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Unidad taxonómica operativa

Una unidad taxonómica operacional ( OTU ) es una definición operacional utilizada para clasificar grupos de individuos estrechamente relacionados. El término fue introducido originalmente en 1963 por Robert R. Sokal y Peter HA Sneath en el contexto de la taxonomía numérica , donde una "unidad taxonómica operacional" es simplemente el grupo de organismos que se está estudiando actualmente. [1] La taxonomía numérica es un método en sistemática biológica que implica el uso de técnicas numéricas para clasificar unidades taxonómicas en función de los estados de sus características. [2] En este sentido, una OTU es una definición pragmática para agrupar individuos por similitud, equivalente a, pero no necesariamente en línea con, la taxonomía clásica de Linneo o la taxonomía evolutiva moderna .

Las OTU se emplean en la investigación de secuenciación de ADN de la comunidad microbiana para delinear distinciones a nivel de especie entre organismos y representan la unidad utilizada con más frecuencia para medir la diversidad microbiana. [3] Sin embargo, hoy en día, el término "OTU" se usa comúnmente en un contexto diferente y se refiere a grupos de organismos (no cultivados o desconocidos), agrupados por similitud de secuencia de ADN de un gen marcador taxonómico específico (originalmente acuñado como mOTU; OTU molecular). [4] En otras palabras, las OTU son indicadores pragmáticos de " especie " (microbiana o metazoaria ) en diferentes niveles taxonómicos, en ausencia de sistemas tradicionales de clasificación biológica como los disponibles para organismos macroscópicos. Durante varios años, las OTU han sido las unidades de diversidad más utilizadas, especialmente al analizar conjuntos de datos de secuencias de genes marcadores de subunidades pequeñas 16S (para procariotas) o 18S rRNA (para eucariotas [5] ).

Las secuencias se pueden agrupar según su similitud entre sí, y las unidades taxonómicas operativas se definen en función del umbral de similitud (normalmente, 97 % de similitud; sin embargo, también es común una similitud del 100 %, también conocida como variantes únicas [6] ) establecido por el investigador. Sigue siendo discutible hasta qué punto este método de uso común recapitula la verdadera filogenia o ecología de las especies microbianas. Aunque las OTU se pueden calcular de forma diferente cuando se utilizan diferentes algoritmos o umbrales, la investigación de Schmidt et al. (2014) demostró que las OTU microbianas eran, en general, ecológicamente consistentes en todos los hábitats y en varios enfoques de agrupamiento de OTU. [7] La ​​cantidad de OTU definidas puede estar inflada debido a errores en la secuenciación del ADN. [8]

Enfoques de agrupamiento de OTU

Hay tres enfoques principales para agrupar OTU: [9]

Algoritmos de agrupamiento de OTU

Véase también

Referencias

  1. ^ Sokal y Sneath: Principios de taxonomía numérica , San Francisco: WH Freeman, 1957
  2. ^ "Colaboradores", Wikipedia y bibliotecas académicas , Michigan Publishing, 15 de septiembre de 2021, doi :10.3998/mpub.11778416.contributors.en, ISBN 978-1-60785-672-6, consultado el 17 de enero de 2024[¿ Fuente poco confiable? ]
  3. ^ Escalas, Arthur; Hale, Lauren; Voordeckers, James W.; Yang, Yunfeng; Firestone, Mary K.; Alvarez-Cohen, Lisa; Zhou, Jizhong (octubre de 2019). "Diversidad funcional microbiana: de conceptos a aplicaciones". Ecología y evolución . 9 (20): 12000–12016. Bibcode :2019EcoEv...912000E. doi :10.1002/ece3.5670. ISSN  2045-7758. PMC 6822047 . PMID  31695904. 
  4. ^ Blaxter, M.; Mann, J.; Chapman, T.; Thomas, F.; Whitton, C.; Floyd, R.; Abebe, E. (octubre de 2005). "Definición de unidades taxonómicas operativas utilizando datos de códigos de barras de ADN". Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci . 360 (1462): 1935–43. doi :10.1098/rstb.2005.1725. PMC 1609233 . PMID  16214751. 
  5. ^ Sommer, Stephanie A.; Woudenberg, Lauren Van; Lenz, Petra H.; Cepeda, Georgina; Goetze, Erica (2017). "Gradientes verticales en la riqueza de especies y la composición de la comunidad a lo largo de la zona crepuscular en el giro subtropical del Pacífico Norte". Ecología molecular . 26 (21): 6136–6156. Bibcode :2017MolEc..26.6136S. doi : 10.1111/mec.14286 . hdl : 11336/53966 . ISSN  1365-294X. PMID  28792641.
  6. ^ Porter, Teresita M.; Hajibabaei, Mehrdad (2018). "Escalamiento: una guía para enfoques genómicos de alto rendimiento para el análisis de la biodiversidad". Ecología molecular . 27 (2): 313–338. Bibcode :2018MolEc..27..313P. doi : 10.1111/mec.14478 . ISSN  1365-294X. PMID  29292539.
  7. ^ Schmidt, Thomas SB; Rodrigues, João F. Matias; von Mering, Christian (24 de abril de 2014). "Consistencia ecológica de unidades taxonómicas operativas basadas en ARNr de SSU a escala global". PLOS Comput Biol . 10 (4): e1003594. Bibcode :2014PLSCB..10E3594S. doi : 10.1371/journal.pcbi.1003594 . ISSN  1553-7358. PMC 3998914 . PMID  24763141. 
  8. ^ Kunin, V.; Engelbrektson, A.; Ochman, H.; Hugenholtz, P. (enero de 2010). "Arrugas en la biosfera rara: los errores de pirosecuenciación pueden conducir a una inflación artificial de las estimaciones de diversidad". Environ Microbiol . 12 (1): 118–23. Bibcode :2010EnvMi..12..118K. doi :10.1111/j.1462-2920.2009.02051.x. PMID  19725865.
  9. ^ Kopylova E, Navas-Molina JA, Mercier C, Xu ZZ, Mahé F, He Y, et al. (23 de febrero de 2016). Segata N (ed.). "Los métodos de agrupamiento de secuencias de código abierto mejoran el estado del arte". mSystems . 1 (1): e00003–15. doi :10.1128/mSystems.00003-15. PMC 5069751 . PMID  27822515. 
  10. ^ Edgar, Robert C. (1 de octubre de 2010). "Búsqueda y agrupamiento de órdenes de magnitud más rápido que BLAST". Bioinformática . 26 (19): 2460–2461. doi : 10.1093/bioinformatics/btq461 . ISSN  1367-4803. PMID  20709691.
  11. ^ ab Fu, Limin; Niu, Beifang; Zhu, Zhengwei; Wu, Sitao; Li, Weizhong (1 de diciembre de 2012). "CD-HIT: acelerado para agrupar los datos de secuenciación de próxima generación". Bioinformática . 28 (23): 3150–3152. doi :10.1093/bioinformatics/bts565. PMC 3516142 . PMID  23060610. 
  12. ^ Hao, X.; Jiang, R.; Chen, T. (2011). "Agrupamiento de ARNr 16S para predicción de OTU: un método de agrupamiento bayesiano no supervisado". Bioinformática . 27 (5): 611–618. doi :10.1093/bioinformatics/btq725. PMC 3042185 . PMID  21233169. 

Lectura adicional