Espaciador transcrito interno
Espaciador transcrito interno (ITS) es el ADN espaciador situado entre los genes del ARN ribosómico de subunidad pequeña (ARNr) y del ARNr de subunidad grande en el cromosoma o en el cromosoma correspondiente. región transcrita en la transcripción del precursor de ARNr policistrónico.
En todos los ámbitos de la vida
En bacterias y arqueas, hay un único ITS, ubicado entre los genes de ARNr 16S y 23S. 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 5.8S y 28S (en opistocontes, o 25S en plantas). ) genes de ARNr. ITS1 corresponde al ITS en bacterias y arqueas, mientras que ITS2 se originó como una inserción que interrumpió el gen ancestral 23S rRNA.
Organización
En bacterias y arqueas, el ITS se produce 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.
En los eucariotas, los genes que codifican el ARN ribosómico 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 espaciadores intergénicos (IGS) o no transcritos. -espaciador transcrito (NTS).
Cada grupo de ribosomas eucariotas contiene los 5' espaciador transcrito externo (5' ETS), el gen 18S rRNA, el ITS1, el gen 5.8S rRNA, el ITS2, el gen 26S o 28S rRNA y finalmente el 3' ETSE.
Durante la maduración del ARNr, se extirpan fragmentos de ETS e ITS. Como subproductos no funcionales de esta maduración, se degradan rápidamente.
Uso en inferencia filogenética
La comparación de secuencias de las regiones ITS eucariotas se utiliza ampliamente en taxonomía y filogenia molecular debido a varias propiedades favorables:
- Es amplificado rutinariamente gracias a su pequeño tamaño asociado a la disponibilidad de secuencias de flanque altamente conservadas.
- Es fácil detectar incluso desde pequeñas cantidades de ADN debido al alto número de copias de los racimos rRNA.
- Su evolución es rápida y concertada a través de un cruce desigual y la conversión de genes. Esto promueve la homogeneidad intra-genomic de las unidades de repetición, aunque la secuencia de alto rendimiento mostró la aparición de variaciones frecuentes dentro de las especies vegetales.
- Tiene un alto grado de variación incluso entre especies estrechamente relacionadas. Esto puede ser explicado por la presión evolutiva relativamente baja que actúa sobre tales secuencias espaciadoras no codificación.
Por ejemplo, los marcadores ITS han demostrado ser especialmente útiles para dilucidar las relaciones filogenéticas entre los siguientes taxones.
| Grupo fiscal | Nivel fiscal | Año | Autores con referencias |
|---|---|---|---|
| Asteraceae: Compuesto | Especies (congénicas) | 1992 | Baldwin et al. |
| Viscaceae: Arceuthobium | Especies (congénicas) | 1994 | Nickrent et al. |
| Poaceae: Zea | Especies (congénicas) | 1996 | Buckler: Holtsford |
| Leguminosae: Medicago | Especies (congénicas) | 1998 | Bena et al. |
| Orchidaceae: Diseae | Genera (en tribus) | 1999 | Douzery et al. |
| Odonata: Calopteryx | Especies (congénicas) | 2001 | Weekers et al. |
| Levaduras de importancia clínica | Genera | 2001 | Chen et al. |
| Poaceae: Saccharinae | Genera (en tribus) | 2002 | Hodkinson et al. |
| Plantaginaceae: Plantago | Especies (congénicas) | 2002 | Rønsted et al. |
| Jungermanniopsida: Herbertus | Especies (congénicas) | 2004 | Feldberg y otros. |
| Pinaceae: Tsuga | Especies (congénicas) | 2008 | Havill et al. |
| Chrysomelidae: Altica | Genera (congénero) | 2009 | Ruhl et al. |
| Symbiodinium | Clade | 2009 | Stat et al. |
| Brassicaceae | Tribus (en familia) | 2010 | Warwick et al. |
| Ericaceae: Erica | Especies (congénicas) | 2011 | Pirie et al. |
| Diptera: Bactrocera | Especies (congénicas) | 2014 | Boykin et al. |
| Scrophulariaceae: Scrophularia | Especies (congénicas) | 2014 | Scheunert " Heubl |
| Potamogetonaceae: Potamogeton | Especies (congénicas) | 2016 | Yang et al. |
Se sabe que ITS2 está más conservado que ITS1. Todas las secuencias de ITS2 comparten un núcleo común de estructura secundaria, mientras que las estructuras de ITS1 solo 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.
Códigos de barras micológicos
La región ITS es la región de ADN secuenciada más ampliamente en la ecología molecular de los hongos y ha sido recomendada como la secuencia universal del código de barras de los hongos. Por lo general, ha sido más útil para la sistemática molecular a nivel de especie a género, e incluso dentro de la 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 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 a partir de muestras de micorrizas). 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.