Programa de Investigación:Marcadores Genéticos de TERNEZA

Calpaína y Calpastatina

En estos tiempos el cambio es la constantey las personas y organizaciones que mejorse adaptan a los cambios se convierten en

líderes de su especialidad.La transferencia de tecnología desde las cienciasbásicas se ha acelerado de tal manera que des-cubrimientos científicos recientes ya están al al-cance de la producción.Con este espíritu la Asociación Argentina de AN-GUS y AgroCiencia iniciaron en el año 2005, unPROGRAMA de Investigación sobre la presenciade Marcadores Genéticos de TERNEZA en losreproductores de la raza, utilizando análisis deADN que en el año 2003 y 2004 se encontrabanen plena etapa de desarrollo, en países de alto

carne angusen busca del futuroDr Patricio Herrmann: Bioquímico y Director de Investigación y Desarrollode AgroCiencia

ANGUS TAMBIÉN LÍDER EN CALIDAD CARNICERA

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desarrollo ganadero, principalmente los EEUU yAustralia.Estos análisis se basan en detectar por métodosde biología molecular algunas mutaciones o va-riaciones puntuales en los genes que llevan la in-formación para dos enzimas que regulan los pro-cesos de maduración “post mortem” de la carne:la Calpaína y la Calpastatina. Estas dos enzimaspueden estar presentes en formas o variantesmás o menos activas, dependiendo de las muta-ciones presentes en el genotipo de cada animal.

UN POCO DE HISTORIA:

Las enzimas Calpaína (1991) y Calpastatina(1999), estudiadas por el Dr M. Koohmaraie delMeat Animal Research Center de Nebraska,EEUU, están presentes en el músculo y actúancoordinadamente sobre los procesos de madura-ción “post mortem” fragmentando las proteínasde las células musculares en unidades más pe-queñas, lo cual le proporciona una mayor terneza.La Calpaína es la enzima principal de estos pro-cesos de maduración y las variantes más activasconfieren mayor terneza a la carne. Es importan-te comentar que el efecto de esta enzima depen-de de la presencia de algunos factores presentesen el músculo, como la acidez, la temperatura y lapresencia de Calcio, de allí la importancia del cui-dado de estos factores, evitando el estrés previoa la faena.La Calpastatina es a su vez una enzima que in-terviene en la regulación de la actividad de la Cal-paína mediante la inhibición de su efecto cuandoel proceso de maduración ha alcanzado determi-nado progreso. En forma inversa a la anterior, lavariante menos activa de esta enzima es la queestá asociada con mayor terneza.

GENES ASOCIADOS A LA TERNEZA:

Complejas investigaciones sobre el genoma bo-vino, recientemente finalizadas, han permitidoidentificar los genes que llevan la información pa-ra la síntesis de Calpaína y Calpastatina, así co-mo la identificación de algunas mutaciones pun-tuales en estos genes.Posteriormente fue posible identificar la presen-cia de dichas mutaciones en poblaciones de ani-

males cuya terneza había sido previamente de-terminada mediante el análisis de la resistencia alcorte, de acuerdo al método conocido como de“Warner – Bratzler”. La correlación estadística enrelación a grupos de animales clasificados por sugrado de terneza, permitió finalmente asociar ca-da variación o mutación genética con las varian-tes más o menos activas de las dos enzimas res-ponsables del proceso de maduración.Calpaína (CAPN1316): para el gen de la Calpaí-na, localizado en el cromosoma 29, se han en-contrado en la posición 316, dos variaciones, unael codón GCC que codifica para el aminoácidoAlanina y la otra el codón GGC que codifica pa-ra el aminoácido Glicina. La presencia de Alaninaen la estructura de la enzima está asociada a ma-yor terneza ya que la enzima que posee dicha es-tructura posee una mayor actividad.Calpastatina (CAST2959): para este otro gen, lo-calizado en el cromosoma 7 se han detectadodos variaciones en la posición 2959; la variaciónasociada con mayor terneza es la TCTAAG y laasociada con menor terneza es laTCCAAG.

ANÁLISIS DE MARCADORES GENÉTICOS DE

TERNEZA:

Los análisis genéticos de terneza se basan en

Dep’s

“Dado que estos genes asociadoscon la terneza parecen heredarseen forma mendeliana, una vez confirmada esta suposición se intentará utilizar el Indice Combinado de Terneza como un nuevo DEP relacionado con la calidad carnicera de los reproductores”.

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TABLA 1: VALORES DE REFERENCIA:

Calpaína Calpastatina Índice Combinado de Terneza(CAPN1316) (CAST2959) (CAPN1 + CAST)

++ ++ 8 ValoresAltos

++ + 7+ ++ 6

++ 0 5+ + 4 Intermedio0 ++ 3+ 0 2 Valores0 + 1 Bajos0 0 0

++:Dos cruces (homocigota mayor terneza)+: Una cruz (heterocigota)0: Ninguna cruz (homocigota menor terneza)

Nota: El Índice de Combinado de Terneza (Calpaína + Calpastatina) refleja la sumatoria de los valores defuerza de corte de Warner-Bratzler (WBSF) que proporciona cada genotipo.

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estudios moleculares del ADN que permitenidentificar la variación o mutación en los genesde la Calpaína o de la Calpastatina que está pre-sente en el genoma del animal estudiado.Cada animal posee por herencia mendeliana uncromosoma proveniente del padre y otro prove-niente de la madre. Debido a que estos análisispueden identificar el genotipo presente en cadauno de los dos cromosomas (alelos); es posibleclasificar al animal por la presencia o ausencia to-tal de una variación en ambos cromosomas (indi-viduo homocigoto) o por la presencia de esa va-riación en sólo uno de los cromosomas (individuoheterocigoto).Utilizando esta tecnología la correlación entrecada genotipo individual con el grado de ternezade su carne se realiza mediante un sistema decruces. Con este sistema el individuo que poseeen los dos alelos (homocigota) la variación aso-ciada con mayor terneza se clasifica con dos cru-ces (++), en tanto que el que posee en ambosalelos la variación de menor terneza se clasificacomo cero (ninguna cruz). Del mismo modo, el in-dividuo que posee la variación más tierna en unosolo de los dos cromosomas (heterocigota) seidentifica con una cruz (+).De esta manera, cuando en el estudio de marca-dores genéticos se identifican simultáneamentelas variaciones, el individuo de mayor terneza pa-ra ambas enzimas: Calpaína y Calpastatina, seidentifica con cuatro cruces [CAPN1316 ++] y[CAST2959 ++] y el de menor terneza con cerocruz [CAPN1316 0] y [CAST2959 0].Utilizando datos provenientes de estudios quehan asociado cada genotipo con una determina-da fuerza de corte (terneza), es posible compararindividuos y rodeos mediante la utilización de unÍNDICE COMBINADO de TERNEZA, el cual re-presenta con números absolutos la fuerza de cor-te encontrada para cada genotipo. Considerandoque las dos enzimas responsables del proceso demaduración tienen actividades antagónicas y quecorresponde a la Calpaína el papel predominan-te, es posible diferenciar la relación de los indivi-duos con tres cruces (++ + y + ++) con el gra-do de terneza correspondiente (ver Tabla 1: Valo-res de Referencia).

PERSPECTIVAS:

La identificación genética de los reproductorespermitirá seleccionar las variables más favorablespara aumentar su frecuencia en la población, ga-rantizando así carne cada vez más tierna y gené-ticamente certificada.Hasta el presente el proyecto conjunto Asocia-ción Argentina de ANGUS – AgroCiencia ha es-tudiado la presencia de estos genes en más de10 familias y cerca de 40 reproductores. Estu-dios realizados en Australia y EEUU (ver recua-dro Tablas 2 y 3) demuestran que la raza ANGUSpresenta una muy buena frecuencia de dichosgenes en las poblaciones estudiadas. Es por elloque el próximo paso será emprender no ya un es-tudio de familias, como hasta el presente, sino lainvestigación de la frecuencia genéti-ca en individuos elegidos al azar, paraconfeccionar así una ficha genéticade la raza en nuestro país que permi-ta monitorear el aumento de la fre-cuencia a lo largo del tiempo.Dado que estos genes asociados conla terneza parecen heredarse en for-ma mendeliana, una vez confirmadaesta suposición se intentará utilizar elIndice Combinado de Terneza comoun nuevo DEP relacionado con la ca-lidad carnicera de los reproductores.Las tareas que esperan por delanteno parecen simples, pero fijar objeti-vos elevados es la mejor manera demantener el liderazgo. ◆

Fuerza de corte

“Es posible comparar individuos yrodeos mediante la utilización de unÍNDICE COMBINADO de TERNEZA,el cual representa con números absolutos la fuerza de corte encontrada para cada genotipo”.

TABLA 2: FRECUENCIA PARA LOS GENES DE CALPASTATINA2959 EN DIFERENTES RAZAS.

Raza Genotipo Frecuencia del GenCAST2959

0 + ++ (+)Shorthorn 0,5% 2,5% 97% 98%Murray Grey 1% 17% 81% 89%Angus 1% 21% 78% 88%Hereford 2% 28% 70% 84%Belmont Red 4% 35% 61% 78%Santa Gertrudis 8% 37% 55% 73%Brahman 18% 50% 32% 57%

Datos de Genetic Solutions Pty Ltd 2004 (AU).

TABLA 3: FRECUENCIA PARALOS GENES DE CALPAÍNA316EN DIFERENTES RAZAS.

Raza Frecuencia del Gen CAPN1316

(+)Angus 45%

Hereford 18%Limousin 18%

Simmental 18%Charolais 18%

Angus Red 12%Gelbvieh 13%

Datos de MARC Report Nº 22, January2004 (USA).

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