¿Qué es el ARNr 18S?
El ARN ribosómico 18S (ARNr 18S) es un componente de la subunidad ribosómica eucariótica pequeña (40S), y 40S y 60S constituyen los ribosomas eucarióticos. Como ARN estructural de los ribosomas eucariotas, el ARNr 18S, homólogo del ARNr 16S en procariotas y mitocondrias, es por tanto uno de los componentes esenciales de todas las células eucariotas. Los genes del ARNr 18S que codifican el ARNr 18S se utilizan ampliamente en el análisis filogenético y en el cribado de la biodiversidad ambiental.
Figura 1. Ribosoma 70S procariota y ribosoma 80S eucariota.
El ARNr 18S como marcador para los estudios de biodiversidad
El gen del ARNr 18S es un marcador molecular común para los estudios de biodiversidad, ya que está muy conservado dentro de las especies (similitudes cercanas al 100%) y ayuda en los análisis a nivel de especie. Al igual que el 16S rRNA, el gen 18S rRNA tiene nueve regiones variables (V1-V9). Estudios anteriores probaron las resoluciones taxonómicas del gen 18S rRNA a diferentes niveles taxonómicos (Wu et al. 2015) y llegaron a las siguientes conclusiones: i. las secuencias completas de 18S rRNA o las regiones parciales (alrededor de V2, V4 y V9) del gen 18S rRNA son útiles para la discriminación de muestras tanto a nivel de familia como de orden; ii. V9 tiene una mayor resolución a nivel de género; iii. V4 es la región más divergente en longitud, lo que sería un candidato a marcador para el estudio filogenético de las especies de Acartia.
Una vez obtenidas las secuencias de 18S rRNA, podrían utilizarse para resoluciones taxonómicas y análisis de diversidad en comunidades eucariotas. Mientras que la secuenciación del gen 16S rRNA proporciona una visión de la diversidad bacteriana, la secuenciación del gen 18S rRNA puede ofrecer una visión de la diversidad fúngica. La estructura taxonómica de las comunidades microbianas procariotas y eucariotas puede determinarse mediante la secuenciación de los genes 16S y 18S rRNA. Es crucial comprender los nichos ecológicos que contribuyen al desarrollo de patógenos ambientales.
¿Cuál es la diferencia entre el ARNr 18S y el ITS en el análisis metagenómico?
El ITS (región espaciadora transcrita interna) se encuentra entre los genes 18S y 5,8S del ARNr y tiene un alto grado de variación de secuencia. Al igual que el 18S rRNA, el ITS se utiliza a menudo en el análisis metagenómico. Sin embargo, el 18S rRNA se utiliza principalmente para estudios taxonómicos de alta resolución de los hongos, mientras que la región ITS se utiliza principalmente para estudios de diversidad fúngica como marcador de código de barras de los hongos. En comparación con el 18S, el ITS es más variable y, por tanto, más adecuado como marcador genético para medir la diversidad genética intraespecífica.
Figura 2. Diagrama esquemático de los genes de ARNr eucariotas.
Primers para el ARNr 18S
Hay muchos primers disponibles para el ARNr 18S como se muestra en la Tabla 1. Con los cebadores NS1 y NS8, podemos obtener una longitud mayor de 1.600 pb (la longitud completa del 18S rRNA es de aproximadamente 1800 pb). Alternativamente, las secuencias de 18S rRNA disponibles en bases de datos como Silva (https://www.arb-silva.de/) y EukRef (http://eukref.org/) pueden utilizarse para el diseño de cebadores.
Tabla 1. Cebadores para el 18S rRNA (de la Universidad de Berkeley de California).
| Nombre | Secuencia del cebador | Tm |
| NS1 | GTAGTCATATGCTTGTCTC | 49 |
| CNS1 | GAGACAAGCATATGACTACTG | 55 |
| NS2 | GGCTGCTGGCACCAGACTTGC | 65 |
| NS3 | GCAAGTCTGGTCCAGCAGCC | 65 |
| NS4 | CTTCCGTCAATTCCTTTAAG | {62} |
| NS5 | AACTTAAAGGAATTGACGGAAG | 55 |
| NS6 | GCATCACAGCTGTTATTGCCTC | {72} |
| NS7 | GAGGCAATAACAGGTCTGATGC | {72} |
| NS8 | TCCGCAGGTTCACCTACGGA | 59 |
| TW9 | TAAGCCATGCATGTCT | |
| TW10 | GCGGTAATTCCAGCTCC | |
| TW11 | GGAGTGGAGCCTGCGGCT | |
| TW12 | AAGTCGTAACAAGGTTT | 53 |
| CTW12 | AAACCTTGTTACGACTT | 53 |
| NS17 | CATGTCTAAGTTTAAGCAA | 55 |
| NS18 | CTCATTCCAATTACAAGACC | 60 |
| NS19 | CCGGAGAAGGAGCCTGAGAAAC | 74 |
| NS20 | CGTCCCTATTAATCATTACG | 61 |
| NS21-ag | GAATAAGAATAGGACG | 50 |
| NS21-ls | AATACGCTATTGAGCTGG | |
| NS22 | AATTAAGCAGACAAATCACT | 57 |
| NS23 | GACTCAACGGGAAACTC | 64 |
| NS24 | AAACCTTGTTACGACTTTTA | 58 |
| NS25 | GTGGTAATTCTAGAGCTAATACT | |
| CNS25 | ATGTATTAGCTAGAATTACCAC | |
| NS26 | CTGCCCTATCAACTTTCGA | |
| CNS26 | TCGAAAGTTGATAGGGCAG | |
| VANS1 | GTCTAGTATAATCGTTATACAGG | 57 |
| MB1 | GGAGTATGGTCGCAAGGCTG | |
| CMB1 | CAGCCTTGCGACCATACTCC | |
| MB2 | GTGAGTTTCCGTGTTGAG | 57 |
| Basid 1 | TTGCTACATGGATAACTGTG | 49 |
| Basid 2 | CTGTTAAGACTAACGG | |
| Basid 3 | AGAGTGTTCAAAGCAGGC | |
| Basid 4 | CTCACTAAGCCATTCAATCGG | |
| NS1.5R | TCTAGAGCTAATACATGC(T/C)G | 52 |
| NS2.8R | GGCCCTCAAATCTAAGGATT | 53 |
| CNS2.8R | AATTTGCGCCTGCTGCAA | 57 |
| NS3.2R | CGTATATTAAAATTGTTGAC | 45 |
| CNS3.3R | GACTACGAGCTTTTTAACGT | 51 |
| CNS3.5R | TTTCGAGTAGTTTTCTTA | 49 |
| NS3.6R | CAAACTACTGCGAAAGCATC | 53 |
| CNS3.6R | AATGAAGTCATCCTTGCAG | 53 |
CD Genomics está preparada para proporcionar servicios fiables de caracterización de 18S, incluyendo la secuenciación de amplicones 16S/18S/ITS por NGS y la secuenciación de longitud completa 16S/18S/ITS por tecnología PacBio SMRT. Por favor, póngase en contacto con nuestros científicos para obtener información más detallada.
- Universidad de Berkeley de California (https://nature.berkeley.edu/brunslab/tour/primers.html#18s)
- Buse H Y, Lu J, Lu X, et al. Diversidades microbianas (pirosecuenciación de genes de ARNr 16S y 18S) y patógenos ambientales dentro de las biopelículas de agua potable cultivadas en los materiales de fontanería comunes de policloruro de vinilo no plastificado y cobre. FEMS microbiología ecología, 2014, 88(2): 280-295.
- Wu S, Xiong J, Yu Y. Resoluciones taxonómicas basadas en los genes 18S rRNA: un estudio de caso de la subclase copepoda. PloS one, 2015, 10(6): e0131498.