Ulusal DNA Barkodlama Projesi

CBOL (Consortium for the Barcode of Life) tarafından belirlenen bitki barkod bölgeleri nelerdir?

4 kodlanan, 3 kodlanmayan bölge olmak üzere toplamda 7 barkod bölgesi tanımlanmıştır.
Kodlanan bölgeler: matK, rbcL, rpoB, rpoC1
Kodlanmayan bölgeler: atpF-atpH, trnH-psbA, psbK-psbI

rbcL: Zaman zaman bu barkod ile tür seviyesine inmek mümkün olmamaktadır. Fakat diğer barkod bölgeleriyle birlikte kullanıldığında doğru kimlik tanımlama yapmayı sağlamaktadır.

matK: hızlı evrimleşen, uygun uzunlukta ve türler arası belirgin farklılıkları gösteren bir barkoddur. Fakat bitki türüne göre bu genin çoğaltılmasında sıkıntı yaşanmaktadır. Örneğin, bu gen kapalı tohumlu bitkilerde %90 oranında çoğaltılabilirken, açık tohumlu bitkilerde bu oran %83’e, çiçeksiz bitkilerde ise %10’a kadar düşmektedir.

trnH-psbA: intergenic spacer bölge için tasarlanmış. Genler arasında kalan bölge yüksek miktarda farklı sekanslar bulundurmakta ve bu kısımlarda INDEL yüksek oranda seyretmektedir. Yapılan araştırmalarda en tür ayrımlarını en iyi yapan barkod bölgelerinden biridir.

ycf1: 2015 şubat ayında Nature’da yayınlanan bir makale ile ortaya çıkmış ve var olan barkodlarla kıyaslandığında en umut verici barkod bölgesi olduğu ifade edilmiştir. Çiçekli bitkilerde yüksek oranda değişkenlik göstermektedir. Bu gen kloroplast için önemli olan ve proteinlerin kloroplast ile sitoplazma arasındaki geçişini sağlayan TIC kompleksini kodlamaktadır. matK bölgesinden bile daha yüksek değişkenlik göstermektedir.

mtDNA yapısı, büyüklüğü, yapılanma şekli ve gen düzenindeki hızlı değişimler nedeniyle hayvanlar için tür düzeyinde kullanılmaya daha uygunken, bitkilerde çok düşük değişkenlik gösterdiği için kullanılamamaktadır. Kloroplast DNA’sı ise
 Bitki içeriğinde daha fazla olması, böylece DNA ekstraksiyonu ve analizinin daha kolay yapılması,
 Gen düzeninde hızlı değişimler göstermesi,
 Tek kopya gen içermesi,
 Nükleotid içeriğinin daha ölçülü olması,
 Kloroplast genomunun içinde moleküler bilgi için daha geniş bir arka plan mevcut olduğundan,
 Bugüne kadar yapılan bitki sistematiği çalışmalarında daha çok cpDNA kökenli genlerin moleküler verilerinden yararlanılmış olması gibi özelliklere sahip olduğu için bitki barkodlamasında tercih edilmektedir.

 Kısa olmalıdır (yaklaşık olarak 750bç). PCR süresini ve dizileme maliyetini düşürmek ve verilerin kolayca saklanmasını sağlayabilmek için gerekli olan bir özellik
 Bir ya da iki barkod ile tür içi ve türler arası farklılıklar ve organizmaya ait tür seviyesindeki tanımlamaları ortaya koyabilmelidir.
 Kolayca izole edilebilmelidir
 Tüm türler tek primer çifti ve tek PCR profili ile bulunabilmelidir. (primer bölgeleri mümkün olduğunca az varyasyon içermeli ve türler arasında korunmuş olmalıdır fakat primer çifti arasında kalan bölge yüksek varyasyona sahip olmalıdır)
 PCR ürününün çift yönlü dizilenmesi, otomasyona alınabilecek bir iş akışı ile yapılabilmelidir. Elde edilen diziler mevcut biyoinformatik araçları ile kolayca hizalanabilmelidir. Bunun için de uzun, tekrarlanan ve simetrik sekanslar oldukça az olmalıdır.

 Sistematikte morfolojik benzerliği nedeni ile aynı tür ismi altında kabul edilen iki canlıdan birinin farklı bir tür olduğunu tespit ederek sistematikteki yerinin düzeltilmesi (Saunders ve McDonald 2010),
 Tanımlaması çok zor olan Bryophyta biyoçeşitliliğin takip edilmesi ve tespit edilmesi (Hajibabaei vd. 2007a, Hausmann vd. 2011,von Crautlein vd. 2011),
 Fosil tohumların tanımlanması (Gismondi vd. 2012),
 Kontrol, kalite ve ticaret: yiyeceklerin içeriklerinin doğrulanması (Baker vd. 2012),
 İlaç sanayii: ilaç içeriğindeki bitkilerin doğrulanması (Xue ve Li 2011),
 Nesli tükenmekte olan türlerin korunması (SAPA 2010, Liu vd. 2011, Wallace vd. 2012),
 Adli Tıp araştırmalarında organik delillerin tür ve lokasyon tespitinin yapılması (Dalton ve Kotze 2011, Kress vd. 2009),
 Özel yapıya sahip kök araştırmalarında: kök morfolojisi ve topraktaki kök artıklarının tanımlanması (Kesanakurti vd. 2011),
 Sistematikte morfolojik farklılıklar nedeni ile farklı varyeteler olarak kabul edilen canlıların aynı tür olduğunu tespit ederek sistematikteki yerinin düzeltilmesi (Keskin 2003)

 Barkodlama için uygun lokusların bulunması
 Metotların standardizasyonu
 Örneklerin kataloglanması