati-hati. Agar individu hewan/ternak yg telah diperbaiki tidak memberikan kontribusi yang signifikan ke generasi berikutnya.

Pengaruh genetik dr

pengendalian lingkungan

Program ini lebih menuju pada tindakan preventif, agar individu yg mengalami cacat tidak mewariskan ke generasi berikutnya. Bentuk tindakannya adalah culling atau pengafkiran.

culling disini bukan berarti dibunuh, namun bisa saja di kastrasi ataupun dikawinkan secara cross breeding dengan tujuan menghasilkan commercial breed/strain yg tidak digunakan untuk tujuan pemuliaan.

Pengendalian Genetik pada Cacat gen-tunggal

Cacat gen-tunggal yang dapat dideteksi secara klinis sebelum usia reproduksi, masih mungkin untuk menyingkirkannya dengan cara seleksi. ( contoh : progresive retinal atrophy, retinal dysplasia, dan katarak pada anjing).Tindakan paling sederhana adalah dengan culling ternak yg terinfeksi. Jika cacat bersifat resesif, maka seleksi berusaha untuk menyingkirkan homozigot untuk alel yang merugikan. uji Halothane untuk kasus MHS pada babi merupakan salah satu bentuk skrining klinis .

Skrining (penyaringan) klinis

Prinsip utama dari pengendalian genetik pada cacat resesif sangat sederhana, yaitu bagaimana frekuensi keturunan terinfeksi dapat dikurangi menjadi nol jika seluruh perkawinan melibatkan setidaknya satu induk yang homozigot untuk alel normal. tujuan dari pengendalian genetik ini adalah untuk membedakan homozigot (non-carrier) dari heterozigot (carrier).

Prinsip umum Pengendalian Genetik pada Cacat gen-tunggal

• Melibatkan semua penelitian silsilah, dengan tujuan menduga kemungkinan bahwa calon induk yang normal adalah homozigot.

• Penggunaan matematikanya sangat rumit, meskipun secara prinsip mudah. Namun saat ini perangkat lunaknya telah tersedia untuk membantu para pemulia untuk menurunkan frekuensi alel yg tidak diinginkan tanpa dana yang besar.

• Perangkat lunak ini dapat menduga mana ternak yang mungkin bersifat homozigot untuk digunakan dalam perkawinan selanjutnya. ( contoh : SAGE V6.3)

Analisis Silsilah

Perkawinan Uji

• Perkawinan uji membutuhkan usaha, dana dan waktu yang sangat besar, namun tetap sangat berguna.

• Perkawinan uji memunculkan dua peluang. 1). Jika anak dari perkawinan uji terinfeksi dan homozigot untuk alel yg tidak diinginkan, jelaslah calon induk pasti carrier. 2). Jika anak terlahir normal, maka calon induk bisa jadi homozigot untuk alel normal atau carrier. Untuk yg carrier tetap tidak dapat dideteksi.

• tujuan perkawinan uji untuk membedakan dua alternative ini seefisien mungkin.

Perkawinan Uji

• Digunakan pada cacat yang disebabkan oleh defisiensi polipeptida yang telah diidentifikasi dengan tujuan untuk membedakan carrier atau non-carrier.

• Dilakukan pada kasus penyakit mannosidosis. Karena alel pembawa heterozigot, maka akan menunjukkan ½ level aktivitas enzim dalam plasma darah dibandingkan dengan normal homozigot.

• Kesulitan praktis yang dapat dijumpai adalah : 1). Keragaman level enzim dalam genotipe karena faktor non-genetik dan gen pada lokus lain. 2) adanya kimerisme sel darah, pada sapi terlahir kembar lebih menunjukkan aktivitas enzim pada sel darah kembarannya dibandingkan dengan dirinya sendiri.

Skrining biokimia

salah satu cara mencari penciri DNA yg bermanfaat disebut pendekatan gen kandidiat.

Penciri DNA

Penciri DNA dalam Pengendalian Cacat gen-tunggal

Penggunaan penciri terpaut dalam

keluarga

• Genotyping tetua dan moyang dari individu/ternak pada lokus penciri, dan juga ternak itu sendiri.

• Perlu juga mengetahui tetua dan moyang mana yang heterozigotpada lokus cacat.

• Menentukan alel penciri yang mana pada haplotipe sebagai alel cacat pada tetua, serta menghitung fraksi rekombinasi antara lokus penciri dan lokus cacat. Sehingga sangatlah mungkin menduga kemungkinan ternak tersebut carrier.

• Dengan cara ini jelas sekali bahwa semakin rendah fraksi rekombinasi antara penciri dan lokus cacat, semakin besar akurasi pendugaan kemungkinan genotipe-nya. Penggunaan

penciri terpaut dalam

populasi

•Konsep keseimbangan gamet (keseimbangan keterpautan).• konsep ketidakseimbangan gamet.

• Mutasi baru terjadi setiap waktu, sehingga sangatlah mungkin mutasi baru terjadi pada situs lain pada gen yang sama, meskipun mutasi kausal cacat warisa telah diidentifikasi dan digunakan sebagai dasar uji genotyping.

• Ketika mutasi baru terlacak , sangatlah mungkin menemukan polimorfisme DNA (E.g. mikrosatelite) dalam gen atau dekat gen yg bisa digunakan sebagai penciri baru.

• hambatan lainnya yg potensial dari penciri DNA adalah bahwa penciri tersebut mungkin tidak polimorfik dalam seluruh keluarga, jika keluarga tersebut adalah homozigot.

Beberapa Hambatan Potensial

Terapi Gen• Terapi Gen adalah

perluasan dari transplantasi.

• terapi gen hanya dapat dipakai pada cacat yang gen-nya diekspresikan dalam jaringan yang bisa diakses sera langsung maupun tidak langsung.

• terapi gen ini masih diragukann apakah akan banyak manfaatnya secara praktis bagi hewan domestik.

Pengendalian Genetik pada Cacat Multi Faktor

Pembedaan antara sifat yang kita inginkan (tujuan pemuliaan) dengan sifat yang sebenarnya diukur (kriteria seleksi). Contoh pada kasus Hip dysplasia antara RHD dan CHD. RHD (radiographic hip dysplasia), dijadikan pengendalian genetik pada usia muda dengan menggunakan skala acak (arbitrary scale) dan memiliki korelasi positif, dengan nilai heritabilitas 0,25-0,40.

Esensi paling sederhana

• pembibit sering dihadapkan dengan cacat warisan secara kontinyu.

• Selain pendekatan yg telah dijelaskan diatas, ada cara sederhana yang dapat diaplikasikan.

• Cara yang paling sederhana dan efektif untuk mengurangi kejadian cacat adalah menekan kejadian perkawinan kerabat (inbreeding)

Skema Jaminan

•Selalu ada pilihan untuk menyingkirkan ternak yang menunjukkan carrier untuk alel cacat, baik sebagai hasil uji atau dengan mengeluarkan turunan cacat.

Seni kemungkinan• kenyataan biologi bahwa mutasi terus terjadi kapan saja dan pada lokus apapun.

• Belajar hidup dengan alel yang merugikan.

• Harus menyadari bahwa mempunyai alel merugikan suatu ke niscayaan biologi.

Pengendalian Genetik – beberapa poin akhir

TERIMAKASIH

SEKIAN.................