URADITI SEBI NASLOVNU STRANU PO ZELJI ....13

SADRAJ

UVOD31. OPLEMENJIVANJE DOMAIH IVOTINJA4 1.1. Plejotropija6 1.2. Geni-modifikatori6 1.3. Penetrantnost gena7 1.4. Ekspresivnost gena72. FORMIRANJE POLNIH ELIJA83. SAVREMENE METODE U BIOTEHNOLOGIJI KOD DOMAIH IVOTINJA11ZAKLJUAK12LITERATURA13

UVOD

Saznanja o formiranju polnih elija, oplodnje i bremenitosti su osnove za biotehniki uticaj na reprodukciju. Stoga su u ovom radu prikazane osnove, uz nove podatke, reprodukcije domacih zivotinja. Detaljno je opisana morfologija jajnika, sazrevanje jajnih celija i spermatozoida,polni ciklus zenki, hormonski status koji se periodicno menja u polnom ciklusu, i hormonski status bremenitih zenki.

Savremene metode biotehnologije kod domacih zivotinja zasnivaju se na saznanjima iz in vivo i in vitro ispitivanja anatomije i fiziologije, kao i citologije i histologije polnih organa i celija, koja su prikazana u ovom radu. U nasim uslovima metoda embriotransfera odnosno vantelesne oplodnje je u povoju, a zasniva se na saznanjima o in vivo oplodnji.

Embriotransfer je metoda koja e verovatno imati veliku primenu, jer pored dobrih performansi mukih grla, omoguava i oplemenjivanje genskim materijalom izabranih enskih grla. Kao poetak rada u toj oblasti, osnova je dobro izuiti osobine jajnika u svim fazama polnog ciklusa, i izolovati jajne elije koje bi sazrevale u in vitro uslovima, u odgovarajuim medijima do in vitro oplodnje, i transfera u majke recipijente.

1. OPLEMENJIVANJE DOMAIH IVOTINJA

Postupci kojima se mijenjaju svojstva domaih ivotinja. S pomou njih su unutar pojedinih vrsta stvorene mnogobrojne pasmine. Pasminama se nazivaju subpopulacije unutar vrste, kojih se oplemenjivanje obavlja unutar jedne populacije. Hibridima se nazivaju populacije nastale krianjem jedinki stvorenih selekcijom unutar vie razliitih populacija. Suvremeni se hibridi proizvode sustavom krianja koji se naziva multipliciranje linija, i to najee kroz etiri generacije. To su generacije pradjedova, zatim djedova, roditelja te njihovih potomaka.

Suvremeno oplemenjivanje ivotinja i bilja osnova je jeftine proizvodnje ljudske hrane. Oplemenjivanjem se nastoje ostvariti promjene na ivotinjama koje e se ekonomski konkurentno proizvoditi. Za uspjenu selekciju nuno je ispravno postaviti selekcijske ciljeve promjene svojstava za buduih 15 do 20 godina. Zato su za uspjeno oplemenjivanje postale nune specijalizirane oplemenjivake organizacije, pa je stoarstvo podijeljeno na proizvodno i oplemenjivako. Selekcijsko-oplemenjivakim radom bave se danas multinac. kompanije, kojih je zbog velike konkurencije sve manji broj, ali rasplodnim ivotinjama opskrbljuju sve vea trita. Oplemenjivanje je zapoelo udomaivanjem (domestikacijom) ivotinja. Smatra se da su se promjene na ivotinjama dogaale zato to je ovjek elio to due posjedovati ivotinje koje su mu se vie sviale i od kojih je imao veu korist. Tako su se ivotinje selektirale iako se nita nije znalo o genetici i metodama selekcije. Tijekom vie od 10 000 god. odabirane su ivotinje poeljnijih svojstava, pa su pod utjecajem ovjeka i ekolokih uvjeta nastajale mnogobrojne pasmine. Arapski konj, nastao u VI. st., prva je visoko selektirana pasmina.

Znanstv. pristup oplemenjivanju domaih ivotinja postavio je Robert Bekewell (172695). Uz Gaussovu formulu normalne raspodjele i Mendelovo otkrie nasljednih imbenika, veliko praktino znaenje imala je podjela ukupne varijabilnosti (V) na aditivnu (Va), dominantnu (Vd) i varijancu interakcije (Vi) (V = Va + Vd + Vi), koju je uveo Jay L. Lush (18961982). On je Bekewellovu postavku: Sve daje sebi slino, izrazio mat. raunom slinosti izmeu roditelja i potomaka kroz postavku heritabilnosti ( HERITABILNOST). Heritabilnost (h) je udio aditivne varijance (Va) u fenotipskoj varijanci (Vp). Aditivna varijanca mjera je genskih efekata, a varijance dominacije i interakcije posljedica su meusobnog odnosa gena. Veliina interakcija izraunava se kombinacijskom vrijednou. Ta su otkria omoguila izraunavanje promjene izmeu populacija roditelja i potomaka po formuli: R = sd h, gdje je R rezultat selekcije, sd selekcijski diferencijal, a h ostvarena heritabilnost. Oplemenjivanje po tim naelima provodi se poglavito na govedima, konjima, ovcama i kunim ljubimcima. Oplemenjivanje za proizvodnju hibrida organiziraju velike kompanije, koje na trite nude rasplodne ivotinje. Od hibrida se proizvode jaja, meso kokoi, pura, kunia i svinja.U hibridnim programima roditelji budue generacije ne biraju se radi ostvarenja selekcijskoga diferencijala nego radi poeljnih potomaka krianaca.

Objavom cjelokupnoga ljudskog genoma (2001) dolo se do vanih spoznaja o selekciji i oplemenjivanju, u prvome redu sisavaca, proireno je znanje o nastajanju varijabilnosti, te zapoeo rad na deifriranju genoma ivotinja. Genom goveda najvie se istrauje jer omoguuje potpunije razumijevanje ljudskoga genoma, ali i zbog vanosti za poveanje proizvodnje mlijeka. Brz razvoj znanosti o razmnoavanju omoguuje ubrzanje selekcije. Uvoenje umjetnog osjemenjivanja omoguilo je proizvodnju velikoga broja potomaka po oevima. Razvijena je tehnika proizvodnje embrija (ispiranjem) ime se poveava broj potomaka i po majkama. Prijenosom zametka u zamjensku majku (tzv. transferom embrija) omogueno je da pasmine koje zahtijevaju skromnije uvjete uzgoja proizvode potomke pasmina koje zahtijevaju skuplje uvjete uzgoja. Nova mogunost da ivotinja raa potomstvo eljenoga spola oplemenjivanje ini jo efikasnijim. Financijski i tehn. uvjeti potrebni za suvremeno oplemenjivanje uvjetovali su smjetanje oplemenjivanja u razvijene zemlje. Samo zemlje u kojima se selekcijom uspjeno dolazi do ekonominijih ivotinja mogu postavljati tehnologije za visoko proizvodne ivotinje. Primjena takvih tehnologija zahtijeva i nove organizacijske oblike u proizvodnji mesa, jaja i mlijeka, pa manje razvijene zemlje nisu samo uvoznici rasplodnih ivotinja nego sve vie i uvoznici hrane ivotinjskoga podrijetla.

1.1. Plejotropija

Delovanje jednog gena i njegov istovremeni uticaj na dve ili vie osobina se naziva plejotropija (pleistos viestruk, brojni). pri tome se izmeu osobina na koje deluje isti gen esto ne primeuje nikakva vidljiva povezanost. Plejotropiji se, meutim, pripisuje da je glavni uzrok postojanja stvarnih korelativnih veza izmeu osobina domaih ivotinja (Le Roy, prema Wiesneru i Willeru, 1974.). Kao klasian primer plejotropnog delovanja se uzima gen A(y) kod mieva. u heterozigotnom stanju (A(y) a) gen izaziva viestruka dejstva (boja, razvoj skeleta, obojenost oiju, itd.), a u homozigotnom dominantnom genotipu (A(y) A(y)) izaziva smrt ivotinja. To znai da gen A(y) ima multipli ili viestruki efekat. Upravo, uticaj velikog broja gena, ako ne i svih, na vie ili na mnoge osobine istovremeno otvara pitanje tzv. polimernog ili poligenog delovanja i nasleivanja gena, o emu e u nastavku biti neto vie rei. Bitno je da se dejstvo svakoga gena odvija po pravilima Mendela, pri emu svaki gen ukljuuje svoj aditivni uticaj na ispoljavanje osobina.

1.2. Geni-modifikatori

To su poligeni koji menjaju ispoljavanje neke osobine, najee uslovljenom dejstvom jednog para gena. Ovi geni izazivaju odreene modifikacije u ekspresiji osobine, ali retko potpuno eliminiu osnovni fenotip na koji utiu. Mogu pojaavati (geni-pojaivai), potiskivati (geni-supresori), ograniavati (geni-ograniitelji), itd., dejstvo glavnog gena. Varijacije ara crno-belih goveda (od skoro crne do skoro bele), beli pojas svinja rase hempir, kovrdavost perja ivine, itd., primeri su za sagledavanje dejstva gena modifikatora. Najee su u pitanju homozigotni geni za boju ili kovrdavost perja, gde selekcija moe pojaati ili oslabiti njihov uticaj. Posebno su karakteristini za tzv. kvantitativne osobine domaih ivotinja (koliina mleka, nosivost jaja, itd.).

1.3. Penetrantnost gena

Uestalost pojavljivanja neke osobine u populaciji stoke, odnosno pojava odstupanja u manifestaciji neke osobine i naruavanja oekivanih fenotipskih odnosa, naziva se penetrantnost osobine. To je u stvari svojstvo populacije , koja u pogledu homozigotnosti odreenog gena ne mora biti obavezno homozigotna i po drugim genima. Najee se radi o recesivnom karakteru osobine pri ukrtanju razliitih genotipova. Meri se procentom pojavljivanja osobine u populaciji s razliitim klasama ispoljavanja, pa se i izraava po formuli P = a + b/a + b + c (a = uestalost ili deo najjae ispoljenosti; b = uestalost slabe ispoljenosti; c = odsustvo pojave ili standardni fenotip). Dakle, izraava se % udela grla u populaciji kod kojih se fenotipski osobina pojaljuje. Primer pojave hipoplazije gonada goveda (nedovoljan razvoj) u _vedskoj moe biti ilustrativan. Javlja se kod oba pola, a zahvata levu, desnu ili obe gonade u odnosu 82:3:15%. Udeo homozigota sa anomalijom (penetrantnost osobine) iznosi 43% kod bikova i 57% kod krava. Selekcijom se hipoplazija moe smanjiti. U literaturi ima i drugih penetrantnosti. Sam termin je isto genetsko-statistiki pojam, koji ukazuje da se odreeni gen u kombinaciji gena (homozigotnost), kao rezultat odstupanja u okruujuoj sredini, moe pojaviti ili ne pojaviti u populaciji stoke.

1.4. Ekspresivnost gena

To je udeo najjae ispoljenosti u odnosu na ukupana broj nosioca osobine, odnosno E = a/a + b. Dakle, u pitanju je jaina pojave osobine, za razliku od penetrantnosti koja se odnosi na deo populacije u kojoj se osobina pojavljuje. Primer jednoprstost (sindaktilije) goveda moe biti ilustrativna: varira od pojave na sve etiri noge do ogranienosti na samo jednu od prednjih nogu. Slino je sa polidaktilijom kod ivine (vei broj prstiju na jednoj ili obe noge) ili razliitih gradacija pojave defekta koe kod goveda derzeja, holtajn-frizijske rase. U pitanju je razliita ekspresivnost mane u tri rase goveda, to verovatno zavisi od jednog gena i modifikujueg dejstva drugih gena karakteristinih za svaku od tri rase goveda.

2. FORMIRANJE POLNIH ELIJA

Mejotika deoba je nain formiranja haploidnih polnih elija (gameta). Mejoza se deava u specijalnim organima, polnim lezdama (gonadama). Muka polna lezda je testis(semenik), a enska ovarijum (jajnik). U tim organima vri se gametogeneza (nastanak polnih elija) od diploidnih primarnih polnih elija (Primordial Germ Cells, PGCs). Od njih nastaju mitozom spermatogonije, odnosno oogonije. Takoe od njih nastaju mitotikom deobom spermatocite, odnosno oocite, koje mejotikom deobom daju kod mukog pola etiri spermatide a kod enskog pola jajnu eliju (oocitu) i prvo i drugo polarno telo. Od spermatida sazrevanjem nastaju spermatozoidi (spermiji). injenica da krava i ovca pri jednom teljenju, odnosno jagnjenu, daju uglavnom jedno tele, odnosno jagnje, odgovara morfologiji jajnika krave i ovce, kod kojih se uoava jedan zreo folikul. U nekim sluajevima prusutna su dva zrela folikula, po jedan na svakom jajniku. Za razliku od ovih vrsta koje donose po jedan porod, kod svinja se uoavaju jajnici sa po 12-15 zrelih folikula, to odgovara i broju opraene prasadi.Jajne elije izolovane aspiracijom iz nezrelih jajnika razliitih vrsta su razliite veliine, ali su u osnovi iste strukture: GV faza (diploten prve mejotike deobe, Zona pellucida oko jajne elije, pa kumulus elije koje hrane jajnu celiju)(Mller,Hassel, 2003). Na slikama uporedno dajemo izgled jajnika krave, svinje i ovce (slika 1), kao i slike nezrelih jajnih elija (slike 2,3) krave i svinje, uporedno.

Spermatogeneza traje kod veine sisara 35-60 dana. Diferenciranje spermatida u zrele spermatozoide deava se pri prolasku kroz tkivo testisa-lezdanog epitela. Spermatozoidi naputaju lezdani epitel i ulaze u kanale testisa, a odatle u parasemenike, gde se odigrava njihovo dalje sazrevanje. Takodje nakon naputanja epitela semenika odigravaju se promene u citoplazmi repia spermatozoida. Iz oogonija se formiraju primarne jajne elije, ije sazrevanje se zaustavlja u prvoj mejotikoj deobi u profazi (u fazi diplotena). Mejoza se dalje odvija u polno sposobnom dobu, neposredno pred ovulaciju kada se stimulacijom pomou polnih hormona nastavlja mejotika deoba, koja dovodi do nastanka sekundarnih oocita. U citoplazmi jajnih elija nalaze se ribozomi, RNK, hranljivi sastojci, koji su neophodni za razvoj u nastanku embriona.

Oocite su pomou jednoslojnog omotaa epitelijalnih elija (folikularnih elija, granuloza elija, kumulus elija) sa bazalnom laminom zatiene i grade primarni folikul. Folikularne elije, koje okruuju jajnu eliju imaju ulogu u njenoj ishrani i zatiti (Kauffold P., Thamm I., 1985). U ovarijumu (jajniku) se hormonski aktivira mali broj primarnih folikula. U jednom aktiviranom primarnom folikulu zaokruuju se folikularne elije, drugim reima postaju izoprizmaticne, a oocita poinje da raste. Daljom deobom sloj epitelnih elija postaje vieslojan i nastaje sekundarni folikul. Izmeu jajne elije i folikularnih elija stvara se prostor ispunjen glikoproteinima, takozvana Zona pellucida. Ispunjavanjem tenou formira se tercijerni folikul u kome je jajna elija privrena folikularnim elijama za zid folikula. Na zidu folikula formira se breuljak, takozvani Cumulus oophorus, u kome je jajna elija okruena granuloza elijama (kumulus elijama) i gradi kumulus-oocitni kompleks (COC). On obezbeuje jajnoj eliji hormone i hranljive sastojke. Direktno na Zona pellucida oslanja se sloj granuloza elija (Corona radiata) koje svojim kracima dodiruju plazma-membranu jajne elije (Smiljakovi, 2006). Za vreme sazrevanja folikula, gubi se veza izmeu granuloza elija i Zona Pellucida, nastaje perivitelinski prostor, koji se nalazi izmeu citoplazme i Zona Pellucida. Ceo folikul raste do prenika 2-50 mm (kod make oko 2, svinje 10, krave 20 i kobile 50 mm) a jajna elija dostie veliinu 130-150 m. Potpuno zreo tercijerni folikul naziva se Grafov folikul. Konano, dolazi do ovulacije, prska tercijerni folikul i oslobaa jajnu eliju.

Folikuli i jajne elije dakle, sazrevaju u jajnicima, ciklino promenljivim organima, u kojima je veliki broj folikula. Kod sisara taj broj je od 200 000 do 400 000 primarnih folikula pri roenju enske jedinke. Ali jajne elije u njima bez daljnjeg sazrevanja nisu sposobne za ovulaciju i oploenje. U toku jednog ciklusa, sazreva mali broj folikula, a i od njih ne ovulira svaki, ve se razgrauje (atrezija). Od potencijalno ovulirajuih folikula samo e jedan (krava, konj), ili nekoliko (svinja, mi) dominantnih folikula ovulirati. Sazrevanje svakog folikula zavisi i od spoljanjih uticaja. Regulacija broja i razvoja ovulirajuih jajnih elija je rezultat kontrolnog sistema uz pomo hormonskih signala. Prvo u toku jednog sazrevanja (maturacije) prolaze jajne elije kroz sloeno zajedniko dejstvo razliitih elija folikula i dostiu svoju sposobnost da budu oploene (postaju kompetentne za oploenje). Uz to, sazrevanje jedra i dostizanje haploidnog broja hromozoma, zatim citoplazmatsko sazrevanje jajne elije, omoguavaju monospermiju pri oploenju. Jajne elije postaju sposobne za oploenje neposredno pred ovulaciju. U polnim lezdama se pomou hormonske kontrole deavaju mejoze po ontogenetskim periodima. Kod mukih individua formiranje gameta poinje sa polnom zrelou. S druge strane, kod enki sisara mejoza poinje za vreme embrionalnog razvia jedinke a zavrava se nakon oplodjenja (Mller W.A.,Hassel M., 2003).

3. SAVREMENE METODE U BIOTEHNOLOGIJI KOD DOMAIH IVOTINJA

Vetako osemenjavanje podrazumeva uzimanje sperme, uvanje sperme, pravljenje porcija kao i prenoenje sperme. Koristi od vetakog osemenjavanja su:

Smanjenje trokova. Pri takvom tipu uzgoja potrebno je manje zrelih mukih grla. Smanjenje rizika. Smanjen je rizik prenoenja bolesti, jer se biraju samo zdrava muka grla kao davaoci sperme. Organizacija uzgoja. Na primer mogue je u isto vreme osemeniti vie enki. Moe se zamrzavanjem sperme osemenjavanje vriti i nakon smrti mujaka davaoca Transport olakan Uspesi u selekciji Smanjenje generacijskog intervala

Ali postoje i rizici:

Nagomilavanje istih gena u populaciji (pogotovo ako je neki gen neeljen) Metoda je rasprostranjena u nasim uslovima, za razliku od embriotransfera, odnosno vantelesne oplodnje koja je u povoju. Embriotransferom se za razliku od vestackog osemenjavanja gde se favorizuju genotipovi i fenotipovi muskih grla, favorizuju kvalitetna zenska grla, a koristi i rizici su isti kao i kod vestackog osemenjavanja. Jajne celije za ovu metodu mogu se uzimati za zivota krave ili kobile pomocu ultrazvukom vodjene sonde (Ovum pick-up), ili nakon zrtvovanja zivotinje. Nezrele jajne celije in vitro sazrevaju, in vitro se vrsi oplodnja i kultivacija ranog embriona do stupnja blastocista (6-7 dan od oplodnje) i implantira u matericu zenke koja je hormonski pripremljena da prihvati blastocist. Po najnovijim saznanjima u FBN-Dummerstorf, Nemacka, je dobijeno zdrebe posle in vitro oplodnje i embriotransfera iz zamrznute jajne celije. Vetako osemenjavanje podrazumeva uzimanje sperme, uvanje sperme, pravljenje

ZAKLJUAK

Saznanja o formiranju polnih elija, oplodnje i bremenitosti su osnove za biotehniki uticaj na reprodukciju. Uz vetako osemenjavanje koje je u redovnoj praksi u naim podnebljima, embriotransfer je metoda koja e verovatno imati veliku primenu, jer pored dobrih performansi mukih grla, omoguava i oplemenjivanje genskim materijalom izabranih enskih grla. Metoda je narocito podesna u selekciji i oplemenjivanju goveda i konja, jer u dosadasnjoj poljoprivrednoj praksi, broj potomaka jednog zenskog grla je bio relativno mali. Kao poetak rada u toj oblasti, osnova je dobro izuiti osobine jajnika u svim fazama polnog ciklusa, i izolovati jajne elije koje bi sazrevale u in vitro uslovima, u odgovarajuim medijima do in vitro oplodnje, i transfera u majke recipijente.

LITERATURA

Dr. Milivoje Stankovi- Osnovi genetike i oplemenjivanje domacih ivotinjaNauna knjiga BeogradPETROVI, M. (2000): Genetika i oplemenjivanje (Monografija). www.enciklopedija.hr