Il DNA barcoding è una tecnica veloce e relativamente semplice che permette l'identificazione di specie biologiche tramite l'utilizzo di sequenze di DNA.



Nel 2003, il canadese Paul Hebert dell’University of Guelph, Ontario, Canada, propose il DNA barcoding come metodo di identificazione delle specie biologiche. L’idea era relativamente semplice e non completamente nuova a chi si occupava di tassonomia: analizzando la variabilità in una corta sequenza di un marcatore molecolare (o DNA barcode), scelto in una regione standardizzata del genoma, è possibile discriminare due entità biologiche nello stesso modo in cui uno scanner di un supermercato è in grado di distinguere due prodotti utilizzando le strisce del codice a barre (il cosiddetto “Universal Product Code, UPC”).

 

Tra gli animali la regione scelta come DNA barcode standard è un frammento di 648 paia di basi del mitocondrio, codificante il gene per la citocromo ossidasi subunità 1 (anche noto come cox1). 

 


La regione cox1 non si è rivelata essere una buona scelta per le piante, perché il mitocondrio in questi organismi sembra evolversi troppo lentamente. Tuttavia altre due regioni del cloroplasto, matK e rbcL, sono state proposte dal Gruppo di Lavoro Internazionale per il Plant DNA barcoding come marcatori standard per le piante superiori. A questi marcatori si possono aggiungere regioni spaziatrici come il TrnH-psbA, utili soprattutto per la discriminazione di taxa affini e il marcatore nucleare ITS2. Ad oggi permane tuttavia un dibattito aperto su quali siano i marcatori più idonei nel regno vegetale, soprattutto per la caratterizzazione delle piante inferiori. 

Nei funghi il marcatore DNA barcode approvato è l’ITS.

 

Fino a oggi il DNA barcoding riguarda tipicamente gli eucarioti, mentre per gli altri due domini del Tree of Life (Bacteria e Archaea), per i quali l’identificazione molecolare è comune ben prima del 2003, il termine DNA barcoding non è per nulla diffuso.

 

Il DNA barcoding è uno dei sistemi per cercare di identificare le specie biologiche, ma è chiaro che non è intrinsecamente migliore di altri metodi di discriminazione. Al contrario, in quanto sistema generalista, a volte può essere meno efficace nella discriminazione dei viventi. Quindi, perché il DNA barcoding si è così diffuso nella comunità scientifica?

 



QUALI SONO I VANTAGGI DEL DNA BARCODING?

 

La vera forza del DNA barcoding non è tanto nel suo essere un sistema discriminatorio, ma è quella di aver saputo creare un sistema. I punti chiave della tecnica sono i seguenti:

 

- il DNA barcoding è un sistema di discriminazione generalista. Con uno o pochi marcatori molecolari (DNA barcode) è possibile differenziare un vasto pannello di organismi viventi. In linea generale si può affermare che il DNA barcoding non è un sistema di discriminazione pensato per un esperto di un certo gruppo tassonomico. E’ invece lo strumento ideale per chi non ha particolari conoscenze nel gruppo in esame. Gli esperti sono fondamentali per la costruzione del sistema discriminatorio, possono ovviamente trarre diretti vantaggi dalla tecnica che hanno messo a punto, ma il principale risultato a cui devono ambire è quello di aver messo a disposizione della comunità scientifica un valido strumento;

 

- il DNA barcoding è molecolarizzazione e informatizzazione della tassonomia. In particolare, la molecolarizzazione è un processo iniziato decenni prima del lancio del DNA barcoding, e non costituisce quindi la vera innovazione. Dall’altra parte invece, l’informatizzazione è il vero cuore del progetto DNA barcoding. Tutte le campagne dell’iBOL hanno come fine ultimo la generazione di database estesi, in cui tassonomia tradizionale, molecolare, biogeografia e altre informazioni si integrino;

 

- il DNA barcoding è standardizzazione. Per la prima volta da secoli uno stesso laboratorio di ricerca può occuparsi di differenti tematiche, unificate dallo stesso modo di: raccogliere e collezionare gli organismi; estrarre, amplificare e sequenziare il DNA; analizzare i dati; diffondere i risultati;

  

- il DNA barcoding può essere il catalizzatore di un rinnovato sistema tassonomico, nel quale è centrale la condivisione di tecnologie, metodi e risultati.