Genética y capas del caballo PDF

La determinación genética del color de la capa en el caballo: Bases y aplicación al caballo de la raza Pottoka. Bartolomé E.1, Azor P.1, Gómez M.D.1, Peña F.2 1 Grupo de Investigación MERAGEM. Departamento de Genética. Universidad de Córdoba. C.U....

La determinación genética del color de la capa en el caballo: Bases y aplicación al caballo de la raza Pottoka. Bartolomé E.1, Azor P.1, Gómez M.D.1, Peña F.2 1 Grupo de Investigación MERAGEM. Departamento de Genética. Universidad de Córdoba. C.U. 2 Rabanales. Ed. Gregor Mendel Pl. Baja. 14071. Córdoba. E-mail: [email protected]; Grupo de Investigación MERAGEM. Departamento de Producción Animal. Universidad de Córdoba. C.U. Rabanales. 14071. Córdoba 1 1.‐ INTRODUCCIÓN La coloración de los faneros en los mamíferos, y más concretamente en los équidos, depende básicamente de la producción del pigmento MELANINA que incluida en melanosomas, gránulos intracelulares, se encuentra en el pelo, piel, iris y algunos órganos internos, determinando su coloración. Existen dos tipos de melanina: La EUMELANINA: Responsable de las coloraciones oscuras, entre negro y marrón. La PHAEOMELANINA o FEOMELANINA: Responsable de las coloraciones claras, entre rojo y amarillo. Los melanosomas contienen melanina (bien en forma de eumelanina o feomelanina) unida a un entramado proteico; denominándose eumelanosomas los gránulos que contienen eumelanina y feomelanosomas los que contienen feomelanina (Wagoner, 1978). Estos gránulos se originan en unas células denominadas melanocitos. Su estructura es similar a la de las células dendríticas, con prolongaciones hacia cuyo extremo se desplazan los melanosomas que han sido previamente sintetizados en el centro de la célula. Finalmente, estos pigmentos son cedidos a las células de la epidermis o a las de la matriz germinativa del pelo, produciéndose la coloración (Alía, 1996). Los melanoblastos, células precursoras de los melanocitos, emigran desde la región dorsal del tubo neural del embrión al resto del cuerpo y se asientan en la base de los folículos pilosos y en determinadas áreas de la dermis, desde las que se multiplican para ocupar toda la superficie corporal. En ocasiones, y por razones diversas, la emigración no se completa y quedan zonas sin melanocitos. Debido a factores genéticos y ambientales, los melanocitos pueden ocupar o no toda la superficie corporal; pueden sintetizar melanina de manera continua, intermitente o dejar de producir pigmento; pueden sintetizar un solo tipo de melanina, los dos a la vez o de forma alternada. Así mismo, los melanocitos pueden sintetizar una cantidad normal o reducida de melanina, los gránulos o melanosomas pueden ser pequeños o grandes y pueden o no ser transportados al borde de las células para ser transferidos a la piel y al pelo. Todas estas circunstancias influyen en el tipo, la cantidad y la distribución de la melanina, y por consiguiente en la coloración del animal o capa. 2 3 2.‐ TIPOS DE CAPAS Se denomina “capa” al conjunto de la coloración de los pelos, principalmente, piel y ojos de los mamíferos. Se refiere, por tanto, al color que recubre uniformemente el cuerpo, los cabos (crines de la región del cuello y de la cola), los extremos (porción distal de las extremidades, orejas, región naso-labial, etc.) y el iris del animal (García- Martínez, 1998). Las capas se pueden agrupar según diversos criterios; de ahí que haya diferencias notables entre autores a la hora de clasificarlas. En este caso, hemos empleado la clasificación de Sponenberg (1996), que agrupa las capas según sus características genéticas. Esta clasificación establece tres tipos de capas: Capas Básicas Alazana Castaña Negra Capas Diluídas Baya Isabela ó Palomino Perla ó Perlino Cremella Ratonera Cervuna Lobera Capas del Patrón Blanco Blanca Torda Ruana Overa Sabina Pía Otras capas pías: Overa / Tobiano / Apaloosa 4 CAPAS BÁSICAS Se denominan así porque de éstas derivan todas las demás capas, ya sea mediante diluciones o mezclas con pelos blancos. Alazana Pelos del cuerpo, cabos y extremos de color rojo-marrón (feomelánicos). Se restringe la distribución del pigmento negro (eumelanina) a piel y ojos. Alazana Alazana oscura Alazana dorada Castaña Pelos del cuerpo de color rojo/marrón, en distintas tonalidades y proporciones. Cabos y extremos de color negro. Piel negra u oscura Castaña Castaña oscura Castaña encendida Curiosidad: La capa castaña recibe este nombre por la similitud del color que representa con la cáscara de la castaña (negro en la zona inferior y marrón en el centro). 5 Negra Todos los pelos son negros (eumelánicos), incluidos cabos y extremos, así como la piel. Negra azabache o Negra mate o morcillo brillante En ocasiones, la eumelanina se presenta en su variante Brown (marrón), dando a la capa unos reflejos rojizos. Al nacimiento, los potros de capa negra suelen presentar la barriga y las extremidades de una tonalidad mas clara. Así mismo, algunos animales pierden intensidad de color a lo largo de su vida. CAPAS DE DILUCIÓN Proceden de la dilución de una de las tres capas básicas. Se pueden dividir, a su vez, en dos grandes grupos, en función del gen que esté actuando. Así, tenemos las capas procedentes de la “dilución crema” (baya, palomina, perlina y cremella) que se caracterizan por la ausencia de marcas primitivas (raya de mulo, banda crucial, cebraduras, zonas más oscuras por la cara, telarañas y marcas en las orejas); y las capas procedentes de la “dilución dun” (ratonera, lobera y cervuna), que presentan las marcas primitivas en todas sus variedades, como se explicará a continuación. DILUCIÓN CREMA Este tipo de dilución se caracteriza por disminuir la cantidad de pigmento (melanina) dentro de las células, lo que produce un esclarecimiento del color de la capa. Esto se produce porque la enzima tirosinasa (esencial en la melanogénesis de los mamíferos) se sintetiza con una forma anómala, produciendo la reducción o ausencia total del proceso de síntesis de melanina (Thiruvenkadan et al., 2008). 6 Baya Procede de la dilución parcial del castaño. La decoloración no afecta a los cabos y las extremidades (no diluye la eumelanina), que se mantienen de color negro. La coloración de los pelos rojos (alazanes, feomelanicos) se diluye a una tonalidad amarillenta, pajiza (rojo claro), con pelos grisáceos por la base y amarillentos por la punta. Baya Baya clara Baya oscura Perlina Procede de la dilución intensa del castaño. Se diluye uniformemente la eumelanina y la feomelanina resultando en una capa amarillenta-pálida, con cabos y extremos de color amarillo-paja (tonalidad más oscura que la del cuerpo). Mucosas rosadas y ojos color ámbar o azulado. Perlina clara Perlina oscura (detalle crin) Palomino o Isabela Procede de la dilución media de la capa alazana. En ocasiones la despigmentación es más intensa en cabos y extremos (blanco amarillento). Es una capa clara, de tonalidad amarillenta o pajiza, constituida por pelos de coloración grisácea por la base y blanco- amarillenta por las puntas. Al nacimiento, estos caballos tienen un color muy claro y los cabos parecen blancos. Su piel es generalmente rosada pero se oscurece con la edad. El pelo en ocasiones también 7 es rosáceo. Sus ojos suelen ser oscuros pero en ocasiones son de color ámbar. Suelen necesitarse bastantes años para que el Palomino adquiera una tonalidad dorada brillante. Palomino (Isabela) claro Palomino (Isabela) oscuro Curiosidad: El término ”Isabela” procede de una leyenda que cuenta que la archiduquesa Isabel Clara Eugenia (soberana de los Países Bajos), prometió no cambiarse de ropa interior hasta que la ciudad de Ostende (Bélgica) hubiera sido conquistada (asedio de Ostende, 1602-1604). La larga duración del asedio dió lugar a que el color de su ropa se tornara, lógicamente, de blanco a amarillento. Desde entonces se suele aplicar este término (isabela o isabelino) a las reses o caballerías cuyo color de pelaje oscila entre blanco y amarillo (no es seguro si este término se refiere a Isabel Clara Eugenia o a Isabel la Católica con respecto a la toma de Granada de 1492) (Wikipedia, 2008). Cremella Procede de la dilución intensa del alazán. Pelos (incluidos los cabos y extremos) de color crema muy pálido (prácticamente blanco), con mucosas rosadas (despigmentadas) y el iris azulado. Cremella Cremella Cremella (detalle mucosas) 8 DILUCIÓN DUN Se caracteriza por producir una dilución desigual de la capa base que presenta el animal, por redistribución desigual de los gránulos de pigmento en la cubierta del pelo (Griffiths et al., 2000). Esta agrupación de los gránulos de pigmento en la zona donde se han secretado produce una disminución de la absorción lumínica que hace que las capas tomen una apariencia “lavada”, más clara (Wu et al., 1998). Esto determinará la aparición de unas zonas más oscuras, características de este tipo de dilución, que seguirán siempre un patrón muy similar de distribución. Éstas son las marcas salvajes, que se distribuyen por el cuerpo de la siguiente forma: o Raya de mulo: Por el dorso del animal, desde la crinera hasta la base de la cola. o Cebraduras: Bandas oscuras en las extremidades (simulando el rayado de la cebra). o Banda crucial: Zona más oscura a ambos lados de la cruz (por los hombros). o Máscara oscura: Zona más oscura alrededor del hocico, en las porciones distales de la cara y alrededor de los ojos. o Telaraña: Pequeña maraña más oscura entre los ojos (en la frente). o Marcas en las orejas: Bien con zonas más oscuras en la punta de las orejas, bien con una banda horizontal en la cara externa del pabellón auditivo. No siempre aparecen todas las marcas salvajes en el mismo animal, pero la existencia de dos o más de ellas, indica la presencia de esta capa (y, consecuentemente, del gen que la determina). La raya de mulo parece ser un rasgo consistente, mientras que las otras marcas primitivas varían y pueden no estar todas presentes o no ser visibles. Cebraduras Raya de Mulo Banda Crucial 9 Ratonera o Grulla Procede de la dilución de la capa negra. Capa de color grisáceo oscuro, cabos y extremos de tonalidad más oscura, con presencia de marcas salvajes de color negro. Lobera Procede de la dilución del castaño. Capa color rojizo. Cabos y extremidades color negro-grisáceo con presencia de marcas salvajes de color negro. Cervuna Procede de la dilución del alazán. Cuerpo y extremidades de color crema. Cabos de color anaranjado con presencia de marcas salvajes color amarillento (feomelanina). CAPAS DEL PATRÓN BLANCO Blanca Esta capa está caracterizada porque el pelo se muestra de color blanco y la piel rosada, a la vez que los ojos, en la mayoría de los casos, son marrones pero ocasionalmente pueden ser de color azul. Estos caballos son blancos desde el nacimiento. Es muy poco frecuente. Torda Capa formada por la mezcla más o menos intensa de pelos blancos y negros por todo el cuerpo del animal. Puede encontrarse una concentración mayor de pelos negros en cabos y extremos. Estos animales presentan al nacimiento capas con mayor predominio de pelos negros pero, con el paso del tiempo, esta proporción disminuye progresivamente pudiendo llegar a un predominio masivo de los pelos blancos. La aparición de estos pelos blancos es debida a una disminución progresiva en la síntesis de melanina en los melanocitos de la base de los pelos. La piel es pigmentada. 10  Torda Torda oscura Torda clara Ruana Consiste en la presencia de pelos blancos mezclados de forma uniforme con los del resto de la capa por la mayor parte de la superficie corporal, menos en cabeza, cabos y extremos. Puede presentarse sobre una capa negra, castaña, alazana, etc., por lo que muestra diversas coloraciones al exterior. Ruana Sabino o Rosillo Es una capa no admitida por todos los autores. Se caracteriza por la mezcla de pelos negros, rojos y blancos en las partes distales de las extremidades y el vientre, produciendo una aclaración en la cara. La cabeza es moderadamente blanca y es frecuente que aparezcan zonas sin pigmento en la piel y pelo. Otra característica es el color de los ojos que por lo general son azules y/o parcialmente azules y marrones. En definitiva, es un tipo de Ruano. 11 Overa Capa compuesta por pelos blancos y alazanes en diferente proporción, que se distribuyen por todo el cuerpo del animal, incluyendo cabos y extremos. Overa Overa (detalle cola) Pía Capa motivada por la ausencia de melanocitos en diversas partes de la superficie corporal, dando lugar a que existan zonas con piel y pelos pigmentados y otras de piel despigmentada y pelos blancos. Las zonas despigmentadas son de distribución y tamaño variable según el animal. En las razas equinas españolas es muy poco frecuente, por lo que se nombra en función de las capas que se combinan (pía en negro, pía en alazán, etc.). Pía en Cremello Pía en Alazán Pía en Isabela En las razas equinas americanas, sin embargo, es una capa bastante frecuente, existiendo incluso diferentes razas según la capa (Appaloosa Horse, Paint Horse, Tobiano Georgian Grande Horse, etc.). Tanto es así, que las capas pías han adoptado su propia nomenclatura, en función del patrón de distribución de las manchas blancas sobre el fondo de color, clasificándose, según Bowling and Ruvinsky (2000) en: 12  Tobiano Capa con un patrón vertical de distribución de las zonas blancas, que cruzan el dorso y lomo del animal, con extensión mínima de marcas faciales blancas. Las manchas del cuerpo suelen ser de gran extensión, guardando una simetría mínima. Este patrón se presenta al nacimiento y se mantiene estable durante la vida del animal. En general, las zonas blancas se extienden desde el cuello y la cruz hasta la grupa, con extremidades blancas y la cabeza normalmente oscura, excepto las marcas blancas como luceros o estrellas. Overo Capa con un patrón horizontal de distribución de las zonas despigmentadas. Generalmente, las zonas blancas no cruzan el dorso del animal. Nacen con marcas de moderadas a extensas, localizadas principalmente en la cara y con manchas asimétricas a los lados del cuello y del tórax. Aquí también se incluyen los animales con marcas blancas altas en las extremidades y distribuidas por la zona ventral del tronco. Appaloosa, Leopardo ó Tigre Se caracteriza por la aparición de manchas blancas dispersas sobre la grupa, principalmente. También es frecuente las pieles moteadas, con la esclerótica blanca y bandas negras en los cascos. Esta capa es muy frecuente en razas equinas americanas. Appaloosa Appaloosa Detalle de la grupa En la tabla 1 se muestran todas las capas descritas anteriormente, su nomenclatura anglosajona y las variedades más comunes que presentan, según Buxadé (1994). 13  Tabla 1. Fenotipos del color de la capa en el caballo Tipos de Capas Variedades de la capa Español Inglés (Buxadé, 1994) Alazán tostado Alazán muy oscuro. Alazán bronceado Oscurecimiento acentuado en cabos y extremos. Pigmentación intermedia de la capa, su tono rojo Alazán guinda recuerda a la fruta. Chestnut Capa con tonos brillantes que presenta Alazán Alazán dorado or Sorrel tonalidades rojizas algo degradadas. Los cabos presentan coloraciones rubias y las CAPAS BÁSICAS Alazán pelo de vaca extremidades aparecen decoloradas o casi blancas. Alazán lavado Capa rojo pálido, sin llegar al rubio. Castaño claro o lavado Los pelos rojos presentan tonalidades diluidas. Castaño encendido Color rojo intenso con brillo. Castaño Bay Castaño oscuro Máxima pigmentación del pelo. Castaño muy oscuro Tonos rojizos, casi negros, solo en el hocico, o bocifuego bragadas y axilas. Negro azabache El pelo presenta reflejos brillantes. Negro hito Capa negra sin ningún pelo blanco. Negro Black Negro mate Sin brillo. Negro peceño Negro con cierta tonalidad rojiza. Bayo claro Pelos de tonalidades amarillas más claras. Bayo CAPAS DE DILUCIÓN Buckskin Bayo oscuro Puede confundirse con el Castaño Claro. Palomino Palomino - - Perlino Perlino - - Cremello Cremello - - Blue dun Ratonero - - or Grullo Lobero Dun - - Cervuno Red dun - - Blanco plateado Blanco más brillante y lustroso (por causas o brillante ambientales). Blanco White Blanco Mate Sin brillo. Los pelos crecen sobre una piel más o menos Blanco porcelana pigmentada, originando una ligera tonalidad azulada. CAPAS DEL PATRÓN BLANCO Tordo muy claro Animal casi blanco. Tordo oscuro Animal casi negro. Tordo Gray Mezcla de pelos alazanes de forma uniforme por Tordo vinoso todo el cuerpo. Los pelos alazanes se concentran en círculos Tordo atruchado pequeños. Claro predominio del color rojo, mezclado con Overo - Flor de melocotón pelos blancos que se concentran a modo de florecillas. Ruano claro Predomina el blanco. Ruano Roan Ruano oscuro Predomina el negro. Ruano vinoso Predomina el rojo oscuro. Sabino o - - Rosillo Appaloosa; Pío en alazán Manchas rojas sobre un fondo blanco. Pío Tobiano or Overo Pío en negro Manchas negras sobre un fondo blanco. 14 PARTICULARIDADES Y SEÑALES DE LAS CAPAS Cualquier clasificación de las capas puede verse complicada por la aparición de una serie de marcas que modifican el aspecto de la capa. Éstas se denominan particularidades y pueden referirse a la presencia de pelos de color diferente a los del resto de la capa, que aparecen en una región corporal determinada, ya sea la cabeza, el tronco o las extremidades (Buxadé, 1994), o a cambios generales que afecten a la dirección del pelo, la intensidad de su coloración o la presencia esporádica en cualquier parte del cuerpo del animal. PARTICULARIDADES GENERALES Dirección del pelo Espigas: La dirección del pelo de una zona determinada es contraria a la del resto de la superficie. Remolinos: Cuando los pelos forman un dibujo circular. Remolino Espigas Remolino sobre lucero Mezcla de pelos blancos en una capa que no los contiene Rabicanos: Los pelos blancos se concentran en el rabo. Entrepelados: Los pelos blancos aparecen difuminados por toda la capa. Nevados: Aparecen formando manchas pequeñas sobre capas oscurecidas. Lunares: Aparecen formando grupos de pelos aislados. Reflejos en el pelo Producen las capas plateadas, doradas o bronceadas. Degradaciones de color Dan lugar a las capas lavadas. 15 Presencia de manchas negras en capas de otro color Mosqueadas: Pequeñas manchas negras sobre un fondo claro. Carbonadas: Manchas negras más grandes e irregulares que las anteriores. Atizonadas: Manchas oscuras, alargadas y finas, sobre un fondo claro. Cebrados: Rayas oscuras transversales sobre un fondo también oscuro. Atigrados: Marcas oscuras a modo de placas, sobre un fondo oscuro. Cebraduras Mosqueado Unión de dos colores dentro de la capa Bordado: La unión de los colores da lugar a una banda de coloración intermedia. Festoneado: La unión de los colores es irregular. PARTICULARIDADES REGIONALES De la cabeza Estrella: Presencia de pelos blancos en la frente, sobre un fondo de otro color, formando una pequeña mancha. Lucero: Pelos blancos en la frente sobre un fondo de color, formando una mancha de mayor tamaño que la estrella. Lunares: Manchas blancas en cualquier otra zona de la cabeza. Cordón: Mancha blanca por la región nasal. Corrido: Largo y continuo. Interrumpido: Varios segmentos cortos. Bebe con el superior: La mancha blanca se sitúa en el labio superior. Bebe con el inferior: La mancha blanca se sitúa en el labio inferior. Bebe con los dos: La mancha blanca afecta a los dos labios. Careto: El color blanco ocupa la mayor parte de la cabeza. Semicareto: La mancha blanca solo afecta a una mitad de la cabeza. Bociblanco: Si la mancha blanca se sitúa en el hocico. Cabeza de moro: Cuando la cabeza del animal es negra o muy oscura y no lo es el resto del cuerpo. 16  Bocinegro: Cuando el hocico es más oscuro que la propia capa. Careto Gran lucero Lucero con Cordón corrido Bociblanco Lucero cuadrado Careto Lucero con Cordón Lucero Lucero con Interrumpido Cordón Corrido Del tronco Raya de mulo: Aparición de una banda o lista de color negruzco, que se extiende desde la cruz hasta la base de la cola. Banda crucial: Similar a la anterior, pero la banda se prolonga transversalmente por la región escapular del animal. 17  Raya de Mulo Banda Crucial De las extremidades Calzados: Manchas blancas de mayor o menor extensión que se presentan en las porciones distales de los miembros del animal. Tipos: Calzado: Mancha blanca hasta el menudillo. Calzado muy bajo: Mancha blanca que cubre sólo la corona. Calzado bajo: Hasta la cuartilla. Calzado alto: Hasta la caña. Calzado muy alto: Hasta la rodilla, tarso o más. Unalbo /Dosalbo /Tresalbo /Cuatralbo: Según el número de extremidades en las que aparezca esta particularidad. Armiñado: Manchas negras que aparecen sobre el calzado. Armiñado Calzado muy bajo Calzado bajo Calzado bajo Calzado Calzado alto 18 3.‐ HERENCIA DEL COLOR DE LA CAPA EN EL CABALLO Para poder comprender cómo se transmite el color de la capa en los équidos, es necesario establecer previamente una serie de conceptos básicos sobre genética. La información del color que se va a transmitir a la descendencia está recogida en los GENES. El conjunto de estos se denomina GENOTIPO, y la expresión de los genes en el individuo es el FENOTIPO. Cada gen tiene dos unidades o copias, denominadas ALELOS, una la aporta el padre y la otra la madre. Estos alelos, a su vez, pueden ser DOMINANTES, cuando se expresan siempre; o RECESIVOS, cuando se expresan solo junto a otro alelo igual. Los primeros se identifican en genética con letras mayúsculas, y los segundos con minúsculas. Así tenemos que, para un Gen “X”, con dos alelos: “X”, que expresa un fenotipo A; y “x”, que expresa un fenotipo B, hay varias formas de transmitirse a la cría, en función de la combinación de alelos que porten el padre y la madre; teniendo en cuenta que cuando el gen lo forman dos alelos iguales es un HOMOCIGOTO (XX ó xx) y que, cuando los alelos son diferentes, se trata de un HETEROCIGOTO (Xx). Así, “XX” es un homocigoto dominante; “Xx” un heterocigoto y “xx” un homocigoto recesivo (Tabla 2). Tabla 2. Genes y alelos Padre/ Madre X x XX Xx X Homocigoto dominante Heterocigoto Fenotipo A Fenotipo A Xx xx x Heterocigoto Homocigoto recesivo Fenotipo A Fenotipo B 19 En la actualidad, los avances de la genética molecular están esclareciendo las teorías que durante décadas han existido sobre la herencia del color de la capa. El color del pelo y de la piel en los mamíferos está determinado por un reducido número de genes que están compartidos entre las diferentes especies (Barsh, 1996). Estos genes los podemos clasificar en dos grandes grupos: o Genes que actúan sobre los melanocitos en su desarrollo, diferenciación, proliferación y migración. o Genes que actúan directamente sobre la síntesis del pigmento melanina. Las variaciones en el color del pelo y la piel se pueden entender como el efecto que tienen estos genes en los melanocitos, en la síntesis del pigmento o en sus posibles combinaciones (Searle, 1968). Para describir y estudiar los genes más importantes y la forma de analizarlos mediante técnicas moleculares vamos a emplear la clasificación de Sponenberg (1996): ► Genes responsables de la coloración básica: o Gen Extensión, conocido como gen E. o Gen Agoutí, también llamado gen A. ► Genes que provocan dilución del color: o Gen Cream o gen C. o Gen Dun o gen D. o Gen Champagne o Gen Silver ► Genes del patrón blanco: o Gen Dominant White, también conocido como W. o Gen Grey, también llamado G. Existen otros genes involucrados en el patrón blanco, que producen zonas de color blanco en el cuerpo del animal. Estos genes son el Roan o Ruano, Sabino, Overo, Appaloosa y Tobiano. 20 En la actualidad, de los genes que intervienen en la coloración de las capas, los que se pueden analizar en el laboratorio mediante pruebas de ADN, son: Extensión, Agoutí y Cream responsables de las capas Alazana, Castaña, Negra, Isabela, Perlina, Baya y Cremella (Royo et al., 2008). A continuación, describiremos estos genes. GENES RESPONSABLES DE LA COLORACIÓN BÁSICA El Gen Extensión y el Gen ASIP son los responsables de las coloraciones básicas en el caballo a través de su acción sobre la melanina. Gen Extensión El gen Extensión (E) codifica el Receptor I de la melanocortina o receptor de la hormona estimuladora de los melanocitos (MSHR o también conocido como MC1R). Este receptor controla el nivel de tirosinasa dentro de los melanocitos. La tirosinasa es la enzima limitante involucrada en la síntesis de melanina, de manera que altos niveles de tirosinasa dan lugar a la producción de eumelanina, causante de las capas oscuras como la castaña o la negra. Bajos niveles de tirosinasa dirigen la ruta metabólica a la producción de feomelanina, dando lugar a la capa alazana. Cuando la hormona estimuladora de los melanocitos (MSH) se une a su receptor, el nivel de la enzima tirosinasa se incrementa dando lugar a la producción de eumelanina. Este gen se encuentra en el cromosoma 3 equino y presenta un tipo de herencia dominante. El alelo E, responsable de la producción de la eumelanina, domina sobre el alelo e, responsable de la producción de feomelanina. El alelo E se diferencia del alelo e por una mutación (C248T) en la secuencia del ADN, que da lugar al cambio de un único aminoácido: la serina pasa a ser una fenilalanina (Ser83Phe). Este cambio puntual transforma un receptor activo (E) responsable de la pigmentación negra, en un receptor no funcional (e) responsable de la coloración rojiza. Para que el animal pueda presentar la capa negra o, al menos, extremos y cabos negros (capa castaña), es necesario que el caballo sea portador del alelo E del gen Extensión. Si el caballo es portador de dos alelos e del gen, es decir, ee, presentará una capa alazana. 21 Se conoce la existencia de otro alelo (ea) causante de la capa alazana, producido por una mutación que da lugar a un segundo cambio aminoacídico y presenta el mismo tipo de herencia que el anterior. A la hora de identificar el genotipo de un caballo para el gen Extension (E) no podemos olvidar analizar también el alelo ea, ya que si analizamos solamente el locus para el alelo e tendríamos problemas de falsos negativos. En la tabla 3, se muestran los fenotipos correspondientes a los distintos genotipos existentes para el gen Extensión. Tabla 3. Fenotipos correspondientes a los genotipos del gen Extensión. Genotipo Fenotipo Permite la producción de pelos negros (castaño o negro). EE No puede tener descendencia alazana. Permite la producción de pelos negros (castaño o negro). Ee Eeª Puede tener descendencia alazana y no alazana. Alazán. ee eeª Puede tener descendencia alazana y no alazana. Gen ASIP El gen ASIP (Agouti signalling protein) controla la distribución del pigmento negro. Este gen codifica la proteína Agutí que es la antagonista del Receptor I de la melanocortina (MC1R) controlando ambos la cantidad relativa del pigmento melanina en los animales (Lu et al., 1994). La proteína agutí anula la acción de la hormona estimuladora de los melanocitos (α- MHS). La pérdida de función de MC1R provoca la aparición de la feomelanina. Por lo tanto, para que este gen se pueda expresar, el animal debe ser portador de al menos un alelo E en el gen Extensión, ya que en caso contrario el animal sería alazán, no presentaría melanina negra y el gen ASIP no tendría función sobre él. Esta distribución de la eumelanina puede ser de forma uniforme por todo el cuerpo del 22 caballo, dando lugar a la capa negra o distribuida en los cabos y extremos, dando lugar a la capa castaña. Este gen también presenta un tipo de herencia autosómica dominante en el que uno de los alelos, el alelo A, permite a un animal portador de al menos un alelo E que la pigmentación negra aparezca sólo en los extremos y cabos, dando lugar a la capa castaña. Sin embargo, el otro alelo, denominado a en homocigosis, aa, origina la capa negra siempre que en el gen Extensión exista al menos el alelo E. La aparición del alelo a (recesivo) se debe a una mutación (delección de 11 pares de bases en el segundo exón del gen) en la secuencia del ADN del gen asociado a la capa negra (Rieder et al., 2001). La importancia de la determinación de la combinación alélica para el gen Asip (A) es doble, por un lado debido a la dificultad de diferenciar fenotípicamente caballos castaños muy oscuros de caballos negros y por otro lado, porque de esta forma podemos saber si caballos castaños podrán tener descendencia de capa negra, al detectar los animales heterocigotos. 23 En la tabla 4 se muestran los fenotipos correspondientes a los genotipos de los caballos para el gen ASIP. Tabla 4. Fenotipos a los que da lugar el gen ASIP (A). Genotipo Fenotipo AA Castaño. Nunca puede tener descendencia negra. Castaño. Aa Puede tener descendencia negra y castaña. Negro. aa Puede tener descendencia negra y castaña. Relación entre el Gen Extensión y el Gen ASIP: Entre estos genes existe una relación de dominancia conocida en genética como Epistasia. De manera que, cuando se expresa el gen E en su forma recesiva (ee), éste ejerce epistasia sobre el gen ASIP por lo que, sea cual sea la combinación alélica existente en este último, no se va a expresar, dando la capa Alazana. Cuando el gen E no está activo (EE ó Ee), el color de la capa va a depender de lo que exprese el gen A, siendo Negra cuando aparece el homocigoto recesivo (aa), y Castaña cuando tenemos el heterocigoto o el homocigoto dominante para este gen (AA ó Aa). En la Tabla 5 se muestra la relación genética entre los genes E y A. Tabla 5. Genotipo de las capas básicas de los équidos ALAZANA CASTAÑA NEGRA ee _ _* E_ A_ E_ aa * El guión bajo equivale tanto al alelo dominante como al recesivo. Cuando aparece significa que puede darse cualquiera de las dos posibilidades. 24 Genes diluidores del color de la capa Existen varios genes que producen una dilución en el color de la capa en los caballos. Estos genes pueden actuar aisladamente o interaccionando entre ellos. Los colores resultantes tras la acción de estos genes van a depender de los alelos que presenten para los genes de la coloración básica. Gen Cream (MATP) El gen Cream, MATP (Membrane Associated Transporten Protein) o gen C es un gen que presenta dominancia incompleta, ya que la presencia de una de las variantes del gen o alelo producen una ligera dilución de los colores rojos y cuando están presentes los dos alelos del gen produce una dilución mas intensa. Este gen tiene un efecto de dosis: en los caballos heterocigotos para este gen (CCcr) tendrá un menor efecto que en los que aparezca en homocigosis (CcrCcr). Por lo tanto, el color de la capa va a depender del color básico de la capa que presente, de la presencia de uno o los dos alelos de este gen de dilución y de la posible acción de otros genes. Acción del gen MATP sobre la capa Castaña: Capas Baya y Perlina Cuando un caballo de capa Castaña presenta un alelo Ccr del gen MATP, éste va a producir una dilución del color produciendo la capa Baya. Cuando un caballo presenta los dos alelos Ccr (CcrCcr) del gen MATP, se produce la dilución completa del color rojo, afectando en menor medida el pigmento negro. Un caballo de capa castaña mediante la acción de los dos alelos del gen MATP se transforma en Perlino. En la tabla 6 se muestran los posibles fenotipos que produce la combinación de los alelos del gen MATP cuando está presente el alelo dominante del gen Extensión (E) y el alelo dominante del gen ASIP (A), es decir, cuando el caballo es Castaño. 25 Tabla 6. Fenotipos a los que da lugar el gen MATP cuando están presentes los alelos dominantes de los genes Extensión (E) y ASIP (A). Genotipo Fenotipo Castaño. CC Sin efecto. Bayo. CCcr Puede tener descendencia de capa diluida. Perlino. CcrCcr Toda la descendencia será de capa diluida. Acción del gen MATP sobre la capa Alazana: Capas Palomino (Isabela) y Cremello Cuando un caballo alazán presenta el alelo Ccr en heterocigosis del gen MATP (CCcr), se produce una dilución parcial del color rojo dando lugar a la capa Palomino o Isabela. Cuando los caballos que presentan la coloración básica alazana también tienen el alelo Ccr en homocigosis (CcrCcr) se produce una dilución extrema de la capa, dando lugar a lo que se conoce como capa Cremella. En la tabla 7 se muestran los posibles fenotipos que produce la combinación de los alelos del gen MATP cuando están presentes los dos alelos recesivos del gen Extensión (ee), es decir, cuando el caballo es alazán. La mutación causante del efecto diluidor está situada en el exón 2 del gen MATP, localizado en el cromosoma 21 equino (ECA21q) (Locke et al. 2001). La misma mutación en el codón 153, ha sido descrita en humanos (Newton et al., 2001) y ratones (Du and Fisher, 2002) como la responsable de hipopigmentación en el ojo y la piel. El color diluido asociado con ojos azules se considera un defecto en varias razas equinas, por lo que se prohíbe su registro en el Libro Genealógico de la raza. 26 Tabla 7. Fenotipos a los que da lugar el gen MATP cuando están presentes los dos alelos recesivos del gen Extensión (ee). Genotipo Fenotipo CC Sin efecto. Capa Alazana. Palomino o Isabela. CCcr Puede tener descendencia de capa diluida. Cremello. CcrCcr Toda la descendencia será de capa diluida. Acción del gen MATP sobre las otras capas. Al igual que ocurre con los genes de los colores básicos de la capa, el gen Grey enmascara el efecto del gen MATP y por ello no tiene efecto fenotípico claro en los caballos tordos (se ven pelos de un color más claro mezclados con pelos blancos). Sin embargo, estos caballos si pueden transmitir los alelos del gen MATP a la descendencia y surtir efecto cuando su descendencia no sea torda. De una forma similar los caballos negros que presentan el alelo CCr del gen MATP no presentan ningún tipo de dilución de la capa o se diluye de una forma muy ligera (Mariat el al., 2003). Cuando los caballos de capa negra presentan el alelo CCr en homocigosis (CCrCCr) presentan la capa Smoky, descrita por Sponenberg (1996). 27 Gen Dun ó gen D Es un gen dominante que diluye el color del pelo del caballo sin afectar a los cabos y extremos. Este gen provoca la aparición de las “marcas primitivas”, ya mencionadas previamente (apartado 2). Este fenotipo se hereda de forma independiente de otros genes que intervienen en el color de la capa y puede aparecer en combinación con cualquier otro gen que pueda modificar los colores base de la capa. El efecto del gen DUN sobre las capas alazanas, castañas y negras es la aparición de bandas que varían de albaricoque, dorado, gris oscuro, oliva, y muchas más variaciones más sutiles. Gen Champagne ó gen Ch Este gen presenta un tipo de herencia dominante y produce un color dorado en la capa de los animales, de forma que la capas de colores rojos pasan a tener una tonalidad dorada y los de capa negra pasan a ser de color chocolate o marrón oscuro. Los caballos que presentan este fenotipo nacen con la piel rosada y los ojos azules. Cuando el caballo es adulto los ojos azules pasar a ser de color avellana, ámbar y en algunas ocasiones verdeazulados. Por norma general, los caballos champagne comienzan con una capa que parece ser alazana o castaña antes de pasar a una tonalidad más clara. Sin embargo, a diferencia de los caballos tordos que eventualmente desarrollan una capa de color blanco, los caballos champagne adultos mantienen la capa estable y no se aclara progresivamente. Gen Silver ó gen Z La dilución producida por la mutación de este gen presenta un tipo de herencia dominante de forma que presentarán el fenotipo los caballos con un alelo mutado (Z_) o con los dos (ZZ). El gen responsable de la dilución Silver ha sido identificado recientemente por investigadores Suecos con el nombre PMEL17. Se han encontrado dos sustituciones nucleotídicas asociadas con la dilución, una en el intrón 9 (A>T) y la otra en el exón 11 (C>T) (Brunberg et al., 2006). 28 Este gen produce una dilución del pigmento negro y no tiene efecto sobre el pigmento rojo. Los cabos y los extremos se aclaran hasta tomar un color gris o plata y podrían oscurecerse en algunos caballos con la edad. Un caballo de color negro que presente la mutación en este gen podría llegar a presentar un color chocolate con los cabos y extremos aclarados, mientras que un caballo castaño presentará los cabos y los extremos aclarados. Algunas veces los caballos castaños con el gen Silver pueden ser confundidos con alazanes. Genes que enmascaran el efecto de otros genes implicados en la coloración de los caballos Gen White El gen White, también conocido como W, presenta un tipo de herencia autosómica dominante, de manera que el alelo W domina sobre el w. Es el responsable de un síndrome de despigmentación conocido en varias especies. Este fenotipo en el caballo doméstico fue descrito en detalle por Pulos y Hutt (1969), que investigando la descendencia de varios sementales demostraron la segregación del alelo blanco (W) y evidenciaron un efecto letal del genotipo homocigoto dominante (WW). En el caballo, la letalidad causada por este genotipo (WW) ocurre en estadios muy tempranos de la gestación. Por ello, y a causa de que los caballos blancos podrían sufrir enfermedades de la piel con más frecuencia, algunas Asociaciones de Criadores no permiten el uso de estos animales como reproductores o incluso no permiten su registro en el Libro Genealógico. Recientemente se han localizado las mutaciones que se encuentran asociadas al fenotipo blanco en los caballos (Haase et al., 2007). Los caballos que presentan el fenotipo Dominant White lo manifiestan desde el nacimiento. La presencia del alelo dominante W es rara y cuando aparece enmascara la acción del resto de genes que intervienen en la coloración de la capa del caballo (epistasia). Aquellos caballos que poseen el alelo recesivo en homocigosis (ww) son no blancos, por lo que van a presentar la capa que determinen los alelos de los otros genes que intervienen en el color de la capa. 29 En la tabla 8 se muestran los fenotipos a los que dan lugar los genotipos o combinaciones de los alelos de este gen. Tabla 8. Fenotipos correspondientes a los genotipos del gen W. Genotipo Fenotipo WW Letal Blanco. Ww Estos caballos nacen blancos. Puede tener descendencia blanca y no blanca. ww No blanco (pigmentado). Gen Grey El gen Grey o G es el responsable de la capa torda que está ampliamente distribuida en las razas equinas españolas. El gen G tiene un tipo de herencia autosómica dominante. Los alelos dominante y recesivo son denominados G y g, respectivamente. Cuando un animal es, al menos, portador de un alelo G, independientemente de cual sea el otro alelo, presentará la capa torda. Además, este gen enmascara la acción del resto de los genes. Sólo los animales portadores de dos alelos gg no serán tordos y podrán, por lo tanto, expresar la composición genética que llevan en los otros genes. En la tabla 9 se muestran los fenotipos correspondientes a los tres posibles genotipos de este gen. Tabla 9. Fenotipos correspondientes a los genotipos del gen Grey (G). Genotipo Fenotipo Tordo. GG Toda su descendencia será torda. Tordo. Gg Puede tener descendencia no torda. gg No Tordo El gen responsable de la capa torda ha sido localizado en el cromosoma 25 del caballo (ECA25q) cercano al marcador microsatélite COR080 (Swinburne et al., 2002) pero hasta el momento no se ha identificado la mutación responsable. No obstante, se puede predecir el genotipo de los caballos tordos para este gen estudiando su progenie. 30  Diversos estudios han revelado que, como mínimo, el 80% de los caballos tordos desarrollan melanomas si viven suficiente tiempo (Valentine 1995), mientras que son raros en caballos no tordos. Los melanomas en los caballos tordos normalmente se describen como similares al melanocitoma humano pero se ha discutido también la hipótesis de un simple fallo en el almacenamiento/transporte del pigmento (Seltenhammer et al., 2003). Así mismo, se ha observado la existencia de una correlación entre la distribución de las lesiones y los patrones de migracion de las células de la cresta neural apoyando la hipótesis de una preexistencia de melanocitos que se activan en caballos tordos y producen pigmento. Se ha postulado que la base genética de la capa torda podría jugar también un papel importante en el desarrollo y progresión de melanomas. Otros genes del Patrón Blanco Existen otros genes que producen zonas de color blanco en el cuerpo del animal, son el Roan ó Ruano, Sabino, Appaloosa, Overo y Tobiano. El gen Roan ó Ruano es dominante (RnRn), al igual que los otros tres genes que causan en los caballos capas depigmentadas (Sabino-1, Tobiano y Dominant White), se ha localizado en el cromosoma 3, muy cercano al gen Dominant White (W). En contraposición con el gen Sabino y Tobiano, las mutaciones para el Ruano, como en el Dominant White, producen letalidad en homocigosis en algunas razas, por lo que solamente viven los animales heterocigotos. El gen que produce el fenotipo Sabino, se conoce como sabino-1 y se puede analizar en el laboratorio. Sin embargo, no aparece en todos los caballos que presentan este tipo de patrón. Existen muchos tipos de sabinos no producidos por este gen, por lo que se puede considerar que existe un efecto poligénico, causado por diferentes genes. En esta capa, no hay problemas de letalidades aunque, con sobre-expresión, los sabinos podrían ser totalmente blancos. La presencia de los fenotipos píos (Overo, Tobiano y Appaloosa) no está muy extendida en nuestro país, debido a la escasa o nula frecuencia de aparición de estas capas en nuestras razas. No obstante, en otros países, como Estados Unidos, sí se están desarrollando de forma sistemática protocolos de análisis genético para estos genes. 31 El fenotipo Overo se suele transmitir como un carácter dominante con excepciones ocasionales, y está producido por un gen simbolizado como O. El fenotipo Tobiano está producido por un gen simbolizado como TO. El fenotipo Appaloosa está producido por un gen simbolizado como Lp. El nombre Overo, en la nomenclatura española se corresponde con animales de capa torda, con pelos blancos y rojos entremezclados (no con un fenotipo pío). A nivel genético, nuestro Overo sería un animal tordo sobre una capa básica alazana (ww G_ ee __ CC). 32 FORMULAS GENÉTICAS En la práctica, como hemos visto, en función de las capas de los padres, existen múltiples posibilidades de aparición de distintas capas en los descendientes. Además, a nivel fenotípico, hay confusión para diferenciar determinadas capas, como por ejemplo: el blanco dominante (W) del tordo progresivo (G) y de las capas que tienen el alelo diluidor del gen MATP (CCr). Por ello, los tests genéticos son una herramienta esencial para evitar una falsa clasificación de la capa del caballo. La determinación genética del color de la capa presenta cierta complejidad debido a las interrelaciones que se producen entre los distintos genes responsables. De los 13 genes que se conocen actualmente, únicamente hay 5 (W, G, E, A y C) que se están analizando rutinariamente en los laboratorios de genética molecular equina. No obstante, estos determinan la mayor parte de las capas que podemos encontrar en las poblaciones equinas españolas. A nivel práctico se pueden seguir unas reglas sencillas para definir el color de la capa de un caballo de una forma sistemática: 1. Determinar si están presentes los alelos W o G. Si es así, el caballo será blanco o tordo y aquí terminaría la identificación de la capa. Si el caballo no es ni blanco ni tordo el resto de alelos de los otros genes pueden influir en el color de la capa que presente el animal. 2. Precisar si el caballo tiene el alelo E y si lo tiene, debemos determinar si posee el alelo A. En el caso de que el animal no tenga el alelo E no es necesario averiguar si tiene el alelo A, ya que el animal será Alazán. En el caso de que presente el alelo E, en función de los alelos presentes para el gen ASIP, el animal será Castaño (AA ó Aa) o Negro (aa). 3. Si el caballo presenta una dilución de los colores básicos de la capa a amarillento o crema es porque está presente el alelo CCr al menos una vez y por tanto debemos añadir el gen MATP a la fórmula genética. El caballo con presencia de al menos un alelo CCr podrá ser Palomino, Bayo, Perlino o Cremello. 33 A continuación debemos asignar en la formula cada uno de los dos alelos que puede presentar cada gen. En la tabla 10 se muestran las formulas genéticas que presentan los caballos con las capas que hemos visto en este capítulo. Tabla 10. Fórmulas genéticas de las capas. Fórmula genética Capa / Genes W G E A C Blanca Ww __ __ __ __ Torda ww G_ __ __ __ Castaña ww gg E_ __ CC Negra ww gg E_ aa __ Alazana ww gg ee __ CC Baya ww gg E_ A_ CCcr Perlina ww gg E_ A_ CcrCcr Palomino (Isabela) ww gg ee __ CCcr Cremella ww gg ee __ CcrCcr 34 4. LAS CAPAS DEL POTTOKA Las capas oficialmente reconocidas para la raza Pottoka vienen recogidas en el Boletín Oficial del País Vasco (B.O.P.V.) número 153, del viernes 11 de Agosto de 1995 en la Orden de 7 de junio de 1995, de la Consejeria de Industria, Agricultura y Pesca, por la que se aprueba la reglamentación específica de la raza equina «Pottoka». El apartado 2.v., del capítulo II, define las capas propias de esta raza equina, como la “…negra y castaña oscura, admitiéndose también la pía, alazana y gris como nuevas capas”. Caballos de raza Pottoka de capa CASTAÑA Caballos de raza Pottoka de capa NEGRA Caballos de raza Pottoka de OTRAS CAPAS Capa Pía Capa Alazana 35 DIFICULTADES EN LA DETECCIÓN DE LA CAPA Actualmente, las capas más frecuentes del Pottoka (Castaña y Negra) están muy estudiadas genéticamente, conociéndose bien su segregación y transmisión a la descendencia. Consecuentemente, se pueden conocer también los “capas imposibles”, es decir, aquellas capas que no se pueden obtener a partir de un determinado cruce por ser genéticamente imposibles. Fenotípicamente, se producen confusiones entre variedades oscuras de una capa y variedades claras de otra similar o viceversa, que se podrían esclarecer mediante la determinación genética de la capa. A modo de resumen, en la tabla 11 se recogen las capas imposibles, en función del genotipo parental, para las capas Castaña y Negra. Tabla 11. Capas imposibles en los productos de determinados cruces. FENOTIPO GENOTIPO CASOS Padres Crías Padres Crías 1 Castaño x Castaño Bayo gg E_ A_ CC x gg E_ A_ CC gg E_ A_ CCcr 2 Negro x Negro Castaño gg E_ aa CC x gg E_ aa CC gg E_ A_ CC 3 Negro x Negro Tordo gg E_ aa CC x gg E_ aa CC G_ __ __ __ 4 Castaño x Castaño Tordo gg E_ A_ CC x gg E_ A_ CC G_ __ __ __ 5 Castaño x Negro Tordo gg E_ A_ CC x gg E_ aa CC G_ __ __ __ En el primer caso, puede ser un caballo de capa Castaña clara que, fenotípicamente, se haya confundido con variedades oscuras de la capa Baya; o bien alguno de los padres no era Castaño, si no Bayo oscuro. En el segundo caso, puede ser un caballo Negro claro que, fenotípicamente, se haya confundido con variedades oscuras de la capa Castaña; o bien alguno de los padres no era Negro, si no Castaño oscuro. En los 3 últimos casos, la confusión puede deberse a la aparición tardía de la capa torda (a partir del primer año de vida), dando una identificación errónea de la capa en la reseña. Se identifican como capas sólidas, siendo capas tordas. CONCLUSIÓN: Del cruce de capas determinadas por genes homocigotos, nunca podremos obtener una capa determinada por un alelo diferente al que compone ese homocigoto. 36 BIBLIOGRAFÍA Alía. MJ. 1996. Herencia de las capas del caballo. Ciencias veterinarias. Equino: Aspecto de cría y clínica. Vol. XVIII. Consejo General Colegios Veterinarios España. Ed. Publex Studio S.L. Madrid (España). Barsh, G. S., 1996: The genetics of pigmentation: from fancy genes to complex traits. Trends Genet. 12: 299–305. Bowling. AT. Ruvinsky. A. 2000. The genetics of the horse. Ed. Cab International. ISBN: 0-85199-429. Oxon (Reino Unido). Brunberg E, Andersson L, Cothran G, Sandberg K, Mikko S and Lindgren G. 2006. A missense mutation in PMEL17 is associated with the Silver coat color in the horse. BMC Genetics 7:46. Buxadé Carbó. MC. 1994. Zootecnia. Bases de producción animal. Tomo I. Estructura, Etnología, Anatomía y Fisiología. Edit. Mundi-Prensa. 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