Código de Barras da Vida – Iniciativa para Codificar o DNA

15/07/2016
Por cbbr
Código de Barras da Vida – Iniciativa para Codificar o DNA
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Codificar o DNA é uma iniciativa maravilhosa (inspirada pela indústria de codificação do varejo onde cada produto único carrega um número de código de barras único, que pode ser usado para saber uma série de outras informações sobre o item) que pode ser utilizado para criar uma biblioteca de código de barras, catalogando a enorme variedade de espécies encontradas na terra.

Ao usar uma pequena parte de uma determinada planta ou DNA de um animal para criar um identificador único para essa espécie, um “código de barras” para essa criatura pode ser catalogado – embora, claro, eles são muito mais complicados do que os códigos de barras lineares normais! (E talvez mais bonitos também…)

Uma comparação de códigos de barras de DNA em duas borboletas e duas espécies de coruja

Uma comparação de códigos de barras de DNA em duas borboletas e duas espécies de coruja

O que é codificação do DNA e de onde ela se originou?

O pesquisador canadense Paul Herbert e sua equipe da Universidade de Guelph, em Ontário, propuseram pela primeira vez o sistema de codificação de DNA em um papel (Identificações biológicas através de códigos de barras de DNA) em 2003. O objetivo deles era o de utilizar uma pequena parte de DNA numa seção padronizada do genoma que pode ser utilizada como um identificador único para uma espécie em particular.

Herbert pensou nessa ideia em um supermercado no final da década de 1990: “Eu imaginei que se o setor de varejo pode usar alguns números para representar uma grande variedade de produtos, por que não podemos olhar para o DNA da mesma forma?”

Estima-se que pode haver até 100 milhões de espécies diferentes na Terra, e antes da iniciativa de codificação do DNA, menos de dois milhões dessas haviam sido catalogadas.

Na taxonomia tradicional, algumas teclas e funções são utilizadas por taxonomistas especializados para identificar uma determinada amostra, e, até mesmo um pesquisador muito experiente pode não ser capaz de identificar uma espécie, se o espécime estiver danificado ou ainda em uma fase juvenil do desenvolvimento.

Como o DNA é o mesmo em todas as fases de crescimento e pode ser retirado de uma amostra minúscula de um organismo, ele fornece a forma mais rápida e precisa de identificar as espécies existentes e catalogar novas descobertas corretamente. E, claro, você não precisaria de anos de estudo e experiência para usá-lo, e seria muito menos dispendioso.

Políticos de 25 países, portanto, reuniram-se em Guelph, em 2007, para discutir a criação de uma biblioteca de código de barras para todos os organismos multicelulares que pudessem ser adicionados e acessados internacionalmente em um esforço colaborativo global.

Os pedidos de financiamento e trabalho organizacional começaram em 2009 e, finalmente, em outubro de 2010, o projeto Código de Barras da Vida Internacional foi formalmente ativado.

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Como a codificação do DNA funciona?

A parte padrão do cromossomo usado para a codificação do DNA em animais é chamada região CO1, a qual contém 648 pares de bases, ao passo que as regiões do gene do cloroplasto são usadas para plantas – estas são conhecidos como as regiões matK e rbcL.

Como cada cadeia de DNA é composta por quatro nucleotídeos: adenina, guanina, timina e citosina (A, G, T e C) – elas podem ser alocadas como uma cor (adenina = verde, guanina = preto, timina = vermelho e citosina = azul) e mostradas na seqüência para criar esse tipo de “código de barras” de animais – que vão parecer como os seus homólogos de código de barras de varejo!

O Código de Barras Internacional da Vida recolhe amostras de todo o mundo – seja diretamente de coletores no campo, museus e jardins botânicos, entre muitos outros.

O Brasil tem seu próprio setor de iBOL, que tem funcionado através de um comitê de direção de várias instituições acadêmicas, e executa muitos projetos de codificação de DNA em todo o país através das várias universidades e dos cientistas no exterior, entre outros. (http://brbol.org/pt-br)

Assim que as amostras chegam ao laboratório, uma pequena parte da amostra é utilizada para extrair DNA do organismo. Através de um processo conhecido como amplificação por PCR, a região da cadeia de DNA usada para o código de barras é replicada e sequenciada, e pode então ser arquivada numa base de dados.

O maior banco de dados global está alojado na Base de Dados do Código de Barras da Vida (BOLD) e atualmente tem mais de 1.5 milhões de registros que são acessíveis ao público. Esses registros contêm informações imensamente valiosas sobre onde e quando o espécime foi coletado, que equipe de investigação fez a coleta e quem era o líder da equipe, e a informação de gênero, família e espécie, é claro.

Por exemplo, este autor pesquisou seu animal favorito – a orca ou baleia assassina, orcinus orca – e a primeira entrada de dados traz a seguinte sequência de nucleotídeos:

Sequência para a orca ou baleia assassina (Orcinus orca). A sequência de nucleotídeos usada para codificar o DNA da Orcinus orca - a baleia assassina

Sequência para a orca ou baleia assassina (Orcinus orca). A sequência de nucleotídeos usada para codificar o DNA da Orcinus orca – a baleia assassina

E o seu código de barras de DNA correspondente:

Código de barras de DNA para a orca

Código de barras de DNA para a orca

Os benefícios da codificação do DNA:

Um dos principais benefícios da codificação do DNA está na identificação de animais contrabandeados, como nos comércios de carne de caça ilegal e o contrabando de espécies altamente ameaçadas.

Ao ser capaz de identificar um animal (mesmo a partir de ovos, no caso de aves e répteis) como os ameaçados de extinção e os ilegais para o transporte, as autoridades podem fazer prisões de forma confiante e rápida.

Outro grande benefício pode ser para iniciativas de saúde pública, tais como o controle de doenças como a malária e outras doenças transmitidas por insetos.

Hoje em dia, os projetos estão operando na coleção de espécimes de mosquitos na Índia, moscas negras na América do Sul que transmitem a cegueira do rio, e parasitas que afligem o gado na América Central e no México. Mais estudos de caso podem ser encontrados nesta reportagem da NBC.

Outros benefícios potenciais incluem a regulação da segurança alimentar, a monitorização dos ecossistemas para a pesquisa de conservação e mudanças climáticas, gestão de recursos e controle de espécies exóticas e invasoras.

Espera-se que o monitoramento em larga escala e automatizado através dos oceanos, rios e reservas, em breve, se tornará rotina.

Códigos de barras EAN-13 e UPC-13 revolucionaram o setor de varejo e como o comércio mundial era conduzido – esperamos que os códigos de barras de DNA possam fazer o mesmo para a ciência e conservação das espécies!

 

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