Você sabe o que é o DNA BARCODE? Você já ouviu falar? DNA Barcode é o código de barras da Vida. Não entendeu nada ainda não é? Calma, vamos explicar tudinho! Vamos lá!

Você já se perguntou quantas espécies de seres vivos existem no planeta?

Estudiosos no mundo inteiro estimam um número entre 8 e 13 milhões de espécies existentes no planeta. Entretanto, sabemos que aproximadamente, apenas 1,7 milhões de espécies já foram identificadas e descritas até o presente.

Vemos assim, que falta muito ainda a pesquisar, para que a humanidade possa vir a conhecer mais sobre a enorme biodiversidade do mundo que habitamos. Porém no ritmo acelerado de extinção que se verifica atualmente, como resultado das atividades humanas altamente impactantes nos ecossistemas, muitas espécies provavelmente já foram ou estão sendo extintas, sem nem mesmo terem sido conhecidas.

A identificação de espécies é um trabalho muito difícil, principalmente devido ao pouco número de taxonomistas empenhados para realização dessa empreitada, e também por que a identificação das espécies se baseia em caracteres morfológicos, em sua maior parte, metodologia que pode levar a muita confusão na distinção dos diferentes organismos existentes.

O sistema de identificação morfológico, apresenta inúmeras limitações, como por exemplo, a grande plasticidade fenotípica verificada em alguns caracteres, a existência de espécies crípticas em vários grupos e o fato de que as chaves dicotômicas utilizadas na identificação morfológica, serem na maioria das vezes ineficientes para um determinado estágio do ciclo de vida de um organismo. Muitas das vezes, os juvenis apresentam dificuldades na identificação por essas chaves, por não terem desenvolvido ainda todas as características dos indivíduos adultos.

Por causa das dificuldades enfrentadas nesta e em outras técnicas de identificação e classificação, desenvolveu-se uma forma, que utiliza a enorme diversidade existente na estrutura da molécula de DNA dos seres vivos, para diferenciar e identificar as espécies. Essa técnica chama-se DNA BARCODE ou código de barras de DNA. Na verdade é um método taxonômico proposto em 2003 pelo grupo de pesquisa do Professor Paul Herbert da Universidade de Guelph, localizada em Ontário, Canadá.

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Esse método permite a identificação de diferentes espécies, através de uma região padrão do DNA, específica para cada Domínio ou Reino a que pertença, de forma segura, fácil, rápida e objetiva. A ideia, é a construção de um banco de dados contendo toda a biodiversidade planetária, que possa ser disponibilizado para consulta por qualquer pessoa interessada.

A identificação de espécies pelo DNA Barcode, acontece de forma semelhante a de um Scanner de supermercado que utiliza as listras pretas do Código de Barras Universal de Produtos, o UPC, para identificar as mercadorias.

O UPC utiliza 10 números dispostos alternadamente em 11 posições para gerar 100 bilhões de identificadores. Já o DNA Barcode, o código de barras do DNA, utiliza as quatro bases de nucleotídeos, adenina citosina timina e guanina, existentes na molécula, alternadas em um número muito maior de posições possíveis.

Imaginem a quantidade de códigos que podemos obter utilizando um único gene que na maioria dos animais por exemplo, possui mais de 1.000 bases de nucleotídeos.

A molécula de DNA é muito grande e possui milhares de genes. Para a técnica de códigos de barras ser viável é necessário escolher uma única região do DNA, conforme cada grupo de organismos que está sendo estudado, a fim de que possa ser utilizada por todos os cientistas em qualquer parte do mundo para qualquer espécie daquele grupo.

Que região do DNA atende a esses requisitos? Como escolhê-la? Ora, a região do DNA a ser utilizada deve ser universal e variável para cada espécie. Ela precisa estar presente em todos os organismos vivos de cada grupo de espécies.

Assim é que foram padronizados para os animais e a maioria dos eucariotos uma região do DNA mitocondrial que contém um gene codificador de proteínas específicas conhecido como Citocromo C Oxidase Subunidade I, ou simplesmente, COI, sigla derivada das inicias do nome do gene.

O COI é um gene específico do DNA das mitocôndrias que apresenta em torno de 600 pares de bases de nucleotídeos. Ele codifica uma enzima envolvida no transporte de elétrons na respiração celular.

O Gene que é utilizado na identificação de espécies, através da técnica de DNA Barcode, deve possuir algumas outras particularidades. Ele deve ser facilmente amplificado pela técnica de PCR, ter uma taxa de mutação elevada, ou seja, ele deve ser um gene não entrincheirado com possibilidade de variabilidade genética adequada mas com capacidade de ser distinguido entre espécies próximas, e ser verificado em indivíduos de mesma espécie, apresentar ausência de íntrons e originar várias cópias por célula.

Por causa dessas características o COI foi o primeiro Gene a ser utilizado na técnica do DNA Barcode. Para distinguir espécies de plantas e fungos, estão sendo utilizadas outras regiões do DNA.

Para plantas terrestres estão sendo utilizados genes do cloroplasto, o RBCL que é um gene que codifica uma proteína altamente conservada ao longo de sua evolução, a rubisco, uma enzima envolvida nos processos de fotossíntese. Em fungos, está sendo empregada uma região espaçadora transcrito interno, ITS, do DNA nuclear.

A técnica de DNA Barcode permite a identificação de espécies nos vários estágios de vida como por exemplo larvas, pupas, ovos, e através de várias partes do corpo dos organismos facilitando a descoberta de novas espécies, permitindo revisões taxonômicas, facilitando o combate ao comércio ilegal de espécies ameaçadas de extinção e o combate contra a retirada de madeira de forma ilegal e criminosa.

A técnica de DNA Barcode é simples e envolve as etapas de Amostragem, Análise Laboratorial e Bancos de Dados Biológicos.

Na Amostragem é preciso a obtenção de uma pequena parte de qualquer espécie que possua DNA, como músculo, sangue, saliva, ovos, conteúdo estomacal, pêlo, folhas, sementes, larvas, esporos. Enfim qualquer parte de uma espécie que possui DNA.

Onde obter a amostra? Em campo a partir de um espécime, ou seja, um indivíduo específico que se quer conhecer, ou através de material que pode ser fornecido por museus, herbários, jardins zoológicos, coleção de tecidos congelados, bancos de sementes e outros locais, repositórios de material biológico.

Também devem ser colhidos dados sobre a ecologia da espécie, local de coleta, área de ocorrência bem como o local onde está depositado o exemplar.

A etapa seguinte é realizada em laboratório onde todos os protocolos já estão padronizados. A Análise Laboratorial envolve os procedimentos de extração de DNA e amplificação do Gene COI no caso de animais e a maioria dos eucariotos, do Gene RBCL para plantas e a região ITS para fungos. A amplificação é feita pela técnica de Reação em Cadeia da Polimerase, PCR. Em seguida procede-se ao sequenciamento do DNA.
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O sequenciador automático gera um cromatograma onde cada cor corresponde a uma das bases nitrogenadas que compõem a sequência. A sequência de cores irá compor o código de barras da espécie em estudo.

O Banco de Dados Biológicos é o local onde após a análise de todos os dados obtidos, eles são então depositados, ficando as sequências do Barcode do DNA de cada espécie disponíveis para consulta para toda a sociedade e a comunidade científica.

No Brasil, o Consórcio responsável pela identificação molecular da biodiversidade brasileira é o BRBOL – Brasilian Barcode of Life, que deposita os dados obtidos no Bold Systems.

Mais de 3 milhões de sequências de DNA obtidas pelo método do código de barras da vida, o DNA Barcode, já foram depositadas no Bold Systems – Barcoding of Life Database Systems – o Banco de Dados Biológicos Públicos Internacional que possui dados moleculares, descrições morfológicas, fotografias, indicações da região onde as espécies estão distribuídas e os locais onde estão depositados os espécimes ou as amostras de cada espécie analisada.

A técnica de DNA Barcode ajuda não só na identificação da biodiversidade como também permite identificar a origem dos produtos industrializados que utilizamos e sua real composição, visando à segurança alimentar. Outras aplicações são possíveis e você poderá pesquisá-las. Então, quer ampliar seus conhecimentos? Mãos à obra!

Bibliografia

Wikipédia. Código de barras de DNA. pt.wikipedia.org [S.I]. 2019. disponível em: https://pt.wikipedia.org/wiki/Código_de_barras_de_DNA. Acesso em 26/04/2019, às 12:35 h.