ppt 2: dna ambiental Flashcards
o que é o Dna ambiental
é o material genético de um ser vivo libertado para o meio
ambiente onde habita, podendo ser através de excrementos, da pele, mucosas,
gametas, etc
o dna ambiental pode ser o que
r nuclear ou mitocondrial
de que formas podem ser detatado o dna ambiental
na
forma intracelular ou extracelular (DNA dissolvido)
História do DNA ambiental
1980 - Estudo de comunidades microbiana a partir de amostras de água, sedimentos ou
solo.
1990 - Estudos microbiológicos de sedimentos marinhos.
1999 - Investigação de E. Willerslev et al., onde foi utilizado o eDNA na paleoecologia para
reconstruir comunidades antigas. No mesmo ano foram isolados fungos, plantas, algas e
protistas provenientes de glaciares da Gronelândia utilizando métodos moleculares.
2005 - Primeira análise de eDNA de organismos multicelulares em amostras de água com
o objetivo de identificar a fonte de contaminação fecal de águas superficiais através do
DNA de humanos, vacas, porcos e ovelhas
como se colhe o dna ambielat
- Primeiro é escolhido o local onde se vai selecionar a amostra, sendo escolhido com base
nas espécies-alvo e nas suas preferências de habitat. - De seguida, colhe-se a amostra utilizando vários métodos que podem envolver
dispositivos de filtração, sondas de solo ou filtros de partículas transportadas pelo ar.
Deve-se preservar as amostras para evitar a degradação do DNA durante o transporte e o
armazenamento. - Após a colheita, as amostras passam por um processamento de extração de DNA que
normalmente envolve a quebra de paredes ou membranas celulares para libertar o DNA
das células e extrair o DNA. - É usada a técnica de PCR para amplificar
seletivamente regiões específicas do DNA extraído, por
ciclos de desnaturação, anelamento e extensão. Os
primers são projetados para atingir marcadores
genéticos, como DNA mitocondrial (mtDNA), genes de
RNA ribossômico (rRNA) ou outras regiões do genoma. - De seguida, insere-se neste passo o metabarcoding,
um processo que iremos explicar mais detalhadamente a seguir e por fim, utiliza-se o
método de sequenciamento de nova geração também falado mais à frente
objetivo do metabarcoding
permite identificar de forma simultânea várias espécies com
diferentes níveis taxonômicos dentro da mesma amostra e comparar a diversidade
dentro de diferentes amostras
o que é o codigo de barras das espcies
são sequências
capazes de distinguir uma espécie da outra
dentro de um determinado grupo taxonómico,
onde se for para determinar só uma espécie
basta amplificar as sequências com primers por
PCR e se houver amplificação, a presença da
espécie é confirmada se for para determinação
de várias espécies é usada a técnica de metabarcoding de DNA
como se faz o metabarcoding
temos toda a amostra recolhida com o DNA isolado e
depois criada um género de uma biblioteca com os primers que amplificam uma
região de DNA comum em todos os organismos e os fragmentos gerados são
depois sequenciados usando as tecnologias MiSeq ou NovaSeq da Illumina que
gera um grande volume de dados .
* Com bioinformática analisamos os dados obtidos na etapa anterior para obter a
composição taxonômica das amostras ao comparar com as sequências
depositadas em grandes bases de dados para a identificação de espécies.
vantagens do metbarcoding
Análise rápida e uma grande quantidade, facilitando o estudo de ecossistemas
* Representividade das espécies.Dá-nos uma noção da proporção relativa de cada
espécie na amostra, com base na quantidade de DNA de cada uma
* Método mais económico
* Não invasivo
* Identificação abragente, permitindo identificar todas as espécies presentes numa
amostra de DNA , incluindo aquelas que podem ser dificeis de detetar por métodos
visuais
* Identificação Taxonómia
* Fiável por ter uma grande precisão
* Análise simultânea
o que é o sequenciamneto de nova geração
é uma técnica de sequenciamento na qual
milhares de fragmentos são sequenciados simultaneamente. O DNA sequenciado
é então registado com um “barcode” ou “index” único, para que seja diferenciado
na etapa de análise.
como se faz o sequenciamwnto de nova geeraçãi
Após a preparação laboratorial, a amostra do
paciente é submetida ao sequenciamento. Os
aparelhos NGS sequenciam a amostra de DNA e
geram fragmentos curtos (chamados reads). Para
saber exatamente onde essas sequências estão
localizadas no genoma da amostra analisada, as
reads são comparadas a um genoma de referência
construído no Projeto Genoma Humano e incorporado no equipamento que faz
esta análise.
objetivo da bioinformatica
armazenar os dados genéticos gerados no
sequenciamento, de modo a compilar as informações mais relevantes para a
posterior interpretação e análise dos médicos ou cientistas
para que serve o dna ambiental
Monitorização da biodiversidade e ambiental
* Controlar o impacto humano nos ecossistemas.
* eDNA detecta precocemente as espécies invasoras e fornece novos
conhecimentos sobre a vida do nosso planeta
* Reconstrução de ecossistemas antigos
* Fazer uma estimativa da distribuição das espécies
* Compreender as interações bióticas que existem uma vez que as relações
predador-presa e hospedeiro-parasita são componentes-chave da investigação
ecológica
* Estudar as respostas do ambiente às alterações causadas pela poluição
* Determinar a probabilidade de uma espécie sobreviver ou não a um poluente
* Análise da qualidade do ar concentrando-se na caraterização do microbioma, das
comunidades de fungos e/ou do pólen transportado pelo ar. O estudo do
microbioma do ar permite avaliar os seus potenciais efeitos tóxicos ou alergénicos
na saúde humana e no ambiente
* Antes para estudar a vida selvagem era necessário uma observação física de
espécies como plantas, aves ou mamíferos.Agora, com as tecnologias de
sequenciação de ADN, é possível monitorizar a vida selvagem apenas com uma
pequena amostra de ADN
* Estimar a abundância ou a biomassa de espécies de espécies num ecossistemas,
porém a concentração de eDNA reflete a quantidade de organismos presentes mas
tanto podem ser espécies mais abundantes como pode ser alguma espécie que
liberte grandes quantidades de eDNA
vantagens do dna mabiental
Colheita rápida e económica e por isso permite detetar mudanças na biodiversidade,
ajudando a acompanhar o progresso em direção a metas globais para ecossistemas
saudáveis e funcionais
* Deteção de espécies raras , especialmente útil para a gestão da vida selvagem.
Para algumas espécies, como bactérias, a única maneira de identificar a sua
presença é através da procura do seu ADN.
* Melhoria das avaliações da biodiversidade
* Método mais rápido e eficaz -O ADN pode ser recolhido de uma variedade de
ambientes, incluindo água, solo e ar, permitindo uma compreensão muito mais
detalhada das espécies presentes. Assim, a detecção de espécies utilizando eDNA
pode tornar a análise de biodiversidade de um determinado ecossistema mais
precisa
* Método não invasivo
* Aplicabilidade em vários ambientes
* Monitorização de mudanças ambientais
* Gestão de ecossistemas
Desvantagens e limitações do DNA ambiental
Limitações táxonômicas
* Fácil degradação devido à exposição a fatores ambientais, como temperatura, luz
e atividade microbiana.
* Difícil deteção devido ao ambiente - O DNA encontrado pode vir de várias fontes,
como fezes, pele, muco ou células mortas. Isso dificulta determinar quando e
como um organismo esteve presente no ambiente. A presença do DNA não garante
que o organismo ainda esteja no local, pois pode ter deixado o DNA há muito tempo
ou ter sido transportado por correntes ou vento
* Falsos negativos- podem ser introduzidos nos dados durante a análise. Embora o
DNA de um organismo possa estar presente, ele pode não ser detetado se estiver
em concentrações muito baixas ou se os métodos de extração e amplificação não
forem eficazes
* Dificuldade em estimar abundância - Isso acontece porque diferentes espécies
podem libertar quantidades variáveis de DNA no ambiente, com base em fatores
como comportamento, estágio de vida e fisiologia.
* Erros técnicos
* Os fatores ambientais podem também influenciar a sua deteção. Fatores como
profundidade, temperatura e a presença de matéria orgânica podem influenciar a
distribuição do eDNA, dificultando a localização precisa de organismos.
* Sequências de DNA com erros darão origem a resultados tendenciosos. Erros
podem ocorrer antes da amostragem em DNA preservado a longo prazo, durante o
PCR ou durante o sequenciamento
* Falsos positivos- O eDNA pode ser facilmente contaminado por material genético
de diferentes fontes, incluindo pesquisadores, equipamentos, e outros
organismos presentes no ambiente. Isso pode levar a resultados falsos positivos,
porque o DNA é identificado na amostra, mas a espécie não está presente.
* Dificuldade de confirmar presença
