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espaciador transcrito interno

El espaciador transcrito interno ( ITS ) es el ADN espaciador situado entre los genes del ARN ribosómico (ARNr) de la subunidad pequeña y del ARNr de la subunidad grande en el c...

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El espaciador transcrito interno ( ITS ) es el ADN espaciador situado entre los genes del ARN ribosómico (ARNr) de la subunidad pequeña y del ARNr de la subunidad grande en el cromosoma o la región transcrita correspondiente en el transcrito precursor policistrónico del ARNr.

En todos los ámbitos de la vida

En bacterias y arqueas , existe un único ITS, ubicado entre los genes de ARNr 16S y 23S . Por el contrario, en eucariotas existen dos ITS : ITS1 se encuentra entre los genes de ARNr 18S y 5.8S , mientras que ITS2 se ubica entre los genes de ARNr 5.8S y 28S (en opistocontos , o 25S en plantas). ITS1 corresponde al ITS presente en bacterias y arqueas, mientras que ITS2 se originó como una inserción que interrumpió el gen ancestral de ARNr 23S. [ 1 ] [ 2 ]

Organización

Organización de las repeticiones en tándem del ADN ribosomal nuclear eucariota

En bacterias y arqueas , la región ITS se presenta en una o varias copias, al igual que los genes 16S y 23S adyacentes . Cuando hay múltiples copias, estas no se encuentran contiguas, sino en ubicaciones discretas del cromosoma circular. En bacterias, es común encontrar genes de ARNt en la región ITS. [ 3 ] [ 4 ]

En los eucariotas, los genes que codifican el ARN ribosómico y los espaciadores se presentan en repeticiones en tándem de miles de copias de longitud, cada una separada por regiones de ADN no transcrito denominadas espaciador intergénico (IGS) o espaciador no transcrito (NTS).

Cada grupo ribosomal eucariota contiene el espaciador transcrito externo 5' (ETS 5'), el gen del ARNr 18S , el ITS1, el gen del ARNr 5.8S , el ITS2, el gen del ARNr 26S o 28S y, finalmente, el ETS 3'. [ 5 ]

Durante la maduración del ARNr, los fragmentos ETS e ITS se escinden. Como subproductos no funcionales de esta maduración, se degradan rápidamente. [ 6 ]

Uso en filogenia molecular

La comparación de secuencias de las regiones ITS eucariotas se utiliza ampliamente en taxonomía y filogenia molecular debido a varias propiedades favorables: [ 7 ]

  • Su amplificación es habitual gracias a su pequeño tamaño, asociado a la disponibilidad de secuencias flanqueantes altamente conservadas.
  • Es fácil de detectar incluso a partir de pequeñas cantidades de ADN debido al elevado número de copias de los grupos de ARNr.
  • Experimenta una rápida evolución concertada mediante entrecruzamiento desigual y conversión génica. Esto promueve la homogeneidad intragenómica de las unidades repetitivas, aunque la secuenciación de alto rendimiento mostró la ocurrencia de variaciones frecuentes dentro de las especies de plantas. [ 8 ]
  • Presenta un alto grado de variación incluso entre especies estrechamente relacionadas. Esto puede explicarse por la presión evolutiva relativamente baja que actúa sobre dichas secuencias espaciadoras no codificantes.

Por ejemplo, los marcadores ITS han demostrado ser especialmente útiles para dilucidar las relaciones filogenéticas entre los siguientes taxones.

Se sabe que ITS2 está más conservado que ITS1. Todas las secuencias de ITS2 comparten un núcleo común de estructura secundaria, [ 26 ] mientras que las estructuras de ITS1 solo se conservan en unidades taxonómicas mucho más pequeñas. Independientemente del grado de conservación, la comparación asistida por la estructura puede proporcionar mayor resolución y robustez. [ 27 ]

Código de barras micológico

La región ITS es la región de ADN más ampliamente secuenciada en el campo de la micología . [ 28 ] y se ha recomendado como la secuencia universal de código de barras de hongos. [ 29 ] Por lo general, ha sido más útil para la sistemática molecular a nivel de especie a género, e incluso dentro de las especies (por ejemplo, para identificar variedades locales ). Debido a su mayor grado de variación que otras regiones génicas del ADNr (por ejemplo, ARNr de subunidad pequeña y grande), a veces se puede observar variación entre repeticiones individuales de ADNr tanto dentro de las regiones ITS como IGS. Además de los cebadores universales ITS1+ITS4 [ 30 ] [ 31 ] utilizados por muchos laboratorios, se han descrito varios cebadores específicos de taxones que permiten la amplificación selectiva de secuencias fúngicas (por ejemplo, véase el artículo de Gardes y Bruns de 1993 que describe la amplificación de secuencias ITS de basidiomicetos a partir de muestras de micorrizas ). [ 32 ] A pesar de que los métodos de secuenciación de escopeta y secuenciación de nanoporos se utilizan cada vez más en microbiología médica , la baja biomasa de hongos presente en las muestras clínicas hace que los métodos de código de barras basados ​​en PCR sean preferibles. [ 33 ] [ 34 ]

Referencias

  1. ↑ Lafontaine, DLJ; Tollervey, D. (2001). " La función y síntesis de los ribosomas". Nature Reviews Molecular Cell Biology . 2 (7): 514– 520. doi : 10.1038/35080045 . hdl : 1842/729 . PMID 11433365. S2CID 2637106 .  
  2. ↑ Scott Orland Rogers (27 de julio de 2011). Evolución molecular integrada . CRC Press. págs. 65–66 . ISBN  978-1-4398-1995-1Consultado el 9 de marzo de 2015 .
  3. ^ Takada, Hiraku; Shimada, Tomohiro; Dey, Debashish; Quyyum, M. Zuhaib; Nakano, Masahiro; Ishiguro, Akira; Yoshida, Hideji; Yamamoto, Kaneyoshi; Sen, Ranjan; Ishihama, Akira (22 de diciembre de 2016). "Regulación diferencial de la transcripción de ARNr y ARNt del operón compuesto ARNr-ARNt en Escherichia coli" . MÁS UNO . 11 (12) e0163057. Código Bib : 2016PLoSO..1163057T . doi : 10.1371/journal.pone.0163057 . PMC 5179076 . PMID 28005933 .  
  4. ↑ Stewart, Frank J.; Cavanaugh, Colleen M. (julio de 2007). "Variación intragenómica y evolución del espaciador transcrito interno del operón de ARNr en bacterias". Journal of Molecular Evolution . 65 (1): 44– 67. Bibcode : 2007JMolE..65...44S . CiteSeerX 10.1.1.456.2659 . doi : 10.1007/s00239-006-0235-3 . PMID 17568983. S2CID 13536182 .   
  5. 1 2 Bena, Gilles; Jubier, Marie-France; Olivieri, Isabelle; Lejeune, Bernard (1998). "Espaciadores transcritos externos e internos ribosomales: uso combinado en el análisis filogenético de Medicago (Leguminosae)". Journal of Molecular Evolution . 46 (3): 299– 306. Bibcode : 1998JMolE..46..299B . doi : 10.1007/PL00006306 . ISSN 0022-2844 . PMID 9502673 . S2CID 38838013 .   
  6. ↑ Michot, Bernard; Bachellerie, Jean-Pierre; Raynal, Francoise (1983-05-25). "Estructura de los precursores del ARNr del ratón. Secuencia completa y plegamiento potencial de las regiones espaciadoras entre el ARNr 18S y 28S" . Nucleic Acids Research . 11 (10): 3375– 3391. doi : 10.1093/ nar /11.10.3375 . ISSN 0305-1048 . PMC 325970. PMID 6304630 .   
  7. ↑ Baldwin, Bruce G.; Sanderson, Michael J.; Porter, J. Mark; Wojciechowski, Martin F.; Campbell, Christopher S.; Donoghue, Michael J. (1995-01-01). "La región ITS del ADN ribosomal nuclear: una valiosa fuente de evidencia sobre la filogenia de las angiospermas". Annals of the Missouri Botanical Garden . 82 (2): 247– 277. doi : 10.2307/2399880 . JSTOR 2399880 . 
  8. ↑ Song, Jingyuan; Shi, Linchun; Li, Dezhu; Sun, Yongzhen; Niu, Yunyun; Chen, Zhiduan; Luo, Hongmei; Pang, Xiaohui; Sun, Zhiying (2012-08-30). "La pirosecuenciación extensa revela variaciones intragenómicas frecuentes de las regiones espaciadoras transcritas internas del ADN ribosómico nuclear" . PLOS ONE . 7 (8) e43971. Bibcode : 2012PLoSO...743971S . doi : 10.1371/journal.pone.0043971 . ISSN 1932-6203 . PMC 3431384. PMID 22952830 .   
  9. ↑ Baldwin, BG (1992). "Utilidad filogenética de los espaciadores transcritos internos del ADN ribosómico nuclear en plantas: un ejemplo de las Compuestas". Filogenética molecular y evolución . 1 (1): 3– 16. doi : 10.1016/1055-7903(92)90030-K . PMID 1342921 . 
  10. ↑ Nickrent, Daniel L.; Schuette, Kevin P.; Starr, Ellen M. (1994-01-01). "Una filogenia molecular de Arceuthobium (Viscaceae) basada en secuencias del espaciador transcrito interno del ADN ribosómico nuclear". American Journal of Botany . 81 (9): 1149– 1160. doi : 10.2307/2445477 . JSTOR 2445477 . 
  11. ↑ Buckler, ES; Holtsford, TP (1996-04-01). " Sistemática de Zea : evidencia del ITS ribosomal". Biología molecular y evolución . 13 (4): 612– 622. doi : 10.1093/oxfordjournals.molbev.a025621 . ISSN 0737-4038 . PMID 8882504 .  
  12. ↑ Douzery, Emmanuel JP; Pridgeon, Alec M.; Kores, Paul; Linder, HP; Kurzweil, Hubert; Chase, Mark W. (1999-06-01). "Filogenética molecular de Diseae (Orchidaceae): una contribución de las secuencias ITS ribosómicas nucleares". American Journal of Botany . 86 (6): 887– 899. doi : 10.2307/2656709 . ISSN 0002-9122 . JSTOR 2656709 . PMID 10371730 .   (Se requiere suscripción)
  13. ↑ Weekers, Peter HH; De Jonckheere, Johan F.; Dumont, Henri J. (2001-07-01). "Relaciones filogenéticas inferidas a partir de secuencias ITS ribosomales y patrones biogeográficos en representantes del género Calopteryx (Insecta: Odonata) del Mediterráneo occidental y la zona adyacente de Europa occidental". Molecular Phylogenetics and Evolution . 20 (1): 89– 99. doi : 10.1006/mpev.2001.0947 . PMID 11421650 . 
  14. ↑ Chen, YC, JD Eisner, MM Kattar, SL Rassoulian-Barrett, K. Lafe, AP Limaye y BT Cookson (2001). " Las secuencias de ADN de la región 1 del espaciador transcrito interno polimórfico identifican levaduras de importancia médica" . J. Clin. Microbiol . 39 (11): 4042– 4051. doi : 10.1128/JCM.39.11.4042-4051.2001 . PMC 88485. PMID 11682528 .  {{cite journal}}: CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace )
  15. ↑ Hodkinson, Trevor R.; Chase, Mark W.; Lledó, Dolores M.; Salamin, Nicolas; Renvoize, Stephen A. (2002). "Filogenética de Miscanthus , Saccharum y géneros relacionados (Saccharinae, Andropogoneae, Poaceae) basada en secuencias de ADN del ADN ribosomal nuclear ITS y del intrón trnL del plastidio y los espaciadores intergénicos trnL-F". Journal of Plant Research . 115 (5): 381– 392. Bibcode : 2002JPlR..115..381H . doi : 10.1007/s10265-002-0049-3 . ISSN 0918-9440 . PMID 12579363. S2CID 22971617 .   
  16. ↑ Rønsted, Nina; Chase, Mark W.; Albach, Dirk C.; Bello, Maria Angelica (2002-08-01). "Relaciones filogenéticas dentro de Plantago (Plantaginaceae): evidencia a partir de datos de secuencias ITS ribosomales nucleares y trnL-F de plastidios" . Botanical Journal of the Linnean Society . 139 (4): 323– 338. doi : 10.1046/j.1095-8339.2002.00070.x . ISSN 1095-8339 . 
  17. ↑ Feldberg, K.; Groth, H.; Wilson, R.; Schäfer-Verwimp, A.; Heinrichs, J. (2004-11-04). "Especiación críptica en Herbertus (Herbertaceae, Jungermanniopsida): Rango y morfología de Herbertus sendtneri inferidos a partir de secuencias nrITS" . Plant Systematics and Evolution . 249 ( 3–4 ): 247–261 . Bibcode : 2004PSyEv.249..247F . doi : 10.1007/s00606-004-0221-4 . ISSN 0378-2697 . S2CID 21538862 .  
  18. ↑ Havill, Nathan P. ; Campbell, Christopher S.; Vining, Thomas F.; LePage, Ben; Bayer, Randall J.; Donoghue, Michael J. (2008-07-01). "Filogenia y biogeografía de Tsuga (Pinaceae) inferidas a partir de datos de secuencias de ITS ribosómico nuclear y ADN de cloroplasto". Systematic Botany . 33 (3): 478– 489. doi : 10.1600/036364408785679770 . S2CID 26668467 . 
  19. ↑ Ruhl, Michael W.; Wolf, Matthias; Jenkins, Tracie M. (2010). "Los cambios compensatorios en la base esclarecen la taxonomía morfológicamente difícil" . Molecular Phylogenetics and Evolution . 54 (2): 664– 669. doi : 10.1016/j.ympev.2009.07.036 . PMID 19660561 . 
  20. ↑ Stat, Michael; Pochon, Xavier (2008-07-02). "Especificidad en comunidades de Symbiodinium en corales del atolón Johnston" (PDF) . Marine Ecology Progress Series . 386 : 83–96 . doi : 10.3354/meps08080 .
  21. ↑ Warwick, Suzanne I.; Mummenhoff, Klaus; Sauder, Connie A.; Koch, Marcus A.; Al-Shehbaz, Ihsan A. (2010-04-13). "Cerrando las brechas: relaciones filogenéticas en las Brassicaceae basadas en datos de secuencias de ADN de la región ITS ribosomal nuclear". Plant Systematics and Evolution . 285 ( 3– 4): 209– 232. Bibcode : 2010PSyEv.285..209W . doi : 10.1007/s00606-010-0271-8 . ISSN 0378-2697 . S2CID 28199415 .  
  22. ↑ Pirie, Michael D.; Oliver, EGH; Bellstedt, Dirk U. (2011-11-01). "Una filogenia ITS densamente muestreada del género emblemático del Cabo , Erica L., sugiere numerosos cambios en la macromorfología floral". Molecular Phylogenetics and Evolution . 61 (2): 593– 601. doi : 10.1016/j.ympev.2011.06.007 . PMID 21722743 . 
  23. ↑ Boykin, LM; Schutze, MK; Krosch, MN; Chomič, A.; Chapman, TA; Englezou, A.; Armstrong, KF; Clarke, AR; Hailstones, D. (2014-05-01). "Análisis filogenético multigénico de miembros plaga del sudeste asiático del complejo de especies Bactrocera dorsalis (Diptera: Tephritidae) no respalda la taxonomía actual". Journal of Applied Entomology . 138 (4): 235– 253. doi : 10.1111/jen.12047 . ISSN 1439-0418 . S2CID 82003038 .  
  24. ↑ Scheunert, Agnes; Heubl, Günther (2014-01-01). "Diversificación de Scrophularia (Scrophulariaceae) en el Mediterráneo occidental y Macaronesia: relaciones filogenéticas, evolución reticulada y patrones biogeográficos". Molecular Phylogenetics and Evolution . 70 : 296–313 . doi : 10.1016/j.ympev.2013.09.023 . PMID 24096055 . 
  25. ↑ Yang, Tao; Zhang, Tian-lei; Guo, You-hao; Liu, Xing (2016-11-17). "Identificación de híbridos en Potamogeton : incongruencia entre las regiones de plastidios e ITS resuelta por un nuevo marcador de código de barras PHYB" . PLOS ONE . 11 (11) e0166177. Bibcode : 2016PLoSO..1166177Y . doi : 10.1371/ journal.pone.0166177 . ISSN 1932-6203 . PMC 5113904. PMID 27855191 .   
  26. ↑ Schultz, J; Maisel, S; Gerlach, D; Müller, T; Wolf, M (abril de 2005). " Un núcleo común de estructura secundaria del espaciador transcrito interno 2 (ITS2) en todos los eucariotas" . RNA . 11 (4): 361–4 . doi : 10.1261/rna.7204505 . PMC 1370725. PMID 15769870 .  
  27. ↑ Koetschan, C; Kittelmann, S; Lu, J; Al-Halbouni, D; Jarvis, GN; Müller, T; Wolf, M; Janssen, PH (2014). "Análisis de la estructura secundaria del espaciador transcrito interno 1 revela un núcleo común en todos los hongos anaeróbicos (Neocallimastigomycota)" . PLOS ONE . 9 (3) e91928. Bibcode : 2014PLoSO...991928K . doi : 10.1371/journal.pone.0091928 . PMC 3963862. PMID 24663345 .  
  28. ↑ Peay KG; Kennedy PG; Bruns TD (2008). "Ecología de la comunidad fúngica: una bestia híbrida con un maestro molecular" . BioScience . 58 (9): 799– 810. doi : 10.1641/b580907 . S2CID 18363490 . 
  29. ↑ Schoch, CL, Seifert, KA, Huhndorf, S., Robert, V., Spouge, JL, Levesque, CA, Chen, W., Bolchacova, E., Voigt, K., Crous, PW; et al. (2012). "Región del espaciador transcrito interno (ITS) del ribosoma nuclear como marcador universal de código de barras de ADN para hongos" . PNAS . 109 ( 16): 6241– 6246. doi : 10.1073/pnas.1117018109 . PMC 3341068. PMID 22454494 .   {{cite journal}}: CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace )
  30. ↑ White, TJ, Bruns, T., Lee, S., y Taylor, J. (1990). Amplificación y secuenciación directa de genes de ARN ribosómico fúngico para filogenética. PCR Protocols: a Guide to Methods and Applications 18, 315–322.
  31. ↑ El cebador ITS1 cubre ITS1-5.8S-ITS2 desde el 5', e ITS4 cubre la misma área desde el 3'.
  32. ↑ Gardes, M.; Bruns, TD (1993). "Cebadores ITS con especificidad mejorada para basidiomicetos: aplicación a la identificación de micorrizas y royas". Molecular Ecology . 2 (2): 113– 118. doi : 10.1111/j.1365-294X.1993.tb00005.x . PMID 8180733 . S2CID 24316407 .  
  33. ↑ Usyk, Mykhaylo; Zolnik, Christine P.; Patel, Hitesh; Levi, Michael H.; Burk, Robert D. (2017-12-13). Mitchell, Aaron P. (ed.). " Nuevos cebadores fúngicos ITS1 para la caracterización del micobioma" . mSphere . 2 (6): e00488–17, /msphere/2/6/mSphere0488–17.atom. doi : 10.1128/mSphere.00488-17 . ISSN 2379-5042 . PMC 5729218. PMID 29242834 .   
  34. ↑ Nilsson, R. Henrik; Anslan, Sten; Bahram, Mohammad; Wurzbacher, Christian; Baldrian, Petr; Tedersoo, Leho (febrero de 2019). "Diversidad del micobioma: secuenciación de alto rendimiento e identificación de hongos". Nature Reviews Microbiology . 17 (2): 95– 109. doi : 10.1038/s41579-018-0116-y . ISSN 1740-1534 . PMID 30442909. S2CID 53438777 .   
  • Medicina de Laboratorio de la Universidad de Washington: Diagnóstico Molecular | Secuenciación de Levaduras
  • Base de datos ITSone
  • Base de datos ITS2 (Schultz et al.)
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