ARN ribosómico 18S
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El ARN ribosómico 18S (abreviado como ARNr 18S ) es una parte del ARN ribosómico en eucariotas . Es un componente de la subunidad ribosómica pequeña eucariota (40S) y el homólogo citosólico tanto del ARNr 12S en mitocondrias como del ARNr 16S en plástidos y procariotas . De manera similar al ARNr 16S procariota, los genes del ARN ribosómico 18S se han utilizado ampliamente para estudios filogenéticos y análisis de biodiversidad de eucariotas. [1]
Historial de investigación
Junto con el ARNr 28S y 5.8S en eucariotas, el ARNr 18S se identificó tempranamente como un elemento estructural integral de los ribosomas , que se caracterizaron primero por sus propiedades de sedimentación y se nombraron de acuerdo con las unidades de Svedberg medidas . [2]
Dada su presencia ubicua en la vida eucariota, la evolución del ARNr 18S pronto se propuso como marcador para estudios filogenéticos para resolver la evolución de los eucariotas . [3]
Estructura y función
El ARN ribosómico 18S es el ARN estructural de la subunidad pequeña del ribosoma citoplasmático eucariota .
La secuencia genómica del ARNr 18S está organizada en un grupo con el ARNr 28S y 5.8S , separados y flanqueados por las regiones espaciadoras ITS-1, ITS-2 y ETS . [4] Estas regiones de ADN ribosómico (ADNr) están presentes con varios cientos de copias en el genoma activo, agrupadas en regiones organizadoras del nucléolo (NOR) . [2] En la biogénesis de los ribosomas , estos genes son transcritos juntos por la ARN polimerasa I y se procesan en la estructura del nucléolo del núcleo .
| Especies | Tamaño [nt] |
| Saccharomyces cerevisiae | 1.789 [5] |
| Xenopus laevis | 1.825 [6] |
| Homo sapiens | 1.869 [7] |
| Drosophila melanogaster | 1.995 [8] |
La longitud del ARNr 18S varía considerablemente en el árbol filogenético eucariota, correspondiendo a un rango de 16S-19S en unidades Svedberg , [2] con una longitud promedio comúnmente dada en alrededor de 2000 nucleótidos . [2] El ARNr 18S de los humanos tiene una longitud de 1869 nucleótidos. [7]
Usos
La presencia universal del ARNr 18S en eucariotas y el grado generalmente alto de conservación en la evolución permiten la construcción de cebadores universales para la amplificación del ADN mediante la reacción en cadena de la polimerasa . [4] [1] Las posibles aplicaciones reflejan métodos moleculares que involucran al ARNr 16S de procariotas .
Evaluación de la biodiversidad
Los cebadores que se unen a regiones altamente conservadas del ARNr 18S son un marcador importante para la detección de la biodiversidad , [1] lo que permite la amplificación de objetivos no especificados o aleatorios de muestras ambientales, así como de especímenes no caracterizados de colecciones para la secuenciación de ADN . La alineación posterior de secuencias que cubre los segmentos menos estrictamente conservados permite luego la asignación de una muestra a clados biológicos . [ cita requerida ]
En el caso del ARNr 18S, la recuperación de ADN mejora gracias a la abundancia de secuencias repetidas del ADNr dentro de las células eucariotas, [1] lo que promueve la sensibilidad del análisis.
Filogenética
Múltiples propiedades de la secuencia genómica del 18S rRNS lo han establecido como un gen marcador importante para el análisis filogenético a gran escala y la reconstrucción del árbol de la vida de los metazoos . El papel integral en la formación y función del ribosoma es una causa clave para su omnipresencia en la vida eucariota. Mientras tanto, el gen mantiene un alto grado de conservación bajo una presión selectiva persistente en todos los seres vivos, [1] destacando su potencial para la comparación entre clados distantemente relacionados.
Los primeros estudios que utilizaron la secuencia del ARNr 18S construyeron los primeros árboles filogenéticos a gran escala de los metazoos . [3] La evidencia de estudios posteriores condujo a la creación de varios clados importantes , como los Ecdysozoa y los Lophotrochozoa . [1] [ cita requerida ]
Sin embargo, durante la última parte de la década de 2000, y con un mayor número de taxones incluidos en las filogenias moleculares, se hicieron evidentes dos problemas. En primer lugar, prevalecen impedimentos de secuenciación en representantes de ciertos taxones, como las clases de moluscos Solenogastres y Tryblidia , taxones de bivalvos seleccionados y la enigmática clase de crustáceos Remipedia . [1] La imposibilidad de obtener secuencias 18S de taxones individuales se considera un fenómeno común, pero rara vez se informa. [1] En segundo lugar, en contraste con las grandes esperanzas iniciales, 18S no puede resolver nodos en todos los niveles taxonómicos y su eficacia varía considerablemente entre clados. Esto se ha discutido como un efecto de la rápida radiación antigua en períodos cortos. Actualmente se cree que los análisis multigénicos brindan resultados más confiables para rastrear eventos de ramificación profunda en Metazoa, pero 18S todavía se usa ampliamente en análisis filogenéticos. [1]
Referencias
Este artículo incorpora texto CC-By-2.0 de la referencia. [1]
- ^ abcdefghij Meyer A, Todt C, Mikkelsen NT, Lieb B (2010). "Las secuencias de ARNr 18S de rápida evolución de Solenogastres (Mollusca) resisten la amplificación por PCR estándar y brindan nuevos conocimientos sobre la heterogeneidad de la tasa de sustitución de los moluscos". BMC Evolutionary Biology . 10 (1) 70: 70. Bibcode :2010BMCEE..10...70M. doi : 10.1186/1471-2148-10-70 . PMC 2841657 . PMID 20214780.
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