Hvordan DNA Barcode arbeid?

DNA er en forkortelse for deoksyribonukleinsyre, det materiale som overfører genetiske egenskaper i alle former for liv. DNA består av en dobbel skruelinje, eller to kveil-kjeder, av organiske molekyler, som kalles nukleotider. Biologer bruker sekvensen av nukleotider for å identifisere ulike biologiske arter på samme måte som supermarkeder bruke datastyrte strekkode etiketter, bærer et unikt produkt kode, for å identifisere ulike produkter.

Historie

DNA barcoding ble først introdusert til det vitenskapelige miljøet ved Paul Hebert ved University of Guelph, Ontario i 2003. Hebert publiserte en artikkel med tittelen "Biologisk Identifikasjonsspørsmål Gjennom DNA Strekkoder", der han foreslo en tilnærming til å identifisere og oppdage biologiske arter bruker samme genetiske markører - det vil si en DNA strekkode - i hvert enkelt tilfelle. Ifølge Paul Hebert selv, er papiret den mest tungt sitert papir gang publisert i Proceedings of the Royal Society.

Teknikk

For å lage en DNA strekkode, teknikere hentet DNA fra en liten del av vev, isolere strekkoden regionen og bruke en automatisert teknikk, kjent som polymerase chain reaction forsterkning, for å produsere millioner av kopier av DNA-sekvensen. Det undersøkes i sekvensen av nukleotider og representerer sekvensen som en serie av bokstaver, C, A, T og G, som hver representerer en av de nukleinsyrer, cytosin, adenin, tymin og guanin. En sekvens av 15 nukleotider, med fire alternativer på hver posisjon, skaper 1 milliard mulige koder, 100 ganger mer enn den totale estimerte antallet dyrearter. Når den er laget, er DNA strekkode plassert inn i et depot, eller referansebibliotek, som brukes til å identifisere ukjente arter.

CO1 Gene

For å identifisere nesten alle dyregrupper, inkludert fugler, sommerfugler, fisk og fluer, biologer undersøke sekvensen av nukleotider i en del av DNA, kjent som et gen, tatt fra energiproduserende cellulære strukturer kalles mitokondrier. Teknisk sett er det genet som kalles cytokrom c oksidase en eller CO1 for kort. Den CO1 gen er lett å isolere og kort nok til å bli sekvensert raskt, men lang nok til å identifisere variasjoner mellom artene.

begrensninger

Analogien mellom DNA strekkoder og vanlige, datastyrt strekkodeetiketter er ikke helt konsekvent fordi biologiske arter gjennomgå det som er kjent som intraspesifikk variasjon, noe som betyr at ikke alle medlemmene av en art er identiske genetisk. Videre, mens det CO1-genet er svært effektivt for å identifisere dyrearter, er det ikke effektivt for identifisering av karplanter, slik som bregner og blomsterplanter, fordi genet utvikler seg for langsomt.