डीएनए बारकोडिंग



डीएनए बारकोडिंग एक विशिष्ट जीन या जीन से डीएनए के एक छोटे खंड का उपयोग करके प्रजातियों की पहचान करने की एक विधि है। डीएनए बारकोडिंग का आधार यह है कि ऐसे डीएनए अनुभागों (डीएनए अनुक्रम भी कहा जाता है) के एक संदर्भ पुस्तकालय के साथ तुलना करके, एक व्यक्तिगत अनुक्रम का उपयोग विशिष्ट रूप से एक जीव की प्रजातियों की पहचान करने के लिए किया जा सकता है, जैसे एक सुपरमार्केट स्कैनर डीएनए की परिचित काली धारियों का उपयोग करता है। यूनिवर्सल उत्पाद कोड अपने संदर्भ डेटाबेस के विरुद्ध अपने स्टॉक में किसी आइटम की पहचान करने के लिए। इन बारकोड का उपयोग कभी-कभी अज्ञात प्रजातियों या किसी जीव के कुछ हिस्सों की पहचान करने के प्रयास में किया जाता है, जितना संभव हो उतने टैक्सॉन को सूचीबद्ध करने के लिए, या प्रजातियों की सीमाओं को निर्धारित करने के प्रयास में पारंपरिक वर्गीकरण के साथ तुलना करने के लिए। बारकोडिंग का उपयोग करके विभिन्न जीव समूहों की पहचान करने के लिए विभिन्न जीन क्षेत्रों का उपयोग किया जाता है। जानवरों और कुछ protist  के लिए सबसे अधिक इस्तेमाल किया जाने वाला बारकोड क्षेत्र साइटोक्रोम सी ऑक्सीडेज सबयूनिट आई (COI या साइटोक्रोम सी ऑक्सीडेज सबयूनिट I) जीन का एक हिस्सा है, जो माइटोकॉन्ड्रियल डीएनए में पाया जाता है। डीएनए बारकोडिंग के लिए उपयुक्त अन्य जीन आंतरिक अनुलेखित स्पेसर (आईटीएस) रिबोसोमल आरएनए हैं जो अक्सर कवक के लिए उपयोग किए जाते हैं और रुबिस्को पौधों के लिए उपयोग किए जाते हैं। विभिन्न जीन क्षेत्रों का उपयोग करके सूक्ष्मजीवों का पता लगाया जाता है। उदाहरण के लिए 16S RNA जीन का उपयोग प्रोकैरियोट्स की पहचान में व्यापक रूप से किया जाता है, जबकि 18S राइबोसोमल RNA जीन का उपयोग ज्यादातर माइक्रोबियल यूकेरियोट्स का पता लगाने के लिए किया जाता है। इन जीन क्षेत्रों को इसलिए चुना जाता है क्योंकि उनके पास इंटरस्पेसिफिक (प्रजातियों के बीच) भिन्नता की तुलना में कम इंट्रासेप्सिक (प्रजातियों के भीतर) भिन्नता होती है, जिसे बारकोडिंग गैप के रूप में जाना जाता है। डीएनए बारकोडिंग के कुछ अनुप्रयोगों में शामिल हैं: फूलों या फलों के उपलब्ध न होने पर भी पौधों की पत्तियों की पहचान करना; परागण करने वाले जानवरों के शरीर पर एकत्रित पराग डीएनए बारकोडिंग की पहचान करना; कीट लार्वा की पहचान करना जिनमें वयस्कों की तुलना में कम नैदानिक ​​लक्षण हो सकते हैं; या पेट की सामग्री, लार या मल के आधार पर किसी जानवर के आहार की जांच करना। जब एक से अधिक जीवों के डीएनए वाले नमूने से जीवों की पहचान करने के लिए बारकोडिंग का उपयोग किया जाता है, तो डीएनए मेटाबारकोडिंग शब्द का उपयोग किया जाता है, उदा. नदियों और नालों में डायटम समुदायों की शैवाल डीएनए बारकोडिंग, जिसका उपयोग पानी की गुणवत्ता का आकलन करने के लिए किया जाता है।

पृष्ठभूमि
5S राइबोसोमल आरएनए जीन का उपयोग करके माइक्रोबियल समुदायों पर प्रारंभिक डीएनए अनुक्रमण कार्य से डीएनए बारकोडिंग तकनीक विकसित की गई थी। 2003 में, पॉल डी.एन. हेबर्ट एट अल द्वारा एक पेपर में, आधुनिक डीएनए बारकोडिंग की विशिष्ट विधियों और शब्दावली को प्रजातियों की पहचान के लिए एक मानकीकृत विधि के रूप में प्रस्तावित किया गया था, साथ ही ऑर्डर और फाइला जैसे उच्च करों के लिए संभावित रूप से अज्ञात अनुक्रमों को आवंटित किया गया था। गुएल्फ़ विश्वविद्यालय, ओंटारियो, कनाडा से। हेबर्ट और उनके सहयोगियों ने साइटोक्रोम सी ऑक्सीडेज I (COI) जीन की उपयोगिता का प्रदर्शन किया, जिसे पहले फोल्मर एट अल द्वारा उपयोग किया गया था। 1994 में, उनके प्रकाशित प्राइमर (आण्विक जीव विज्ञान) का उपयोग प्रजातियों के स्तर पर फाइलोजेनेटिक विश्लेषण के लिए एक उपकरण के रूप में किया गया मेटाज़ोन अकशेरूकीय के बीच एक उपयुक्त भेदभावपूर्ण उपकरण के रूप में। COI जीन के Folmer क्षेत्र का उपयोग आमतौर पर डीएनए स्तर पर भिन्नता के पैटर्न के आधार पर करों के बीच भेद के लिए किया जाता है। अनुक्रम को पुनः प्राप्त करने में सापेक्ष आसानी, और प्रजातियों के बीच संरक्षण के साथ मिश्रित परिवर्तनशीलता, COI के कुछ लाभ हैं। प्रोफाइल बारकोड को कॉल करना, हेबर्ट एट अल। एक COI डेटाबेस के विकास की परिकल्पना की गई है जो वैश्विक जैव पहचान प्रणाली के आधार के रूप में काम कर सकता है।

नमूनाकरण और संरक्षण
बारकोडिंग लक्षित नमूने के ऊतक से, जीवों के मिश्रण (थोक नमूना) से या पर्यावरणीय नमूनों (जैसे पानी या मिट्टी) में मौजूद डीएनए से किया जा सकता है। नमूनाकरण, संरक्षण या विश्लेषण के तरीके उन विभिन्न प्रकार के नमूनों के बीच भिन्न होते हैं।

ऊतक के नमूने

लक्ष्य नमूने से एक ऊतक के नमूने को बारकोड करने के लिए, त्वचा का एक छोटा टुकड़ा, एक पैमाना, एक पैर या एंटीना पर्याप्त होने की संभावना है (नमूने के आकार के आधार पर)। संदूषण से बचने के लिए, नमूनों के बीच उपयोग किए गए उपकरणों को जीवाणुरहित करना आवश्यक है। एक नमूने से दो नमूने एकत्र करने की सिफारिश की जाती है, एक संग्रह के लिए, और एक बारकोडिंग प्रक्रिया के लिए। डीएनए क्षरण के मुद्दे को दूर करने के लिए नमूना संरक्षण महत्वपूर्ण है।

थोक नमूने

एक थोक नमूना एक प्रकार का पर्यावरणीय नमूना है जिसमें अध्ययन के तहत टैक्सोनोमिक समूह के कई जीव शामिल हैं। थोक नमूनों (यहां इस्तेमाल किए गए अर्थ में) और अन्य पर्यावरणीय नमूनों के बीच का अंतर यह है कि थोक नमूने आमतौर पर बड़ी मात्रा में अच्छी गुणवत्ता वाले डीएनए प्रदान करते हैं। थोक नमूनों के उदाहरणों में किक-नेट द्वारा एकत्र किए गए जलीय मैक्रोइनवर्टेब्रेट नमूने, या मैलाइस ट्रैप के साथ एकत्र किए गए कीट नमूने शामिल हैं। एककोशिकीय यूकेरियोट्स जैसे संपूर्ण जीवों वाले फ़िल्टर्ड या आकार-विभाजित पानी के नमूनों को भी कभी-कभी थोक नमूनों के रूप में परिभाषित किया जाता है। इस तरह के नमूने आकारिकी-आधारित पहचान के लिए पारंपरिक नमूने प्राप्त करने के लिए उपयोग की जाने वाली तकनीकों द्वारा एकत्र किए जा सकते हैं।

ईडीएनए नमूने

पर्यावरणीय डीएनए (ईडीएनए) विधि बारकोडिंग या मेटाबार्कोडिंग के माध्यम से पर्यावरणीय नमूनों (जैसे पानी या मिट्टी) में मौजूद सेलुलर मलबे या बाह्य डीएनए से प्रजातियों का पता लगाने और पहचानने के लिए एक गैर-आक्रामक दृष्टिकोण है। दृष्टिकोण इस तथ्य पर आधारित है कि प्रत्येक जीवित जीव पर्यावरण में डीएनए छोड़ता है, और इस पर्यावरणीय डीएनए का उन जीवों के लिए भी पता लगाया जा सकता है जो बहुत कम मात्रा में हैं। इस प्रकार, क्षेत्र के नमूने के लिए, सबसे महत्वपूर्ण हिस्सा डीएनए मुक्त सामग्री और प्रत्येक नमूना साइट या नमूने पर संदूषण से बचने के लिए उपकरण का उपयोग करना है, यदि लक्षित जीव (जीवों) के डीएनए कम मात्रा में मौजूद होने की संभावना है। दूसरी ओर, एक ईडीएनए नमूने में हमेशा पूरे सेल, जीवित सूक्ष्मजीवों के डीएनए शामिल होते हैं, जो अक्सर बड़ी मात्रा में मौजूद होते हैं। इसलिए, प्राकृतिक वातावरण में लिए गए सूक्ष्मजीवों के नमूनों को भी ईडीएनए नमूने कहा जाता है, लेकिन लक्षित जीवों की बड़ी मात्रा के कारण इस संदर्भ में संदूषण कम समस्याग्रस्त है। ईडीएनए विधि अधिकांश नमूना प्रकारों पर लागू होती है, जैसे पानी, तलछट, मिट्टी, पशु मल, पेट की सामग्री या रक्त जैसे। जोंक।

डीएनए निष्कर्षण, प्रवर्धन और अनुक्रमण
डीएनए बारकोडिंग के लिए आवश्यक है कि नमूने में डीएनए निकाला जाए। कई अलग-अलग डीएनए निष्कर्षण विधियां मौजूद हैं, और लागत, समय, नमूना प्रकार और उपज जैसे कारक इष्टतम विधि के चयन को प्रभावित करते हैं।

जब पोलीमरेज श्रृंखला अभिक्रिया (पीसीआर) का उपयोग करके जीवों या ईडीएनए नमूनों से डीएनए को बढ़ाया जाता है, तो नमूने में निहित अवरोधक अणुओं द्वारा प्रतिक्रिया को नकारात्मक रूप से प्रभावित किया जा सकता है। इन अवरोधकों को हटाना यह सुनिश्चित करने के लिए महत्वपूर्ण है कि बाद के विश्लेषण के लिए उच्च गुणवत्ता वाला डीएनए उपलब्ध है।

निकाले गए डीएनए का जीन प्रवर्धन डीएनए बारकोडिंग में एक आवश्यक कदम है। आमतौर पर, कुल डीएनए सामग्री का केवल एक छोटा टुकड़ा अनुक्रमण (आमतौर पर 400-800 आधार जोड़े) होता है। डीएनए बारकोड प्राप्त करने के लिए। ईडीएनए सामग्री का प्रवर्धन आमतौर पर छोटे टुकड़े के आकार (<200 आधार जोड़े) पर केंद्रित होता है, क्योंकि अन्य स्रोतों से डीएनए सामग्री की तुलना में ईडीएनए के खंडित होने की संभावना अधिक होती है। हालांकि, कुछ अध्ययनों का तर्क है कि एम्प्लिकॉन आकार और ईडीएनए की पहचान दर के बीच कोई संबंध नहीं है। जब डीएनए बारकोड मार्कर क्षेत्र को बढ़ाया गया है, तो अगला कदम डीएनए अनुक्रमण विधियों का उपयोग करके मार्कर क्षेत्र को अनुक्रमित करना है। कई अलग-अलग सीक्वेंसिंग प्लेटफॉर्म उपलब्ध हैं, और तकनीकी विकास तेजी से आगे बढ़ रहा है।

मार्कर चयन
डीएनए बारकोडिंग के लिए उपयोग किए जाने वाले मार्करों को बारकोड कहा जाता है। डीएनए बारकोड के आधार पर प्रजातियों को सफलतापूर्वक चिह्नित करने के लिए, सूचनात्मक डीएनए क्षेत्रों का चयन महत्वपूर्ण है। एक अच्छे डीएनए बारकोड में कम अंतर-विशिष्ट और उच्च अंतर-विशिष्ट आनुवंशिक परिवर्तनशीलता होनी चाहिए और व्यापक वर्गीकरण (जीव विज्ञान) अनुप्रयोग के लिए सार्वभौमिक पोलीमरेज़ चेन रिएक्शन प्राइमर (आणविक जीव विज्ञान) विकसित करने के लिए संरक्षित अनुक्रम फ़्लैंकिंग साइटें हैं। लक्ष्य प्राइमरों को डिजाइन करना है जो जीवों के अध्ययन किए गए समूह (उच्च टैक्सोनोमिक रिज़ॉल्यूशन) में अधिकांश या सभी प्रजातियों का पता लगाएगा और उनमें अंतर करेगा। बारकोड अनुक्रम की लंबाई वर्तमान नमूनाकरण स्रोत, डीएनए निष्कर्षण, पोलीमरेज़ चेन रिएक्शन और डीएनए अनुक्रमण विधियों के साथ उपयोग करने के लिए पर्याप्त कम होनी चाहिए। आदर्श रूप से, वाइरस  से लेकर पौधों और जानवरों तक, सभी टैक्सोनोमिक समूहों के लिए एक जीन अनुक्रम का उपयोग किया जाएगा। हालांकि, ऐसा कोई जीन क्षेत्र अभी तक नहीं मिला है, इसलिए जीवों के विभिन्न समूहों के लिए अलग-अलग बारकोड का उपयोग किया जाता है, या अध्ययन प्रश्न के आधार पर।

जानवरों के लिए, सबसे व्यापक रूप से इस्तेमाल किया जाने वाला बारकोड माइटोकांड्रिया  साइटोक्रोम सी ऑक्सीडेज सबयूनिट I (COI) लोकस है। अन्य माइटोकॉन्ड्रियल जीन, जैसे  साइटोक्रोम B, 12S राइबोसोमल आरएनए या एमटी-आरएनआर2 का भी उपयोग किया जाता है। माइटोकॉन्ड्रियल डीएनए को परमाणु जीनों पर पसंद किया जाता है क्योंकि उनके इंट्रॉन की कमी, आनुवंशिकता के उनके प्लोइडी मोड और उनके सीमित आनुवंशिक पुनर्संयोजन। इसके अलावा, प्रत्येक कोशिका (जीव विज्ञान) में विभिन्न माइटोकॉन्ड्रियन (कई हजार तक) होते हैं और उनमें से प्रत्येक में कई प्लाज्मिड अणु होते हैं। माइटोकॉन्ड्रिया इसलिए नमूना ऊतक सीमित होने पर भी डीएनए के प्रचुर स्रोत की पेशकश कर सकता है।

पौधों में, हालांकि, माइटोकॉन्ड्रियल जीन डीएनए बारकोडिंग के लिए उपयुक्त नहीं हैं क्योंकि वे कम उत्परिवर्तन दर प्रदर्शित करते हैं। क्लोरोप्लास्ट जीनोम में कुछ कैंडिडेट जीन पाए गए हैं, जिनमें से सबसे आशाजनक मेटुरेज़ K जीन (matK) स्वयं या अन्य जीनों के सहयोग से पाया गया है। मल्टी-लोकस (आनुवांशिकी) मार्कर जैसे कि राइबोसोमल इंटरनल ट्रांसकोडेड स्पेसर्स (ITS DNA) के साथ-साथ matK, RuBisCO, trnH या अन्य जीन का उपयोग प्रजातियों की पहचान के लिए भी किया गया है। दो या अधिक क्लोरोप्लास्ट बारकोड का उपयोग करते समय पौधों की प्रजातियों के बीच सबसे अच्छा भेदभाव प्राप्त किया गया है। जीवाणु के लिए राइबोसोमल आरएनए (16S राइबोसोमल आरएनए) जीन की छोटी उपइकाई का उपयोग विभिन्न टैक्सों के लिए किया जा सकता है, क्योंकि यह अत्यधिक संरक्षित है। कुछ अध्ययन सुझाव देते हैं कि साइटोक्रोम सी ऑक्सीडेज सबयूनिट I, टाइप II एक संरक्षक की (cpn60) या RNA पोलीमरेज़ (rpoB) की β सबयूनिट बैक्टीरियल डीएनए बारकोड के रूप में भी काम कर सकता है।

बारकोडिंग कवक अधिक चुनौतीपूर्ण है, और एक से अधिक प्राइमर संयोजन की आवश्यकता हो सकती है। साइटोक्रोम सी ऑक्सीडेज सबयूनिट I मार्कर कुछ कवक समूहों में अच्छा प्रदर्शन करता है, लेकिन दूसरों में समान रूप से अच्छा नहीं। इसलिए, अतिरिक्त मार्करों का उपयोग किया जा रहा है, जैसे आंतरिक लिखित स्पेसर आरडीएनए और 28S राइबोसोमल आरएनए (28एस एलएसयू आरआरएनए)। प्रोटिस्ट के समूह के भीतर, विभिन्न बारकोड प्रस्तावित किए गए हैं, जैसे कि 28S राइबोसोमल आरएनए के डी1-डी2 या डी2-डी3 क्षेत्र, 23S राइबोसोमल आरएनए जीन के वी4 उपक्षेत्र, आंतरिक लिखित स्पेसर आरडीएनए और साइटोक्रोम सी ऑक्सीडेज सबयूनिट I। इसके अतिरिक्त, कुछ प्रकाश संश्लेषण प्रोटिस्ट के लिए विशिष्ट बारकोड का उपयोग किया जा सकता है, उदाहरण के लिए RuBisCO|ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase-oxygenase जीन (rbcL) और क्लोरोप्लास्ट डीएनए 23S राइबोसोमल RNA जीन की बड़ी उपइकाई।

संदर्भ पुस्तकालय और जैव सूचना विज्ञान
संदर्भ पुस्तकालयों का उपयोग टैक्सोनोमिक पहचान के लिए किया जाता है, जिसे एनोटेशन भी कहा जाता है, बारकोडिंग या मेटाबार्कोडिंग से प्राप्त अनुक्रमों का। इन डेटाबेस में पहले से पहचाने गए कर को सौंपे गए डीएनए बारकोड होते हैं। अधिकांश संदर्भ पुस्तकालय एक जीव समूह के भीतर सभी प्रजातियों को शामिल नहीं करते हैं, और नई प्रविष्टियाँ लगातार बनाई जाती हैं। मैक्रो- और कई सूक्ष्मजीवों (जैसे शैवाल) के मामले में, इन संदर्भ पुस्तकालयों को विस्तृत दस्तावेज (नमूना स्थान और दिनांक, इसे एकत्र करने वाले व्यक्ति, छवि, आदि) और वाउचर नमूने की आधिकारिक टैक्सोनॉमिक पहचान, साथ ही जमा करने की आवश्यकता होती है। एक विशेष प्रारूप में अनुक्रमों की। हालाँकि, ऐसे मानक केवल कुछ ही प्रजातियों के लिए पूरे होते हैं। इस प्रक्रिया में वाउचर नमूनों को संग्रहालय संग्रहों, हर्बेरिया और अन्य सहयोगी संस्थानों में संग्रहित करने की भी आवश्यकता होती है। पहचान सटीकता के लिए टैक्सोनॉमिक रूप से व्यापक कवरेज और सामग्री गुणवत्ता दोनों महत्वपूर्ण हैं। माइक्रोबियल दुनिया में, अधिकांश प्रजातियों के नामों के लिए कोई डीएनए जानकारी नहीं है, और कई डीएनए अनुक्रमों को किसी द्विपद नामकरण के लिए निर्दिष्ट नहीं किया जा सकता है। जीव समूह और प्रयुक्त आनुवंशिक मार्कर के आधार पर कई संदर्भ डेटाबेस मौजूद हैं। छोटे, राष्ट्रीय डेटाबेस (जैसे FinBOL), और इंटरनेशनल बारकोड ऑफ़ लाइफ प्रोजेक्ट (iBOL) जैसे बड़े संघ हैं। बोल्ड

2007 में लॉन्च किया गया, लाइफ डेटा सिस्टम का बारकोड (बोल्ड) 2022 में लगभग 780 000 BIN (बारकोड इंडेक्स नंबर) वाले सबसे बड़े डेटाबेस में से एक है। यह बारकोड अध्ययन के लिए नमूना और अनुक्रम रिकॉर्ड के लिए एक स्वतंत्र रूप से सुलभ भंडार है, और यह प्रबंधन, गुणवत्ता आश्वासन और विश्लेषण में सहायता करने वाला कार्यक्षेत्र भी है। बारकोड डेटा का। डेटाबेस में मुख्य रूप से COI जेनेटिक मार्कर के आधार पर जानवरों के लिए BIN रिकॉर्ड होते हैं। पौधे की पहचान के लिए, बोल्ड matK और rbcL से अनुक्रम स्वीकार करता है।

'UNITE'

यूनाइट डेटाबेस 2003 में लॉन्च किया गया था और परमाणु रिबोसोमल आंतरिक लिखित स्पेसर (आईटीएस) जेनेटिक मार्कर क्षेत्र के साथ फंगल (और 2018 से सभी यूकेरियोटिक) प्रजातियों की आणविक पहचान के लिए एक संदर्भ डेटाबेस है। यह डेटाबेस प्रजातियों की परिकल्पना की अवधारणा पर आधारित है: आप उस % को चुनते हैं जिस पर आप काम करना चाहते हैं, और विशेषज्ञों द्वारा पहचाने गए वाउचर नमूनों से प्राप्त अनुक्रमों की तुलना में अनुक्रमों को क्रमबद्ध किया जाता है।

Diat.barcode

डायट.बारकोड डेटाबेस को सबसे पहले R-syst::diatom नाम से प्रकाशित किया गया था 2016 में दो स्रोतों से डेटा के साथ शुरू: फ्रेंच नेशनल इंस्टीट्यूट फॉर एग्रीकल्चरल रिसर्च (INRA) के हाइड्रोबायोलॉजिकल स्टेशन में Thonon कल्चर कलेक्शन (TCC), और NCBI (नेशनल सेंटर फॉर बायोटेक्नोलॉजी इन्फॉर्मेशन) न्यूक्लियोटाइड डेटाबेस से। डायट.बारकोड दो जेनेटिक मार्कर, आरबीसीएल (रिबुलोज-1,5-बिस्फोस्फेट कार्बोक्सिलेस/ऑक्सीजनेज) और 18एस (18एस राइबोसोमल आरएनए) के लिए डेटा प्रदान करता है। डेटाबेस में प्रजातियों की अतिरिक्त, विशेषता जानकारी भी शामिल है, जैसे रूपात्मक विशेषताओं (जैव मात्रा, आकार आयाम, आदि), जीवन-रूप (गतिशीलता, कॉलोनी-प्रकार, आदि) या पारिस्थितिक विशेषताएं (प्रदूषण संवेदनशीलता, आदि)।

जैव सूचनात्मक विश्लेषण
अच्छी तरह से संरचित, स्वच्छ और व्याख्यात्मक डेटा प्राप्त करने के लिए, जैव सूचनात्मक विश्लेषण का उपयोग करके कच्चे अनुक्रमण डेटा को संसाधित किया जाना चाहिए। अनुक्रमण डेटा के साथ FASTQ प्रारूप फ़ाइल में दो प्रकार की जानकारी होती है: नमूने में पाए गए अनुक्रम (FASTA प्रारूप फ़ाइल) और प्रत्येक डीएनए अनुक्रम के प्रत्येक न्यूक्लियोटाइड से जुड़े गुणवत्ता स्कोर (Phred गुणवत्ता स्कोर स्कोर) के साथ एक गुणवत्ता फ़ाइल। PHRED स्कोर उस संभाव्यता को इंगित करता है जिसके साथ संबंधित न्यूक्लियोटाइड को सही ढंग से स्कोर किया गया है। सामान्य तौर पर, प्रत्येक डीएनए अनुक्रम के अंत में PHRED स्कोर घटता है। इस प्रकार कुछ जैव सूचना विज्ञान पाइपलाइन अनुक्रमों के अंत को परिभाषित सीमा पर काट देते हैं।

कुछ अनुक्रमण प्रौद्योगिकियाँ, जैसे कि MiSeq, युग्मित-अंत अनुक्रमण का उपयोग करती हैं, जिसके दौरान दोनों दिशाओं से अनुक्रमण किया जाता है जो बेहतर गुणवत्ता का उत्पादन करता है। अतिव्यापी दृश्यों को फिर कंटिग्स में संरेखित किया जाता है और विलय कर दिया जाता है। आम तौर पर, कई नमूनों को एक रन में जमा किया जाता है, और प्रत्येक नमूने को एक छोटा डीएनए टुकड़ा, टैग द्वारा चित्रित किया जाता है। डिमल्टीप्लेक्सिंग चरण में, अलग-अलग नमूनों को फिर से जोड़ने के लिए इन टैग्स का उपयोग करके अनुक्रमों को क्रमबद्ध किया जाता है। आगे के विश्लेषण से पहले, टैग और अन्य एडेप्टर को बारकोडिंग अनुक्रम डीएनए खंड से हटा दिया जाता है। ट्रिमिंग के दौरान, खराब गुणवत्ता अनुक्रम (कम पीएचआरईडी स्कोर), या अनुक्रम जो लक्षित डीएनए बारकोड से बहुत कम या लंबे होते हैं, हटा दिए जाते हैं। निम्नलिखित डीरेप्लीकेशन कदम वह प्रक्रिया है जहां सभी गुणवत्ता-फ़िल्टर्ड अनुक्रम नमूनों में उनकी बहुतायत की जानकारी के साथ अद्वितीय रीड्स (व्यक्तिगत अनुक्रम इकाइयों ISUs) के एक सेट में ढह जाते हैं। उसके बाद, काइमेरास (अर्थात मिश्रित मूल के टुकड़ों से बने यौगिक अनुक्रम) का पता लगाया जाता है और उन्हें हटा दिया जाता है। अंत में, अनुक्रमों को कई क्लस्टरिंग रणनीतियों में से एक का उपयोग करके OTUs (ऑपरेशनल टैक्सोनोमिक यूनिट्स) में क्लस्टर किया जाता है। सबसे अधिक उपयोग किए जाने वाले जैव सूचनात्मक सॉफ़्टवेयर में मोथुर, उपरसे, कीमत, आकाशगंगा, ओबिटूलस, जाम, बार्क, और दादा2. विभिन्न नमूनों के बीच रीड्स यानी अनुक्रमों की प्रचुरता की तुलना करना अभी भी एक चुनौती है क्योंकि एक नमूने में पढ़ने की कुल संख्या और साथ ही एक प्रजाति के लिए रीड्स की सापेक्ष मात्रा नमूने, विधियों या अन्य चर के बीच भिन्न हो सकती है। तुलना के लिए, फिर प्रत्येक नमूने के रीड्स की संख्या को तुलना किए जाने वाले नमूनों की रीड्स की न्यूनतम संख्या तक कम किया जा सकता है - एक प्रक्रिया जिसे रेयरफैक्शन कहा जाता है। दूसरा तरीका यह है कि रीड्स की सापेक्ष बहुतायत का उपयोग किया जाए।

प्रजातियों की पहचान और टैक्सोनोमिक असाइनमेंट
प्रजातियों के लिए ओटीयू का टैक्सोनोमिक असाइनमेंट संदर्भ पुस्तकालयों के अनुक्रमों के मिलान से प्राप्त किया जाता है। धमाका |बेसिक लोकल एलाइनमेंट सर्च टूल (ब्लास्ट) का उपयोग आमतौर पर अनुक्रमों के बीच समानता के क्षेत्रों की पहचान करने के लिए किया जाता है, जो संदर्भ डेटाबेस में नमूने से अनुक्रमों की तुलना करके अनुक्रम पढ़ता है। यदि संदर्भ डेटाबेस में प्रासंगिक प्रजातियों के अनुक्रम होते हैं, तो नमूना अनुक्रमों को प्रजातियों के स्तर पर पहचाना जा सकता है। यदि किसी अनुक्रम का किसी मौजूदा संदर्भ पुस्तकालय प्रविष्टि से मिलान नहीं किया जा सकता है, तो नई प्रविष्टि बनाने के लिए डीएनए बारकोडिंग का उपयोग किया जा सकता है।

कुछ मामलों में, संदर्भ डेटाबेस की अपूर्णता के कारण, पहचान केवल उच्च टैक्सोनोमिक स्तरों पर प्राप्त की जा सकती है, जैसे किसी परिवार या वर्ग को असाइनमेंट। कुछ जीव समूहों में जैसे बैक्टीरिया, प्रजातियों के स्तर पर टैक्सोनोमिक असाइनमेंट अक्सर संभव नहीं होता है। ऐसे मामलों में, एक नमूना एक विशेष ऑपरेशनल टैक्सोनोमिक यूनिट | ऑपरेशनल टैक्सोनोमिक यूनिट (OTU) को सौंपा जा सकता है।

अनुप्रयोग
डीएनए बारकोडिंग के अनुप्रयोगों में नई प्रजातियों की पहचान, भोजन का सुरक्षा मूल्यांकन, गुप्त प्रजातियों की पहचान और मूल्यांकन, विदेशी प्रजातियों का पता लगाना, लुप्तप्राय और खतरे वाली प्रजातियों की पहचान शामिल है। अंडे और लार्वा अवस्थाओं को वयस्क प्रजातियों से जोड़ना, जैव संसाधनों के लिए बौद्धिक संपदा अधिकारों को सुरक्षित करना, संरक्षण रणनीतियों के लिए वैश्विक प्रबंधन योजना तैयार करना, खिला निकेतों को स्पष्ट करना, और फोरेंसिक विज्ञान। डीएनए बारकोड मार्करों को सिस्टमैटिक्स, परिस्थितिकी,  विकासवादी जीव विज्ञान  और  संरक्षण जीवविज्ञान  में बुनियादी सवालों को संबोधित करने के लिए लागू किया जा सकता है, जिसमें कम्युनिटी असेंबली,  जैविक बातचीत  नेटवर्क, टैक्सोनॉमिक डिस्कवरी और पर्यावरण संरक्षण के लिए प्राथमिकता वाले क्षेत्रों का आकलन शामिल है।

प्रजातियों की पहचान
जीनोम के एक मानकीकृत क्षेत्र से विशिष्ट लघु डीएनए अनुक्रम या मार्कर प्रजातियों की पहचान के लिए एक डीएनए बारकोड प्रदान कर सकते हैं। आणविक विधियाँ विशेष रूप से उपयोगी होती हैं जब पारंपरिक विधियाँ लागू नहीं होती हैं। डीएनए बारकोडिंग में लार्वा की पहचान में काफी उपयुक्तता होती है जिसके लिए आम तौर पर कुछ नैदानिक ​​लक्षण उपलब्ध होते हैं, और कई जानवरों में विभिन्न जीवन चरणों (जैसे लार्वा और वयस्क) के सहयोग से। लुप्तप्राय प्रजातियों के अंतर्राष्ट्रीय व्यापार सम्मेलन (CITES) परिशिष्ट में सूचीबद्ध प्रजातियों की पहचान बारकोडिंग तकनीकों का उपयोग करके अवैध व्यापार की निगरानी में की जाती है।

आक्रामक प्रजातियों का पता लगाना
बारकोडिंग के माध्यम से प्रस्तुत प्रजातियों का पता लगाया जा सकता है। प्रजातियों का पता लगाने के लिए बारकोडिंग उपयुक्त हो सकती है, उदाहरण के लिए। सीमा नियंत्रण, जहां विभिन्न प्रजातियों के बीच समानता, पर्याप्त नैदानिक ​​विशेषताओं की कमी के कारण तेजी से और सटीक रूपात्मक पहचान अक्सर संभव नहीं होती है और/या टैक्सोनोमिक विशेषज्ञता की कमी। बारकोडिंग और मेटाबार्कोडिंग का उपयोग आक्रामक प्रजातियों के लिए पारिस्थितिक तंत्र को स्क्रीन करने के लिए भी किया जा सकता है, और आक्रामक प्रजातियों और देशी, रूपात्मक रूप से समान प्रजातियों के बीच अंतर करने के लिए भी किया जा सकता है। जैविक आक्रमणों की पारंपरिक निगरानी के सापेक्ष डीएनए पहचान की उच्च दक्षता दिखाई जाती है।

गुप्त प्रजातियों का परिसीमन
डीएनए बारकोडिंग गुप्त प्रजातियों की पहचान और पहचान को सक्षम बनाता है। हालांकि डीएनए बारकोडिंग विश्लेषण के परिणाम विश्लेषणात्मक तरीकों की पसंद पर निर्भर करते हैं, इसलिए डीएनए बारकोड का उपयोग करके गुप्त प्रजातियों को परिसीमन करने की प्रक्रिया वर्गीकरण (जीव विज्ञान) के किसी भी अन्य रूप के रूप में व्यक्तिपरक हो सकती है। हेबर्ट एट अल। (2004) ने निष्कर्ष निकाला कि उत्तर-पश्चिमी कोस्टा रिका में बटरफ्लाई एस्ट्राप्ट्स फुलगेरेटर वास्तव में 10 अलग-अलग प्रजातियों से बना है। हालांकि, इन परिणामों को बाद में ब्रॉवर (2006) द्वारा चुनौती दी गई, जिन्होंने विश्लेषण में कई गंभीर खामियों की ओर इशारा किया और निष्कर्ष निकाला कि मूल डेटा दस क्रिप्टिक प्रजातियों के बजाय तीन से सात क्रिप्टिक टैक्सा की संभावना से अधिक का समर्थन नहीं कर सकता है। स्मिथ एट अल। (2007) साइटोक्रोम सी ऑक्सीडेज I डीएनए बारकोड्स का इस्तेमाल उत्तर-पश्चिमी कोस्टा रिका के एरिया डी कंजरवेसीन गुआनाकास्ट (एसीजी) में कैटरपिलर ( Lepidoptera ) से पाले गए बेल्वोसिया पैरासिटाइड मक्खियों ( उड़ना : टैचीनिडे) की 20 आकारिकी प्रजातियों की पहचान के लिए किया गया। इन लेखकों ने पाया कि बारकोडिंग प्रजातियों की संख्या को 32 तक बढ़ा देती है, यह प्रकट करते हुए कि तीन परजीवी प्रजातियों में से प्रत्येक, जिसे पहले सामान्यवादी माना जाता था, वास्तव में अत्यधिक मेजबान-विशिष्ट क्रिप्टिक प्रजातियों की सरणियाँ हैं। डीएनए बारकोडिंग के माध्यम से अध्ययन किए गए गहरे अंटार्कटिक बेन्थोस के भीतर पॉलीकीट्स की 15 मॉर्फोस्पेशियों के लिए, 50% मामलों में गुप्त विविधता पाई गई। इसके अलावा, 10 पहले से अनदेखी की गई आकारिकी का पता लगाया गया, जिससे नमूने में कुल प्रजातियों की समृद्धि में 233% की वृद्धि हुई।

आहार विश्लेषण और खाद्य वेब अनुप्रयोग
डीएनए बारकोडिंग और मेटाबारकोडिंग आहार विश्लेषण अध्ययनों में उपयोगी हो सकते हैं, और आमतौर पर इसका उपयोग किया जाता है यदि शिकार के नमूनों को रूपात्मक वर्णों के आधार पर पहचाना नहीं जा सकता है। आहार विश्लेषण में नमूनाकरण दृष्टिकोण की एक श्रृंखला है: डीएनए मेटाबारकोडिंग पेट की सामग्री पर आयोजित की जा सकती है, मल, लार या पूरे शरीर का विश्लेषण। मल के नमूनों या अत्यधिक पचने वाली पेट सामग्री में, अक्सर ऊतक को एक प्रजाति से अलग करना संभव नहीं होता है, और इसलिए इसके बजाय मेटाबारकोडिंग लागू किया जा सकता है। मल या लार गैर-इनवेसिव नमूनाकरण दृष्टिकोण का प्रतिनिधित्व करते हैं, जबकि पूरे शरीर के विश्लेषण का अक्सर मतलब होता है कि व्यक्ति को पहले मारने की जरूरत है। छोटे जीवों के लिए, पेट की सामग्री का अनुक्रमण तब अक्सर पूरे जानवर का अनुक्रमण करके किया जाता है।

खाद्य सुरक्षा के लिए बारकोडिंग
डीएनए बारकोडिंग खाद्य उत्पादों की गुणवत्ता का मूल्यांकन करने के लिए एक आवश्यक उपकरण का प्रतिनिधित्व करता है। इसका उद्देश्य खाद्य ट्रेसबिलिटी की गारंटी देना, खाद्य चोरी को कम करना और स्थानीय और विशिष्ट कृषि-खाद्य उत्पादन का मूल्यांकन करना है। एक अन्य उद्देश्य सार्वजनिक स्वास्थ्य की रक्षा करना है; उदाहरण के लिए, मेटाबार्कोडिंग उन समूहों की पहचान करने की संभावना प्रदान करता है जो खाने के अवशेषों से सिगुयटिरा  मछली के जहर का कारण बनते हैं, या जहरीले मशरूम को खाद्य से अलग करने के लिए (रेफरी)।

बायोमोनिटरिंग और पारिस्थितिक मूल्यांकन
संरक्षण प्रयासों (रेफरी) के लिए लुप्तप्राय प्रजातियों की उपस्थिति का आकलन करने के लिए डीएनए बारकोडिंग का उपयोग किया जा सकता है, या विशिष्ट पारिस्थितिक स्थितियों (रेफरी) के प्रति प्रतिबिंबित संकेतक प्रजातियों की उपस्थिति, उदाहरण के लिए अतिरिक्त पोषक तत्व या कम ऑक्सीजन स्तर।

फोरेंसिक साइंस
फोरेंसिक विज्ञान के मामलों में प्रजातियों की पहचान के लिए अक्सर डीएनए बारकोडिंग का उपयोग किया जाता है। अज्ञात जानवर या पौधे के नमूने अपराध स्थल पर पाए जा सकते हैं, एकत्र किए जा सकते हैं और पहचाने जा सकते हैं, इसे एक संदिग्ध से जोड़ने और सजा पाने की उम्मीद में। अवैध शिकार, लुप्तप्राय प्रजातियों की हत्या, और जानवरों के साथ दुर्व्यवहार ऐसे अपराधों के उदाहरण हैं जहां डीएनए बारकोडिंग का उपयोग किया जाता है, क्योंकि पशु डीएनए अक्सर पाया जाता है। दूसरी ओर, प्लांट डीएनए का उपयोग आमतौर पर एक संदिग्ध को अपराध स्थल से जोड़ने के लिए ट्रेस साक्ष्य के रूप में किया जाता है।

संभावनाएं
पारंपरिक बायोअसेसमेंट विधियां अंतरराष्ट्रीय स्तर पर अच्छी तरह से स्थापित हैं, और बायोमोनिटरिंग की अच्छी तरह से सेवा करती हैं, उदाहरण के लिए ईयू डायरेक्टिव्स जल ढांचा निर्देश और समुद्री रणनीति रूपरेखा निर्देश के भीतर जलीय बायोअसेसमेंट के लिए। हालाँकि, डीएनए बारकोडिंग निम्नलिखित कारणों से पारंपरिक तरीकों में सुधार कर सकता है; डीएनए बारकोडिंग (i) टैक्सोनॉमिक रेजोल्यूशन को बढ़ा सकता है और टैक्सा की पहचान को सुसंगत बना सकता है, जिसकी पहचान करना मुश्किल है या विशेषज्ञों की कमी है, (ii) विशिष्ट टैक्सा के लिए पर्यावरणीय कारकों को अधिक सटीक/सटीक रूप से संबंधित कर सकता है (iii) क्षेत्रों के बीच तुलनात्मकता बढ़ा सकता है, (iv) प्रारंभिक जीवन चरणों और खंडित नमूनों को शामिल करने की अनुमति देता है, (v) प्रजातियों के जटिल/दुर्लभ प्रजातियों के परिसीमन की अनुमति देता है (vi) नए सूचकांकों के विकास की अनुमति देता है उदा। दुर्लभ/गुप्त प्रजातियां जो तनाव के प्रति संवेदनशील/सहिष्णु हो सकती हैं, (vii) उन नमूनों की संख्या को बढ़ाती हैं जिन्हें संसाधित किया जा सकता है और प्रसंस्करण समय को कम करता है जिसके परिणामस्वरूप प्रजाति पारिस्थितिकी का ज्ञान बढ़ जाता है, (viii) उपयोग करते समय निगरानी का एक गैर-आक्रामक तरीका है पर्यावरण डीएनए तरीके।

समय और लागत
डीएनए बारकोडिंग पारंपरिक रूपात्मक तरीकों की तुलना में प्रशिक्षण से लेकर टैक्सोनोमिक असाइनमेंट तक सभी तरह से तेज़ है। टैक्सोनॉमी में विशेषज्ञ बनने की तुलना में डीएनए विधियों में विशेषज्ञता हासिल करने में कम समय लगता है। इसके अलावा, डीएनए बारकोडिंग वर्कफ़्लो (यानी नमूना से परिणाम तक) पारंपरिक रूपात्मक वर्कफ़्लो की तुलना में आम तौर पर तेज़ होता है और अधिक नमूनों के प्रसंस्करण की अनुमति देता है।

टैक्सोनॉमिक रेजोल्यूशन
डीएनए बारकोडिंग उच्च (जैसे परिवार) से निम्न (जैसे प्रजाति) टैक्सोनोमिक स्तरों तक टैक्सा के समाधान की अनुमति देता है, जो अन्यथा पारंपरिक रूपात्मक तरीकों का उपयोग करके पहचानना बहुत मुश्किल है, जैसे उदा। माइक्रोस्कोपी द्वारा पहचान उदाहरण के लिए, चिरोनोमिडे (नॉन-बाइटिंग मिज) व्यापक रूप से स्थलीय और मीठे पानी के पारिस्थितिक तंत्र दोनों में वितरित किए जाते हैं। उनकी समृद्धि और प्रचुरता उन्हें पारिस्थितिक प्रक्रियाओं और नेटवर्क के लिए महत्वपूर्ण बनाती है, और वे बायोमोनिटरिंग में उपयोग किए जाने वाले कई अकशेरूकीय समूहों में से एक हैं। अकशेरूकीय नमूनों में चिरोनोमिड्स की 100 से अधिक प्रजातियां हो सकती हैं जो अक्सर एक नमूने के 50% तक होती हैं। इसके बावजूद, टैक्सोनोमिक विशेषज्ञता और समय की आवश्यकता के कारण उन्हें आमतौर पर परिवार के स्तर से नीचे नहीं पहचाना जाता है। इसका परिणाम अलग-अलग पारिस्थितिक प्राथमिकताओं के साथ अलग-अलग चिरोनोमिड प्रजातियों में हो सकता है, जिसके परिणामस्वरूप पानी की गुणवत्ता का गलत मूल्यांकन हो सकता है।

डीएनए बारकोडिंग टैक्सा को हल करने का अवसर प्रदान करता है, और सीधे तौर पर विशिष्ट टैक्सों जैसे व्यक्तिगत चिरोनोमिड प्रजातियों के लिए तनावपूर्ण प्रभाव से संबंधित है। उदाहरण के लिए, बेर्मन एट अल। (2018) डीएनए ने कई तनावों के प्रति उनकी प्रतिक्रिया की जांच करने के लिए चिरोनोमिडे को बारकोड किया; प्रवाह में कमी, महीन-तलछट में वृद्धि और लवणता में वृद्धि। बारकोडिंग के बाद, यह पाया गया कि चिरोनोमिड नमूने में 183 ऑपरेशनल टैक्सोनोमिक यूनिट (ओटीयू), यानी बारकोड (अनुक्रम) शामिल हैं जो अक्सर रूपात्मक प्रजातियों के बराबर होते हैं। इन 183 ओटीयू ने पहले की रिपोर्ट के बजाय 15 प्रतिक्रिया प्रकार प्रदर्शित किए दो प्रतिक्रिया प्रकार दर्ज किए गए जब सभी चिरोनोमिड्स को एक ही एकाधिक तनाव अध्ययन में एक साथ समूहीकृत किया गया। मैकेर एट अल द्वारा एक अध्ययन में इसी तरह की प्रवृत्ति की खोज की गई। (2016) जिसने न्यूज़ीलैंड मेफ्लाई प्रजाति के भीतर गुप्त विविधता की खोज की deleatidium.html Deleatidium sp'.' इस अध्ययन में तनाव के लिए 12 आणविक विशिष्ट ओटीयू के विभिन्न प्रतिक्रिया पैटर्न पाए गए जो आम सहमति को बदल सकते हैं कि यह मेफ्लाई प्रदूषण के प्रति संवेदनशील है।

कमियां
डीएनए बारकोडिंग द्वारा पेश किए गए लाभों के बावजूद, यह भी सुझाव दिया गया है कि पारंपरिक रूपात्मक तरीकों के पूरक के रूप में डीएनए बारकोडिंग का सबसे अच्छा उपयोग किया जाता है। यह सिफारिश कई कथित चुनौतियों पर आधारित है।

भौतिक मापदंड
प्रश्न में बारकोडेड टैक्सोन की पारिस्थितिक प्राथमिकताओं के साथ डीएनए बारकोड को जोड़ने के लिए यह पूरी तरह से सीधा नहीं है, जैसा कि बायोमोनीटरिंग के लिए बारकोडिंग का उपयोग करने के लिए आवश्यक है। उदाहरण के लिए, जलीय प्रणालियों में लक्ष्य डीएनए का पता लगाना एक साइट पर डीएनए अणुओं की एकाग्रता पर निर्भर करता है, जो बदले में कई कारकों से प्रभावित हो सकता है। डीएनए अणुओं की उपस्थिति भी एक साइट पर फैलाव पर निर्भर करती है, उदा। धाराओं की दिशा या शक्ति। यह वास्तव में ज्ञात नहीं है कि कैसे डीएनए धाराओं और झीलों में घूमता है, जिससे नमूना लेना मुश्किल हो जाता है। एक अन्य कारक लक्ष्य प्रजातियों का व्यवहार हो सकता है, उदा। मछली में आंदोलनों के मौसमी परिवर्तन हो सकते हैं, क्रेफ़िश या मसल्स अपने जीवन के निश्चित समय (मोल्टिंग, स्पॉनिंग) में बड़ी मात्रा में डीएनए जारी करेंगे। मिट्टी में डीएनए के वितरण, मात्रा या गुणवत्ता के बारे में तो और भी कम जानकारी है।

बारकोडिंग पद्धति की प्रमुख सीमा यह है कि यह अनुक्रमों की टैक्सोनोमिक पहचान के लिए बारकोड संदर्भ पुस्तकालयों पर निर्भर करती है। एक विश्वसनीय संदर्भ उपलब्ध होने पर ही टैक्सोनॉमिक पहचान सटीक होती है। हालाँकि, अधिकांश डेटाबेस अभी भी अधूरे हैं, विशेष रूप से छोटे जीवों के लिए उदा। कवक, फाइटोप्लांकटन, नेमाटोडा आदि। इसके अलावा, वर्तमान डेटाबेस में गलत पहचान, वर्तनी की गलतियाँ और अन्य त्रुटियाँ हैं। बड़ी बारकोडिंग परियोजनाओं (उदाहरण के लिए बारकोड ऑफ लाइफ डेटा सिस्टम्स (बोल्ड) संदर्भ डेटाबेस के लिए iBOL परियोजना) को शामिल करते हुए, आवश्यक सभी जीवों के लिए डेटाबेस के आसपास बड़े पैमाने पर क्यूरेशन और पूरा करने का प्रयास किया गया है। हालांकि, पूर्णता और अवधि कठिन और समय लेने वाली है। वाउचर्ड नमूनों के बिना, इस बारे में कोई निश्चितता नहीं हो सकती कि संदर्भ के रूप में प्रयुक्त अनुक्रम सही है या नहीं।

जेनबैंक जैसे डीएनए अनुक्रम डेटाबेस में कई अनुक्रम होते हैं जो जूलॉजिकल नमूने # वाउचर नमूने (उदाहरण के लिए, हर्बेरियम नमूने, सुसंस्कृत सेल लाइन, या कभी-कभी छवियां) से बंधे नहीं होते हैं। यह टैक्सोनोमिक मुद्दों के सामने समस्याग्रस्त है जैसे कि क्या कई प्रजातियों को विभाजित या संयुक्त किया जाना चाहिए, या क्या पिछली पहचान अच्छी थी। शुरू में गलत पहचाने गए जीवों के अनुक्रमों का पुन: उपयोग करना, प्रमाणित नमूनों से बंधा नहीं, गलत निष्कर्ष का समर्थन कर सकता है और इससे बचा जाना चाहिए। इसलिए, डीएनए बारकोडिंग के लिए सबसे अच्छा अभ्यास वाउचर किए गए नमूनों को अनुक्रमित करना है। हालांकि कई टैक्सों के लिए, संदर्भ नमूने प्राप्त करना मुश्किल हो सकता है, उदाहरण के लिए उन नमूनों के साथ जिन्हें पकड़ना मुश्किल है, उपलब्ध नमूनों को खराब तरीके से संरक्षित किया गया है, या पर्याप्त टैक्सोनोमिक विशेषज्ञता की कमी है।

महत्वपूर्ण रूप से, डीएनए बारकोड का उपयोग अंतरिम वर्गीकरण बनाने के लिए भी किया जा सकता है, जिस स्थिति में OTU का उपयोग पारंपरिक लैटिन द्विपद के विकल्प के रूप में किया जा सकता है - इस प्रकार पूरी तरह से आबादी वाले संदर्भ डेटाबेस पर निर्भरता को काफी कम कर देता है।

तकनीकी पूर्वाग्रह
डीएनए बारकोडिंग में सैंपलिंग से लेकर जैव सूचना विज्ञान डेटा विश्लेषण तक पद्धति संबंधी पूर्वाग्रह भी होते हैं। पीसीआर अवरोधकों द्वारा डीएनए नमूने के संदूषण के जोखिम के अलावा, प्राइमर पूर्वाग्रह डीएनए बारकोडिंग में त्रुटियों के प्रमुख स्रोतों में से एक है। एक कुशल डीएनए मार्कर का अलगाव और प्राइमरों का डिज़ाइन एक जटिल प्रक्रिया है और विभिन्न वर्गीकरण समूहों में डीएनए बारकोडिंग के लिए प्राइमरों को विकसित करने के लिए काफी प्रयास किए गए हैं। हालांकि, प्राइमर अक्सर कुछ अनुक्रमों को तरजीह देते हैं, जिससे विभेदक प्राइमर दक्षता और विशिष्टता और अप्रतिनिधि समुदायों का मूल्यांकन और समृद्धि मुद्रास्फीति हो जाती है। इस प्रकार, नमूने के समुदायों के अनुक्रमों की संरचना मुख्य रूप से पीसीआर कदम पर बदल जाती है। इसके अलावा, पीसीआर प्रतिकृति की अक्सर आवश्यकता होती है, लेकिन संदूषण के जोखिम में तेजी से वृद्धि होती है। कई अध्ययनों ने माइटोकॉन्ड्रिया-समृद्ध नमूनों का उपयोग करने की संभावना पर प्रकाश डाला है  या पीसीआर-मुक्त दृष्टिकोण इन पूर्वाग्रहों से बचने के लिए, लेकिन आज तक, डीएनए मेटाबार्कोडिंग तकनीक अभी भी एम्पलीकॉन्स के अनुक्रमण पर आधारित है। अन्य पूर्वाग्रह अनुक्रमण के दौरान और दृश्यों के जैव सूचनात्मक प्रसंस्करण के दौरान चित्र में प्रवेश करते हैं, जैसे कि चिमेरस का निर्माण।

मानकीकरण का अभाव
भले ही डीएनए बारकोडिंग अधिक व्यापक रूप से उपयोग और लागू किया जाता है, डीएनए संरक्षण या निष्कर्षण के तरीकों, डीएनए मार्करों और प्राइमर सेट, या पीसीआर प्रोटोकॉल के विकल्पों से संबंधित कोई समझौता नहीं है। जैव सूचना विज्ञान के पैरामीटर जैव सूचना विज्ञान वर्कफ़्लो प्रबंधन प्रणाली (उदाहरण के लिए ओटीयू क्लस्टरिंग, टैक्सोनोमिक असाइनमेंट एल्गोरिदम या थ्रेसहोल्ड इत्यादि) डीएनए बारकोडिंग उपयोगकर्ताओं के बीच बहुत बहस के मूल में हैं। बड़े पैमाने पर उत्पन्न डीएनए डेटा के विश्लेषण के लिए उपकरणों के साथ-साथ अनुक्रमण प्रौद्योगिकियां भी तेजी से विकसित हो रही हैं, और अधिक से अधिक स्थानिक और समय-पैमाने पर सहयोग और डेटा साझा करने के लिए विधियों के मानकीकरण की तत्काल आवश्यकता है। यूरोपीय पैमाने पर बारकोडिंग विधियों का यह मानकीकरण यूरोपीय COST एक्शन DNAqua-net के उद्देश्यों का हिस्सा है और CEN (मानकीकरण के लिए यूरोपीय समिति) द्वारा भी संबोधित किया जाता है। डीएनए बारकोडिंग की एक अन्य आलोचना प्रजातियों के स्तर के नीचे सटीक भेदभाव के लिए इसकी सीमित दक्षता है (उदाहरण के लिए, किस्मों के बीच अंतर करने के लिए), संकर पहचान के लिए, और यह विकासवादी दरों से प्रभावित हो सकता है।.

पारंपरिक (रूपात्मक) और बारकोड आधारित पहचान के बीच बेमेल
यह जानना महत्वपूर्ण है कि पारंपरिक (रूपात्मक) पहचान द्वारा प्राप्त टैक्सा सूचियां कई कारणों से बारकोड आधारित पहचान से प्राप्त टैक्सा सूचियों से प्रत्यक्ष रूप से तुलनीय नहीं हैं, और शायद कभी भी नहीं होंगी। सबसे महत्वपूर्ण कारण शायद आणविक संदर्भ डेटाबेस की अपूर्णता और सटीकता की कमी है जो ईडीएनए अनुक्रमों के सही टैक्सोनोमिक असाइनमेंट को रोकता है। टैक्सा संदर्भ डेटाबेस में मौजूद नहीं है, ईडीएनए द्वारा नहीं पाया जाएगा, और गलत नाम से जुड़े अनुक्रम गलत पहचान का कारण बनेंगे। अन्य ज्ञात कारण एक पारंपरिक और एक आणविक नमूने के बीच एक अलग नमूना पैमाने और आकार हैं, मृत जीवों का संभावित विश्लेषण, जो जीव समूह के आधार पर दोनों विधियों के लिए अलग-अलग तरीकों से हो सकता है, और किसी भी विधि में पहचान का विशिष्ट चयन, अर्थात। कुछ जीव समूहों की पहचान करने के लिए अलग-अलग टैक्सोनॉमिकल विशेषज्ञता या संभावना, क्रमशः प्राइमर पूर्वाग्रह टैक्सा के संभावित पक्षपाती विश्लेषण के लिए भी अग्रणी है।

समृद्धि/विविधता का अनुमान
डीएनए बारकोडिंग के परिणामस्वरूप प्रजातियों की समृद्धि और विविधता का अधिक या कम अनुमान लगाया जा सकता है। कुछ अध्ययनों से पता चलता है कि कलाकृतियाँ (एक समुदाय में मौजूद प्रजातियों की पहचान नहीं) फुली हुई जैव विविधता का एक प्रमुख कारण हैं। सबसे अधिक समस्या वाली समस्या टैक्सा है जो अनुक्रमण पठन की कम संख्या द्वारा प्रदर्शित होती है। ये रीड्स आमतौर पर डेटा फ़िल्टरिंग प्रक्रिया के दौरान हटा दिए जाते हैं, क्योंकि विभिन्न अध्ययनों से पता चलता है कि इनमें से अधिकांश कम-आवृत्ति रीड्स आर्टिफैक्ट हो सकते हैं। हालाँकि, इन कम-बहुतायत रीड्स के बीच वास्तविक दुर्लभ टैक्सा मौजूद हो सकता है। दुर्लभ अनुक्रम समुदायों में अद्वितीय वंशों को प्रतिबिंबित कर सकते हैं जो उन्हें सूचनात्मक और मूल्यवान अनुक्रम बनाते हैं। इस प्रकार, अधिक मजबूत जैव सूचना विज्ञान एल्गोरिदम की एक मजबूत आवश्यकता है जो सूचनात्मक पढ़ने और कलाकृतियों के बीच भेदभाव की अनुमति देती है। पूर्ण संदर्भ पुस्तकालय भी कलाकृतियों के बेहतर फ़िल्टरिंग की अनुमति देकर जैव सूचना विज्ञान एल्गोरिदम के बेहतर परीक्षण की अनुमति देगा (अर्थात मौजूदा प्रजातियों के बीच समकक्ष की कमी वाले अनुक्रमों को हटाना) और इसलिए, यह संभव होगा कि अधिक सटीक प्रजाति असाइनमेंट प्राप्त किया जा सके। गूढ़ विविधता के परिणामस्वरूप जैव विविधता में वृद्धि हो सकती है क्योंकि एक रूपात्मक प्रजाति वास्तव में कई अलग-अलग आणविक अनुक्रमों में विभाजित हो सकती है। यह डीएनए संदर्भ डेटा उत्पन्न करने में एक लंबा रास्ता तय करेगा जो पर्यावरणीय डीएनए आधारित जैव विविधता निगरानी के लिए महत्वपूर्ण है।

मेगाबारकोडिंग
मेगाबार्कोडिंग एक शब्द है जिसका उपयोग उच्च-थ्रूपुट नमूना-आधारित डीएनए बारकोडिंग का वर्णन करने के लिए किया जाता है, जहां प्रजातियों की पहचान और खोज के लिए हजारों नमूनों को एक साथ बारकोड किया जा सकता है।    यह  प्रशांत बायोसाइंसेस ेस द्वारा PacBio (सीक्वल I/II) और ऑक्सफोर्ड नैनोपोर टेक्नोलॉजीज द्वारा मिनियन, प्रोमेथियन सहित तीसरी पीढ़ी के सीक्वेंसिंग प्लेटफॉर्म के उपयोग से सक्षम है। सेंगर अनुक्रमण की तुलना में, मेगाबारकोडिंग तेज और सस्ता है, जिससे हजारों प्रजातियों के लिए डीएनए बारकोड के बड़े पैमाने पर उत्पादन की अनुमति मिलती है।

अनुप्रयोग
मेगाबारकोडिंग कीड़ों के लिए डार्क टैक्सा डीएनए बारकोड संदर्भ डेटा अंतर को भरने और प्रजातियों की खोज में तेजी लाने में मदद कर सकता है, प्रजाति विविधता पैटर्न को समझें,   प्रजातियों की समृद्धि का मूल्यांकन करें, तेजी से जैव विविधता प्रजातियों की सूची उत्पन्न करें,  बेसलाइन बदलाव ट्रैक करें, और जीवन-इतिहास के चरणों का मिलान।

मेटाबारकोडिंग
फ़ाइल:DNA_(meta)barcoding_differences.pdf|alt=|thumb|upright=2|DNA बारकोडिंग और मेटाबारकोडिंग के लिए मानक विधियों में अंतर। जबकि डीएनए बारकोडिंग एक विशिष्ट प्रजाति को खोजने के लिए इंगित करता है, मेटाबारकोडिंग पूरे समुदाय के लिए दिखता है।

मेटाबार्कोडिंग को डीएनए या पर्यावरणीय डीएनए (पर्यावरणीय डीएनए) के बारकोडिंग के रूप में परिभाषित किया गया है जो एक ही (पर्यावरणीय) नमूने के भीतर कई टैक्सों की एक साथ पहचान की अनुमति देता है, हालांकि अक्सर एक ही जीव समूह के भीतर। दृष्टिकोणों के बीच मुख्य अंतर यह है कि मेटाबारकोडिंग, बारकोडिंग के विपरीत, एक विशिष्ट जीव पर ध्यान केंद्रित नहीं करता है, बल्कि इसका उद्देश्य नमूने के भीतर प्रजातियों की संरचना निर्धारित करना है।

कार्यप्रणाली
मेटाबारकोडिंग प्रक्रिया, सामान्य बारकोडिंग की तरह, डीएनए निष्कर्षण, पोलीमरेज़ चेन रिएक्शन, अनुक्रमण और डेटा विश्लेषण के चरणों को कवर करती है। एक बारकोड में एक छोटा परिवर्तनशील जीन क्षेत्र होता है (उदाहरण के लिए, शैवाल डीएनए बारकोडिंग # लक्ष्य क्षेत्र | विभिन्न मार्कर / बारकोड देखें) जो कि उच्च संरक्षित जीन क्षेत्रों द्वारा फ़्लैंक किए गए टैक्सोनोमिक असाइनमेंट के लिए उपयोगी है जिसका उपयोग प्राइमर (आणविक जीव विज्ञान) डिज़ाइन के लिए किया जा सकता है। विभिन्न जीनों का उपयोग इस आधार पर किया जाता है कि क्या उद्देश्य एकल प्रजातियों को बारकोड करना है या कई प्रजातियों को मेटाबारकोडिंग करना है। बाद के मामले में, एक अधिक सार्वभौमिक जीन का उपयोग किया जाता है। मेटाबार्कोडिंग एक प्रारंभिक बिंदु के रूप में एकल प्रजाति डीएनए/आरएनए का उपयोग नहीं करता है, लेकिन एक पर्यावरण या थोक नमूने से प्राप्त कई अलग-अलग जीवों से डीएनए/आरएनए का उपयोग करता है।

अनुप्रयोग
मेटाबार्कोडिंग में जैव विविधता उपायों को पूरक करने की क्षमता है, और यहां तक ​​कि कुछ मामलों में उन्हें प्रतिस्थापित भी कर सकता है, विशेष रूप से जब प्रौद्योगिकी उन्नत होती है और प्रक्रियाएं धीरे-धीरे सस्ती, अधिक अनुकूलित और व्यापक हो जाती हैं। डीएनए मेटाबारकोडिंग अनुप्रयोगों में शामिल हैं:


 * स्थलीय और जलीय वातावरण में जैव विविधता निगरानी
 * जीवाश्म विज्ञान और प्राचीन पारिस्थितिकी तंत्र
 * पराग डीएनए बारकोडिंग | पौधे-परागणक परस्पर क्रिया
 * आहार विश्लेषण
 * खाद्य सुरक्षा

लाभ और चुनौतियां
ऊपर समीक्षा की गई बारकोडिंग के सामान्य लाभ और कमियां मेटाबारकोडिंग के लिए भी मान्य हैं। मेटाबार्कोडिंग अध्ययनों के लिए एक विशेष दोष यह है कि ईडीएनए मेटाबार्कोडिंग में लागू किए जाने वाले इष्टतम प्रयोगात्मक डिजाइन और जैव सूचना विज्ञान मानदंडों के बारे में अभी तक कोई सहमति नहीं है। हालाँकि, वर्तमान में शामिल होने के प्रयास हैं, जैसे उदा। EU COST नेटवर्क DNAqua-Net, बायोमोनीटरिंग के लिए सर्वोत्तम अभ्यास मानकों को स्थापित करने के लिए अनुभव और ज्ञान का आदान-प्रदान करके आगे बढ़ने के लिए।

यह भी देखें
उपविषय:

संबंधित विषय:

लेख के शीर्ष पर साइडबार नेविगेशन भी देखें।

बाहरी संबंध

 * SweBOL
 * FinBOL
 * International Barcode of Life Project (iBOL)
 * BOLD
 * UNITE
 * Diat.barcode