Kỹ thuật phân tích vùng đệm trong trong được
sao mã (Internal Transcribed Spacer-ITS)
Các gen RNA ribosome (hay ribosome
DNA-rDNA) là các phần của các đơn vị lặp lại
được sắp xếp theo thứ tự. Chúng được tìm thấy
ở các vị trí nhiễm sắc thể được gọi là các vùng
tổ chức nhân (nucleolar organizing regions-
NORs). DNA ribosome nhân có hai vùng sao
mã: ITS-1 nằm giữa tiểu phần nhỏ (16S-18S) và
5,8S của gen và ITS-2 nằm giữa 5,8S và tiểu
phần lớn (23S-28S) của gen. Hai vùng này và
tiểu phần 5,8S được gọi chung là vùng sao mã
bên trong (ITS).
Các vùng ITS có độ dài 600 đến 700 bp là
các vùng tiến hóa nhanh nên có thể thay đổi về
trình tự cũng như độ dài. Các vùng bên cạnh
ITS lại rất bảo thủ nên được sử dụng để thiết kế
các mồi chung cho nhân bản vùng ITS.
Số bản sao các đoạn lặp lại của rDNA lên
tới 30 000 trong một tế bào. Điều này làm cho
ITS trở thành đối tượng lý thú cho nghiên cứu
tiến hóa, phát sinh loài [11] và đa dạng di truyền
[140]. ITS là kỹ thuật quan trọng cho phân loại
phân tử các nhóm phân loại (taxon) có mối liên
kết gần, bởi vì ITS có tính bảo thủ cao trong
loài nhưng lại thay đổi ở các loài khác nhau
[26]. Các nghiên cứu về phát sinh loài dựa vào
nrDNA hay các chuỗi ITS cho phép hiểu biết
sâu về tiến hóa và sự lai tạo ở các loài thực vật
khác nhau.
Nghiên cứu đa dạng di truyền sử dụng ITS
có thể tiến hành bằng việc giải trình tự trực tiếp
vùng quan tâm từ các cá thể khác nhau sau đó
tiến hành xây dựng cây phân loại dựa vào số
liệu so sánh các trình tự. Cũng có thể xác định
sự thay đổi của các chuỗi bằng cắt hạn chế vùng
ITS bằng các enzyme cắt hạn chế và phân tách
các phân đoạn bằng gel agarose hoặc
polyacrylamide. Những thay đổi về các chuỗi
tạo ra bằng kỹ thuật cắt hạn chế vùng ITS hay
còn gọi là đa hình độ dài đoạn cắt giới hạn
(PCR-RFLP) có thể dùng trong phân loại.
Do sự bảo thủ trong cấu tạo bậc hai, ITS
được xem như công cụ sắc bén cho việc so sánh
tiến hóa của cơ thể nhân thực [184]. Sở dĩ vậy là
do vùng ITS bảo thủ cao trong loài nhưng lại
thay đổi ở các loài khác nhau. Đối với nhiều cơ
thể, ITS2 trong rRNA được tổ chức xung quanh
trung tâm bảo thủ chung của cấu trúc bậc hai từ
đó bốn vòng xoắn được tạo ra. Cơ sở dữ liệu về
cấu trúc của ITS2 chứa hơn 288.000 cấu trúc
tiên đoán cho các chuỗi ITS2 đã biết hiện nay.
Các trình tự này của ITS2 mở ra một khả năng
mới là kết hợp các thông tin về cấu trúc trong
nghiên cứu tiến hóa.
ITS được sử dụng trong nghiên cứu quan hệ
di truyền và phân loại [151, [211], trong xác
định con lai [148, 192], trong nghiên cứu nguồn
gốc, phát sinh loài [90] và trong nghiên cứu mã
vạch thực vật [207].
Các kỹ thuật chỉ thị DNA lục lạp
DNA tế bào chất gồm DNA lục lạp và DNA
ty thể. Các chỉ thị DNA lục lạp cũng như ty thể
trở nên rất hiệu quả trong nghiên cứu đa dạng di
truyền và phân loại. Phân tích DNA lục lạp
cung cấp những thông tin về đa dạng di truyền
thực vật tương đồng với các DNA nhân. Hệ gen
lục lạp có tính bảo thủ cao và mức đột biến thấp
hơn so với hệ gen nhân. Vì vậy, chỉ thị lục lạp
được sử dụng rộng rãi trong nghiên cứu đa dạng
di truyền. Các kỹ thuật chỉ thị DNA lục lạp
được sử dụng bao gồm: phân tích vị trí cắt hạn
chế của DNA lục lạp (cpDNA), phân tích các
RNA vận chuyển (tRNA) lục lạp, phân tích SSR
lục lạp (cpSSR) và phân tích trình tự cpDNA.
Chia sẻ với bạn bè của bạn: |