Código de barras del ADN

Dra. Analía A. LanteriDivisión Entomología- Museo de La Plata

CÓDIGO DE BARRAS DEL ADN

Los genes están formados por EXONES (traducen a proteínas) y los INTRONES (no codificantes)

Tanto las zonas codificantescomo no codificantes puedenser utilizadas en sistemática

No pueden utilizarse zonas hipervariables o de ADN altamente repetitivo

ADN altamente repetitivo

ADN “Fingerprinting”

Genes de copia única (nucleares)

Genes de copia múltiple

Ribosomales (conservados: plantas18S, 26S; animales 18S, 28 S) Taxones superiores

Mitocondriales (tasa mutación rápida en animales: COI, COII) → Especies próximas

Estudios de FilogeografiaEspecies partenogenéticas

Cloroplasto (ADN muy conservado: rbcL, rbcS) → Taxones superiores

En el genoma humano hay 65% de genes de copia única pero sólo el 20% es codificante para proteínas.

En los procariotas la mayor parte del ADN es codificante.

Caracteres obtenidos a partir de las secuencias del ADN

Las secuencias de ADN deben ser alineadas para establecer una homología posicional.

Cada posición es un posible carácter con cuatro estados posibles: A, T, C, G.

Puede haber sustituciones de bases nitrogenadas: transiciones (cambios de purina a purina o de pirimidina a pirimidina) o transversiones (cambios de purina a pirimidina o viceversa). Bases púricas (A,G) y pirimídicas (C,T).

Puede haber mutaciones indel: inserciones o deleciones (pérdidas) de bases.

Datos de secuencias de ADN

ADN mitocondrial

Herencia materna

No recombinaen cada generación

Homoplasmia = todas las mitocondrias son iguales en su ADN

Alta tasa de sustituciónnucleotídica

Hay pocas regiones no codificantes

Proyecto código de barras del ADN

2000- Conferencia internacional sobre “Barcoding life”, Londres.

2002- Workshop sobre “DNA Taxonomy”, Munich.

2003- Identificador Universal: gen mitocondrial COI (Citocromo Oxidasa I). University of Guelph, Canadá.

2004- Secretaría del “Barcode of life”, National Museum of Natural History, Washingon D.C, USA.

1 .Identificacióntaxonómica

2 . Similitud dela secuencia conla sec. dereferencia

3. Link a la página de laespecie

4 .Identificación sobreel árbol de los 100taxones más próximos

Repositorio de los codigos de barras y herramientas

ProyectoFish- Bol

BARCODING CAMPAIGNS

Gen Bank

Es la base de datos de secuencias genéticas del NIH (National Institutes of Health) de los Estados Unidos, de disponibilidad pública. Realiza una puesta al día cada dos meses.

Es parte de la International Nucleotide Sequence Database Collaboration , que está integrada por la base de datos de ADN de Japón, (DNA DataBank of Japan), el Laboratorio Europeo de Biología Molecular (European Molecular Biology Laboratory) y el Gen Bank del National Center for Biotechnology Information.

Al recepcionar una secuencia, el personal de GenBank asigna un número de acceso a la secuencia y realiza controles de calidad.

Crecimiento de secuencias en GeneBank

TAXONOMIASp. identificadas No identificadas

“BARCODE of LIFE”Secuencia standard

Acceso bibliotecaInformación adicional

Identificación porcomparación con labiblioteca BOLD

Construcción de labiblioteca BOLD

Genética dePoblaciones

Filogeniasmoleculares

Archivo de ADN y tejidos

PROYECTO“Barcode of Life”

Los filogrupos A y B se hallan separados por un “gap” de numerosos pasos mutacionales

Cada filogrupo presenta un haplotipo ancestral del cual derivan los demás, separados por uno o unos pocos pasos mutacionales.

Filograma de haplotipos mitocondriales

Razas de Heliconius erato

Astraptes fulgerator

Lepidoptera: HesperoideaReserva de Guanacaste- Costa Rica

Especies gemelas

Saturnidae

Daniel Jansen

Cosa Rica

Método de Neighbor JoiningSaitou and Nei (1987

Une los OTU's más cercanos tratando de minimizar la longitud total del árbol. El método se inicia a partir de una estrella en la cual todas los OTU's están enlazados a un nodo central.

A B C D E

B 5 . . . .

C 4 7 . . .

D 7 10 7 . .

E 6 9 6 5 .

F 8 11 8 9 8

Topología correcta del árbol para los OTU's de la tabla 1.

Matriz de sustitución para un grupo de seis OTU's

Secuencias ISSR de variedades de porotos del NOA

UPGMA

Grupo 1

Grupo 2

Grupos 3

Grupo 4Neighbor Joining