Marcador molecular - Molecular marker

Um marcador molecular é uma molécula contida em uma amostra retirada de um organismo ( marcadores biológicos ) ou outra matéria. Ele pode ser usado para revelar certas características sobre a respectiva fonte. O DNA , por exemplo, é um marcador molecular que contém informações sobre distúrbios genéticos e a história evolutiva da vida . Regiões específicas do DNA ( marcadores genéticos ) são utilizadas para diagnosticar o distúrbio genético autossômico recessivo fibrose cística , afinidade taxonômica ( filogenética ) e identidade ( código de barras do DNA ). Além disso, as formas de vida são conhecidas por liberar substâncias químicas únicas, incluindo DNA , no meio ambiente como evidência de sua presença em um determinado local. Outros marcadores biológicos , como proteínas , são usados ​​em testes de diagnóstico para doenças neurodegenerativas complexas , como a doença de Alzheimer . Marcadores moleculares não biológicos também são usados, por exemplo, em estudos ambientais .

Marcadores genéticos

Artigo principal: Marcador genético

Em genética, um marcador molecular (identificado como marcador genético ) é um fragmento de DNA que está associado a uma determinada localização dentro do genoma . Os marcadores moleculares são usados ​​em biologia molecular e biotecnologia para identificar uma sequência particular de DNA em um pool de DNA desconhecido.

Tipos de marcadores genéticos

Existem muitos tipos de marcadores genéticos, cada um com limitações e pontos fortes específicos. Dentro dos marcadores genéticos, existem três categorias diferentes: "Marcadores de primeira geração", "Marcadores de segunda geração" e "Marcadores de nova geração". Esses tipos de marcadores também podem identificar dominância e co-dominância dentro do genoma. Identificar dominância e co-dominância com um marcador pode ajudar a identificar heterozigotos de homozigotos dentro do organismo. Os marcadores co-dominantes são mais benéficos porque identificam mais de um alelo, permitindo que alguém siga uma característica específica por meio de técnicas de mapeamento. Esses marcadores permitem a amplificação de uma sequência particular dentro do genoma para comparação e análise.

Os marcadores moleculares são eficazes porque identificam uma abundância de ligações genéticas entre locais identificáveis ​​dentro de um cromossomo e podem ser repetidos para verificação. Eles podem identificar pequenas mudanças dentro da população de mapeamento, permitindo a distinção entre uma espécie de mapeamento, permitindo a segregação de características e identidade. Eles identificam locais específicos em um cromossomo, permitindo a criação de mapas físicos. Por fim, eles podem identificar quantos alelos um organismo possui para uma determinada característica (bialélico ou polialélico).

Lista de Marcadores Acrônimo
Polimorfismo de comprimento de fragmento de restrição RFLP
DNA polimórfico amplificado aleatoriamente RAPD
Polimorfismo de comprimento de fragmento amplificado AFLP
Repetição Tandem do Número da Variável VNTR
Polimorfismo de oligonucleotídeo OP
Polimorfismo de nucleotídeo único SNP
Primers Associados Específicos de Alelo o mais cedo possível
Repetições marcadas com sequência inversa ISTR
Polimorfismo amplificado inter-retrotransposon IRAP

Os marcadores genômicos, conforme mencionado, têm pontos fortes e fracos específicos, portanto, é necessário considerar e conhecer os marcadores antes do uso. Por exemplo, um marcador RAPD é dominante (identificando apenas uma banda de distinção) e pode ser sensível a resultados reproduzíveis. Normalmente, isso se deve às condições em que foi produzido. Os RAPDs também são usados ​​sob a suposição de que duas amostras compartilham o mesmo locus quando uma amostra é produzida. Diferentes marcadores também podem exigir diferentes quantidades de DNA. Os RAPDs podem precisar apenas de 0,02ug de DNA, enquanto um marcador RFLP pode exigir 10ug de DNA extraído dele para produzir resultados identificáveis. atualmente, os marcadores SNP têm se mostrado uma ferramenta potencial em programas de melhoramento em várias culturas.

Mapeamento de marcadores genéticos

O mapeamento molecular ajuda a identificar a localização de marcadores específicos no genoma. Existem dois tipos de mapas que podem ser criados para análise de material genético. Primeiro, é um mapa físico, que ajuda a identificar a localização de onde você está em um cromossomo, bem como em qual cromossomo você está. Em segundo lugar, há um mapa de ligação que identifica como genes específicos estão ligados a outros genes em um cromossomo. Este mapa de ligação pode identificar distâncias de outros genes usando (cM) centiMorgans como unidade de medida. Os marcadores co-dominantes podem ser usados ​​no mapeamento, para identificar locais específicos dentro de um genoma e podem representar diferenças no fenótipo. A ligação de marcadores pode ajudar a identificar polimorfismos específicos dentro do genoma. Esses polimorfismos indicam pequenas alterações dentro do genoma que podem apresentar substituições de nucleotídeos ou rearranjo de sequência. Ao desenvolver um mapa, é benéfico identificar várias distinções polimórficas entre duas espécies, bem como identificar sequências semelhantes entre duas espécies. Isso é o que se entende pelo termo marcadores moleculares

Aplicação em ciências vegetais

Ao usar marcadores moleculares para estudar a genética de uma cultura específica, deve-se lembrar que os marcadores têm restrições. Deve-se primeiro avaliar qual é a variabilidade genética dentro do organismo que está sendo estudado. Analise como sequência genômica particular identificável, perto ou em genes candidatos. Mapas podem ser criados para determinar distâncias entre genes e diferenciação entre espécies.

Os marcadores genéticos podem auxiliar no desenvolvimento de novas características inovadoras que podem ser colocadas em produção em massa. Essas novas características podem ser identificadas usando marcadores e mapas moleculares. Características particulares, como a cor, podem ser controladas por apenas alguns genes. Traços qualitativos (requer menos de 2 genes), como cor, podem ser identificados usando MAS (seleção assistida por marcador). Uma vez que um marcador desejado é encontrado, ele pode ser seguido em diferentes gerações de filiais. Um marcador identificável pode ajudar a seguir traços particulares de interesse ao cruzar entre diferentes gêneros ou espécies, com a esperança de transferir traços particulares para a prole.

Um exemplo do uso de marcadores moleculares na identificação de uma característica particular dentro de uma planta é a ferrugem da cabeça de Fusarium no trigo. A giberela pode ser uma doença devastadora nas culturas de cereais, mas certas variedades ou descendentes ou variedades podem ser resistentes à doença. Esta resistência é inferida por um gene particular que pode ser seguido usando MAS (Marker Assisted Selection) e QTL (Quantitative Trait Loci). Os QTLs identificam variantes particulares dentro de fenótipos ou características e normalmente identificam onde o GOI (Gene de interesse) está localizado. Uma vez que o cruzamento tenha sido feito, uma amostra da prole pode ser feita e avaliada para determinar qual prole herdou as características e qual não. Esse tipo de seleção está se tornando mais benéfico para criadores e agricultores, pois está reduzindo a quantidade de pesticidas, fungicidas e inseticidas. Outra forma de inserir um GOI é por transmissão mecânica ou bacteriana. Isso é mais difícil, mas pode economizar tempo e dinheiro.

Aplicações de marcadores no melhoramento de cereais

  1. Avaliação da variabilidade das diferenças e características genéticas dentro de uma espécie.
  2. Identificação e impressão digital de genótipos.
  3. Estimando distâncias entre espécies e descendentes.
  4. Identificando a localização dos QTL's.
  5. Identificação da sequência de DNA de genes candidatos úteis

Aplicativo

Tem 5 aplicações na pesca e na aquicultura:

  1. Identificação de Espécies
  2. Variação genética e estudo da estrutura populacional em populações naturais
  3. Comparação entre populações selvagens e de incubação
  4. Avaliação do gargalo demográfico na população natural
  5. marcadores de reprodução assistida

Marcadores bioquímicos

Os marcadores bioquímicos são geralmente o marcador de proteína. Eles são baseados na mudança na sequência de aminoácidos em uma molécula de proteína. O marcador de proteína mais importante é a aloenzima . aloenzimas são formas variantes de uma enzima que são codificadas por diferentes alelos no mesmo locus e essas aloenzimas diferem de espécie para espécie. Portanto, para detectar a variação, são usados ​​aloenzimas. Esses marcadores são marcadores do tipo i.

Vantagens:

  • Marcadores co-dominantes.
  • Menos preço.

Desvantagens:

  • Requer informação prévia.
  • Baixo poder de polimorfismo.

Formulários:

  • Mapeamento de ligação.
  • Estudos populacionais.

Veja também

Referências