Para que se possa empreender
um estudo de QTLs, é fundamental que se disponha de um conjunto
de marcadores genéticos. No caso da estratégia dos locos
candidatos, além do conhecimento prévio da função
dos genes envolvidos na característica fenotípica que se
deseja estudar, é fundamental que se disponha de meios para a caracterização
dos alelos desses locos que estejam segregando na população
ou linhagens estudadas.
Atualmente se dispõe
de um grande arsenal de métodos para a análise de marcadores
moleculares, entretanto, falaremos apenas sobre aqueles que são
mais empregados. A maioria dos métodos de detecção
de polimorfismos moleculares emprega a técnica de eletroforese,
cujos princípios estão ilustrados na figura abaixo:

As proteínas podem apresentar
variações alélicas em populações. Um
caso bastante clássico de um polimorfismo proteico é aquele
que é apresentado pelas hemoglobinas na espécie humana. Existe
a hemoglobina A, também chamada de hemoglobina normal e a hemoglobina
S, que em indivíduos homozigotos para essa forma apresentam a anemia
falciforme (em inglês, sickle cell anemia, daí o S).
A eletroforese permite distinguir as duas formas e a identificação
é imediata, pois a hemoglobina é muito abundante no sangue
e tem coloração avermelhada. As duas formas diferem em um
aminoácido que apresenta carga elétrica diferente, o que
resulta, como mostrado acima, em taxas de migração diferentes
sob um campo elétrico. Em geral a aplicação desse
método é restrita aos casos em que as diferentes formas sejam
detectáveis por eletroforese (substituição de aminoácidos
com a mesma propriedade podem resultar em diferenças crípticas,
ou seja, em diferenças que não podem ser detectadas). Outra
restrição diz respeito ao método de detecção,
pois os tecidos geralmente têm muitas proteínas diferentes.
Esses podem ser diretos (como no caso da hemoglobina ou do citocromo) ou
indiretos, através de colorações específicas
empregando, por exemplo, associações de anticorpos específicos
com corantes. O resultado de um experimento de eletroforese, assim como
sua interpretação em termos de genótipo, aparece como
a figura abaixo:
Na figura acima há evidências
de segregação de três alelos distinguíveis pela
migração.
Polimorfismos de isozimas.
As isozimas são formas
diferentes de enzimas. Existem várias origens diferentes para as
isozimas, mas a que pode ser empregada para estudos de segragação
são aquelas originadas por diferentes formas alélicas. As
isozimas dessa classe podem também ser denominadas pelo nome alozimas.
Como as enzimas apresentam a propriedade de catalisar uma determinada reação
química, isso propicia uma maneira de detectar a presença
da própria enzima. Na figura abaixo está esquematizado um
método de detecção de enzima que produz uma substância
colorida:

Depois de corrida a eletroforese,
o gel é tratado com o substrato específico da enzima e uma
substãncia que reage com o produto da reação com a
formação de uma substância colorida. A vantagem de
se analisar polimorfismos de enzimas é que estas têm seu papel
fisiológico em geral conhecido podendo participar da composição
do fenótipo que se deseja estudar. Entretanto, como no caso das
proteinas, as enzimas (que também são proteínas) apresentam
polimorfismos crípticos. Com o emprego de gel de amido, para uma
única eletroforese podemos estudar diferentes enzimas pois esse
tipo de gel permite seu fatiamento como abaixo:
Polimorfismos de DNA
Com o advento da tecnologia do DNA recombinante e da amplificação enzimática de DNA por PCR, existe agora uma série de métodos que permitem a caracterização de polimorfismos moleculares com a utilização de DNA. A novidade mais importante para a área é que os marcadores obtidos com tecnologia de DNA tendem a ser muito mais polimórficos que os marcadores proteicos. Com isso, o potencial do uso de marcadores é atualmente ilimitado.
A técnica de PCR
A técnica de PCR (do inglês
Polimerase
Chain
Reaction, reação em cadeia da polimerase) consiste
numa reação em que uma pequena e específica
região do genoma é amplificada por síntese pela Polimerase
do DNA.
A PCR ocorre em vários
ciclos, onde, em cada um deles, a cadeia específica teoricamente
dobra de tamanho. Atenção: a frase "reação
de PCR" é redundante, significa reação de reação
em cadeia da polimerase! Abaixo está representado um ciclo de uma
PCR, onde a polimerase do DNA é uma esfera verde, a cadeia "antiga"
é azul, um primer é azul claro e o outro é
verde, os nucleotídeos são vermelhos, assim como a cadeia
sintetizada no presente ciclo:
Abaixo, está representada
uma PCR nos seus primeiros ciclos:
Após a PCR, os produtos
da reação podem ser analisados por eletroforese, que aparece
como abaixo:

Note que nessa eletroforese aparecem diferenças em cada uma das linhas verticais, podendo haver detecção de um polimorismo em um loco específico.
Microssatélites
Microssatélites, também
conhecidos como polimorfismos VNTR (do inglês Variable Number
of Tandem Repeats, número variável de repetiçoes
em tandem) do tipo STR (do inglês Short Tandem Repeats,
repetiçoes pequenas em tandem) são os marcadores moleculares
mais empregados em estudos de QTLs pois são fáceis de se
estudar por PCR e existem em vários organismos de interesse para
melhoramento genético. Apresentam um nome esquisito por razões
históricas. Quando se fazia a análise de DNA por ultracentrifuçação
em gradiente de Cloreto de Césio (que separa o DNA por sua densidade)
apareciam bandas que ficavam ao lado da banda principal. A essas bandas
foi atribuído o nome de DNA satélite, pos pareciam pequenos
satélites ao lado de um planeta. Mais tarde esse DNA foi caracterizado
como constituíndo-se de DNA repetitivo. Depois se descobriu que
as repetições podiam ser longas (satélites), curtas
(minissatélites) ou muito curtas (microssatélites). Apesar
de serem fáceis de se analisar, o procedimento para podermos conseguir
uma série de marcadores de microssatélites para uma espécie
onde isso não tenha sido feito é muito trabalhoso.
Vamos mostrar as etapas através das ilustrações
abaixo.
Normalmente aparecem "sombras"
tal como na autorradiografia esquematizada acima pois a polimerase "erra"
às vezes pois "escorrega" em regiões repetitivas. Mas o mais
importante dos microssatélites é que, após feitos
os procedimentos para obter primers adequados, e se estes estiverem publicados,
um laboratório modestamente equipado pode proceder com estudos de
variação genética. No caso de haver disponibilidade
de analisadores automáticos, um grande número de análises
podem ser feitas, e o resultado é representado da seguinte forma:
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