DNA barcoding é um método que utiliza um
trecho do DNA de cerca de 650 nucleotídeos
como marcador para caracterizar espécies.
Trata-se de uma sequência extremamente
curta em relação à totalidade do genoma, que
nos humanos, por exemplo, tem 3 milhões de
pares de bases.
O Código Universal de Produtos (código de
barra universal dos produtos), utilizado para
identificar produtos do mercado varejista,
emprega 10 números alternados em 11
posições para gerar 100 bilhões de
identificadores únicos.
Em 2003, pesquisadores da Universidade de
Guelph, em Ontário, Canadá, propuseram o
“DNA barcoding” como forma de identificar as
espécies. O código de barras de DNA usa uma
pequena
sequência
genética
de
uma
determinada parte do genoma, da forma que um
scanner de supermercado distingue produtos
usando as listras pretas do Código Universal de
Produtos.
Para os animais, foi estabelecido como
código de barras, DNA Barcode, uma
região
de
um
gene
mitocondrial
denominado de citocromo c Oxidase
Subunidade I (COI).
Em plantas a escolha de uma região
adequada para representar o DNA
Barcode ainda não esta bem definida
como nos animais devido ao genoma
mitocondrial vegetal apresentar baixa
variação em sequências para ser
utilizado como código de barras. Para
os vegetais, genes ou regiões do
genoma de plastídios e da região
nuclear ITS, parecem ser os
candidatos mais promissores.
O procedimento básico para a taxonomia
baseada no DNA, DNA Barcoding, é
direto. Uma amostra de tecido seria
retirada de um indivíduo coletado e seu
DNA extraído.
Este DNA serve como uma amostra referência
para que uma ou várias regiões gênicas
possam ser amplificadas pela técnica de PCR
e em seguida seqüenciadas.
As seqüências resultantes correspondem a
uma etiqueta de identificação para a espécie
da qual a amostra de DNA foi retirada.
Essa sequência se torna
disponibilizada através de
um banco de dados, junto
com a descrição da espécie
e
outras
informações
associadas, que idealmente
incluem
seu
status
taxonômico com referências
associadas.
Esta sequência se torna um padrão para
referências futuras, junto com o espécime
tipo e a respectiva preparação do DNA, que
será depositada em coleções de museus.
Uma vez que um banco de dados de
sequências tenha sido estabelecido, novas
amostras podem ser averiguadas.
Curva de Acumulação;
Visualizador de Alinhamento;
Teste de degradação de DNA;
Sumário de Distância (diferença entre espécies);
Mapas de Distribuição;
Biblioteca de Imagens;
Sumário de vizinho mais próximo;
Composição de sequência;
Identificação de sequência;
Árvore de Identificadores de Táxon.
Submissão de Bibliografia;
Submissão ao GenBank;
Sumário de Projeto (espécimes, localidades
e GenBank).
O Mapa se refere `a quantidade de espécies catalogadas e identificadas por
regiões do planeta ( quanto mais escura a cor mais espécies identificadas), e
não `a biodiversidade local.
As vantagens em se estabelecer bancos de
DNA barcodes completos dos principais
grupos taxonômicos é uma oportunidade
para minimizar a atual situação sobre a
caracterização da diversidade biológica em
grande escala.
Os grupos com baixa diversidade de sequências podem
dificultar a diferenciação dos espécimes. Embora uma
comparação entre sequências mitocondriais de 2238 espécies
de 11 filos animais revelou que 98% de pares de espécies
próximas apresentam mais de 2% de diferenças em suas
sequências, o que seria suficiente para identificar corretamente
a maioria das espécies;
A observação de diferenças entre espécies com divergência
recente é difícil de ser obtida usando qualquer método,
inclusive morfologia. Em alguns casos, o código de barras
mitocondrial pode chegar ao limite de identificação entre duas
(ou mais) espécies próximas. A frequência de espécies com o
mesmo código de barras é baixa dentro dos grupos analisados
até o momento;
A hibridação (junção de material genético pertencente
a espécies diferentes). comum na natureza leva a
insegurança quanto a identificação baseada em um
único gene (nuclear ou mitocondrial);
Pseudogenes nucleares (cópias inativas de genes
que geralmente possuem várias mutações e/ou
deleções) podem complicar a identificação baseada
em genes mitocondriais e nucleares.
Como espécies altamente resistentes à poluição, faz
com que o grupo seja utilizado como bioindicadores
de contaminação ou degradação ambiental.
A ideia de um sistema de identificação molecular,
com base em variação na sequência de DNA, surgiu
na década de 1990 com o desenvolvimento de
abordagens com base em PCR para a identificação
de espécies.
A taxonomia por DNA tem por objetivo a identificação
de unidades taxonômicas operacionais moleculares
(MOTU) obtidas por comparação das sequências de
DNA. Dessa forma, a taxonomia molecular fornece
ferramentas
para
suplementar
os
métodos
taxonômicos tradicionais.
Análise de DNA ajudou a revelar uma nova espécie de
Tetragonopterus, peixe que vive no rio Jari .
Por que o método de código de barras
de DNA, o chamado DNA barcoding, é
menos
eficiente
para
diferenciar
espécies vegetais em comparação à sua
aplicação com os animais?
A grande diversidade de espécies
vegetais, cerca de 500 `a 600 mil
classificadas;
Estabelecer
quais
seriam
os
marcadores para as plantas, ou seja,
que
trechos
do
DNA
seriam
escolhidos para serem objetos da
comparação.
Tem aplicações potenciais que vão desde o combate
à biopirataria até o controle de pragas e a
investigação forense;
Para coletar flores, por exemplo, o pesquisador deve
atuar na época de floradas, e, mesmo assim, elas
podem estar fora de seu alcance;
Pode-se identificar uma espécie a partir de uma
pequena amostra de tecido.
Os espécimes: museus de história natural, herbários, jardins
zoológicos, aquários, coleções de tecidos congelados, bancos
de sementes, coleções tipo de cultura e outros repositórios de
materiais biológicos são a fonte dos exemplares identificados;
Análise em Laboratório : nos laboratório os protocolos criados
para se obter sequências de código de barras de DNA devem
ser seguidos. Os melhores laboratórios de biologia molecular
equipados podem produzir uma sequência de código de barras
de DNA em algumas horas. Os dados são então colocados
numa base de dados para análise posterior.
A análise dos dados: as amostras são identificadas
quando encontradas no registro de referência mais
próximo correspondente no banco de dados. O grupo
CBOL criou um Portal de dados que oferece aos
pesquisadores novas e mais flexíveis formas para
armazenar, gerenciar, analisar e exibir seus dados de
código de barras.
Aproximadamente uma centena de instituições
contribuem para o Projeto BrBOL por meio de
coleções de espécimes, sequenciamento de códigos
de barras de DNA, processamento de dados e
integração de todas essas informações no BOLD. O
BOLD (Barcode of Life Data System) é uma
plataforma de bioinformática para armazenamento,
análise, gerenciamento e publicação dos códigos de
barras de DNA.
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