19.1.9: Código de barras
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Barcoding es el término aplicado a una tecnología que se está desarrollando para acelerar la identificación de especímenes de seres vivos. Hasta el momento, la identificación y clasificación de los animales ha avanzado más lejos. Aunque cada individuo en la mayoría de las especies tiene una secuencia genómica única, las diferencias entre individuos de una especie son mucho menores que las diferencias entre individuos de diferentes especies. Por lo tanto, determinar la secuencia genómica de un espécimen debe permitir que se clasifique positivamente si las secuencias de otros miembros de su especie ya están en una base de datos.
Sin embargo, secuenciar genomas enteros de animales es una tarea enorme. (La mayoría de los mamíferos tienen unos 3 mil millones de pares de bases de ADN). Un enfoque más práctico es asentarse en la secuencia de un solo gen que se encuentra en toda la vida animal. El que se ha elegido para los animales es el gen, COI, que codifica la subunidad más grande de la citocromo c oxidasa.
Ventajas
- Es un gen mitocondrial y así cada célula tiene cientos a miles de copias de la misma en contraposición a sólo dos copias de cada uno de sus genes nucleares.
- No tiene intrones (en animales).
- Gracias a la redundancia del código genético, puede mutar con bastante libertad, especialmente en la tercera posición de sus codones.
- Además, las secuencias génicas mitocondriales varían más entre especies relacionadas que sus genes nucleares. Por ejemplo, si bien las diferencias de secuencia entre los genes nucleares de los humanos y el chimpancé son solo de aproximadamente 1%, la diferencia entre sus secuencias génicas mitocondriales es de aproximadamente 9%.
- Dentro de una especie, sin embargo, hay poca variación de espécimen a espécimen en sus secuencias génicas mitocondriales.
Procedimiento
- Se extrae el ADN mitocondrial.
- Se aísla un fragmento del extremo 5' de COI (~648 pares de bases) (el gen completo tiene ~1500 pares de bases).
- El fragmento se amplifica por PCR usando cebadores fácilmente disponibles.
- La secuencia se determina y se compara con las que ya están en una base de datos.
Resultados tempranos
El análisis de códigos de barras de varios cientos de aves diferentes ha demostrado que los resultados de códigos de barras generalmente reflejan la identificación de especies con base en criterios más convencionales. Sin embargo, han surgido algunos casos en los que:
- especímenes que se cree que pertenecen a la misma especie difieren sustancialmente en la secuencia del COI y por lo tanto probablemente representan evolución convergente.
- especímenes que se cree que pertenecen a diferentes especies tienen secuencias COI similares y por lo tanto son probablemente variantes locales de lo que en realidad es una sola especie.
Mirando hacia el futuro
- Desarrollo de genes de código de barras apropiados para plantas (cuyos genes COI varían poco) y hongos (cuyos genes COI están interrumpidos por intrones). Un candidato prometedor para las plantas es el gen del cloroplasto rbCl que codifica la subunidad grande de RUBISCO.
- Desarrollo de secuenciadores manuales que pueden codificar el ADN de un espécimen en campo.
Impulsando el desarrollo del código de barras es El Consorcio para el Código de Barras de la Vida (CBOL). Su página de inicio (enlace a continuación) proporciona otros enlaces que describen metas, métodos, logros, etc. Al momento de escribir este artículo, se han ingresado códigos de barras para más de 112.000 especies en bases de datos.