En bacterias y arqueas , existe un único ITS, ubicado entre los genes 16S y 23S rRNA. Por el contrario, hay dos ITS en eucariotas : ITS1 se encuentra entre los genes de ARNr 18S y 5.8S , mientras que ITS2 se encuentra entre los genes de ARNr 5.8S y 28S (en opistocontes , o 25S en plantas). ITS1 corresponde al ITS en bacterias y arqueas, mientras que ITS2 se originó como una inserción que interrumpió el gen ancestral 23S rRNA. [1] [2]
Organización
Organización de las repeticiones en tándem del ADN ribosomal nuclear eucariótico.
En bacterias y arqueas , el ITS se presenta en una o varias copias, al igual que los genes flanqueantes 16S y 23S . Cuando hay varias copias, estas no se encuentran una al lado de la otra. Más bien, ocurren en ubicaciones discretas en el cromosoma circular. No es raro que las bacterias porten genes de ARNt en el ITS. [3] [4]
En los eucariotas, los genes que codifican el ARN ribosomal y los espaciadores se producen 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).
Durante la maduración del ARNr, se escinden trozos de ETS e ITS. Como subproductos no funcionales de esta maduración, se degradan rápidamente. [6]
Uso en inferencia filogenética
La comparación de secuencias de las regiones ITS eucariotas se usa ampliamente en taxonomía y filogenia molecular debido a varias propiedades favorables: [7]
Se amplifica habitualmente 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 alto número de copias de los grupos de ARNr.
Experimenta una rápida evolución concertada a través de cruces y conversiones genéticas desiguales. Esto promueve la homogeneidad intragenómica de las unidades repetidas, aunque la secuenciación de alto rendimiento mostró la aparición de variaciones frecuentes dentro de las especies de plantas. [8]
Tiene 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 sólo se conservan en unidades taxonómicas mucho más pequeñas. Independientemente del alcance de la conservación, la comparación asistida por estructuras puede proporcionar mayor resolución y solidez. [27]
Código de barras micológico
La región ITS es la región de ADN más secuenciada en ecología molecular de hongos [28] y ha sido recomendada como la secuencia universal de códigos de barras de hongos . [29] Por lo general, ha sido más útil para la sistemática molecular a nivel de especie y género, e incluso dentro de una especie (por ejemplo, para identificar razas geográficas). Debido a su mayor grado de variación que otras regiones génicas del ADNr (por ejemplo, ARNr de subunidades pequeñas y grandes), a veces se puede observar variación entre repeticiones individuales de ADNr dentro de las regiones ITS e 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 de hongos (p. ej., consulte el artículo de Gardes & Bruns 1993 que describe la amplificación de secuencias ITS de basidiomicetos ). de muestras de micorrizas ). [32] A pesar de que los métodos de secuenciación de escopeta se utilizan cada vez más en la secuenciación microbiana, la baja biomasa de hongos en muestras clínicas hace que la amplificación de la región ITS sea un área de investigación en curso. [33] [34]
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Enlaces externos
Medicina de laboratorio de la Universidad de Washington: diagnóstico molecular | Secuenciación de levadura