1. 核糖体rDNA的结构及其特点
核糖体是一个致密的核糖核蛋白颗粒,执行着蛋白质合成的功能,它由几十种蛋白质和rDNA组成。编码rDNA的rDNA是基因组DNA中的中等重复、并有转录活性的基因家族(gene family)。rDNA一般由转录区和非转录区构成。核糖体DNA是核DNA基因组中度重复簇的一个组分,在真核生物基囚组中有100~500个拷贝,总长度为7~13 kb。核糖体DNA是由核糖体基因及与之相邻的间隔区组成,其基因组序列从5’到3’依次为:转录区包括5S、5.8S、18S和28S rDNA,其中18S、5.8S和28S基因组成一个转录单元,产生一个前体RNA。内转录间隔区ITS(internal transcribed space)位于18S和5.8S rDNA之间(ITS1)以及5.8S和28S之间(ITS2),在18S rDNA基因上游和28S rDNA基因下游还有外转录间隔区ETS(external transcribed space)。ITS和ETS区的转录物均在rRNA成熟过程中被降解。ITS和ETS包含有rDNA前体加工的信息,在rRNA成熟过程中有着相当重要的作用。非转录区又称基因间隔区IGS(intergenic space),它将相邻的两个重复单位隔开,在转录时有启动和识别作用。整个rDNA基因簇从5’到3’端依次为基因间隔区IGS(包括在18S rDNA基因上游的ETS1和在28S rDNA基因下游的ETS2);位置可变的5S rDNA基因;18S rDNA基因;ITS1序列;5.8S rDNA基因;ITS2序列,以及28S rDNA基因。
2.ITS序列在真菌分子系统学研究中的应用
真菌属于真核生物,其ITS区域包含两个不同的非编码区域。一个基因组内有60~200个拷贝。真菌ITS区域长度一般在650—750bp。18S、5.8S、28S rDNA基因序列进化缓慢而相对保守,但这三个基因序列之间的ITS序列的进化则相当迅速,因而rDNA序列广泛用于真菌各级水平的系统学研究。18S rDNA与28S rDNA分别约为1.8kb和3.4kb,序列中既有可变区又有保守区在进化速率上比较保守,其中18S比28S基因更加保守,是在系统发育中种级以上阶元的良好标记。5.8S基因分子量小且高度保守,较少用于系统学研究。但它为真菌rDNA PCR扩增的通用引物的设计提供了极大的方便。
由于ITS区不加入成熟核糖体,所以受到的选择压力较小,进化速率较快,在绝大多数的真核生物中表现出了极为广泛的序列多态性。同时ITS序列长度适中,从人类到酵母的各种真核生物中ITS的序列长度为1000bp到小于300bp人们可以从不太长的序列中获得足够的信息,可广泛用于属内种间或种内群体的系统学研究。
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。