Nuclear mitochondrial pseudogenes (

Nuclear mitochondrial pseudogenes (numts) are nonfunctional copies of mtDNA in the nucleus that have been found in major clades of eukaryotic organisms. They can be easily coamplified with orthologous mtDNA by using conserved universal primers; however, this is especially problematic for DNA barcoding, which attempts to characterize all living organisms by using a short fragment of the mitochondrial cytochrome c oxidase I (COI) gene. Here, we study the effect of numts on DNA barcoding based on phylogenetic and barcoding analyses of numt and mtDNA sequences in two divergent lineages of arthropods: grasshoppers and crayfish. Single individuals from both organisms have numts of the COI gene, many of which are highly divergent from orthologous mtDNA sequences, and DNA barcoding analysis incorrectly overestimates the number of unique species based on the standard metric of 3% sequence divergence. Removal of numts based on a careful examination of sequence characteristics, including indels, in-frame stop codons, and nucleotide composition, drastically reduces the incorrect inferences of the number of unique species, but even such rigorous quality control measures fail to identify certain numts. We also show that the distribution of numts is lineage-specific and the presence of numts cannot be known a priori. Whereas DNA barcoding strives for rapid and inexpensive generation of molecular species tags, we demonstrate that the presence of COI numts makes this goal difficult to achieve when numts are prevalent and can introduce serious ambiguity into DNA barcoding.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

นิวเคลียร์ mitochondrial pseudogenes (numts) คือ สำเนาของ mtDNA ในนิวเคลียสการ nonfunctional อาจที่พบใน clades สำคัญของ eukaryotic สิ่งมีชีวิต พวกเขาสามารถได้อย่างง่ายดาย coamplified orthologous mtDNA โดยนำไพรเมอร์สากล อย่างไรก็ตาม นี้เป็นปัญหาอย่างยิ่งสำหรับซอฟต์แวร์ดีเอ็นเอ ที่พยายามลักษณะชีวิตทั้งหมดโดยสั้น ๆ แยกส่วนของการ mitochondrial cytochrome c oxidase ฉันยีน (COI) ที่นี่ เราศึกษาผลของ numts ตาม phylogenetic โค้ดีเอ็นเอ และซอฟต์แวร์การวิเคราะห์ลำดับ numt และ mtDNA ในสองเชื้อชาติขันติธรรมของ arthropods: grasshoppers และเครย์ฟิช บุคคลหนึ่งจากสิ่งมีชีวิตทั้งสองมี numts ของยีน COI จำนวนมากที่มีขันติธรรมสูงจากลำดับ mtDNA orthologous และวิเคราะห์ดีเอ็นเอโค้ overestimates หมายพันธุ์เฉพาะที่ใช้ในการวัดมาตรฐานของ 3% ลำดับ divergence ไม่ถูกต้อง เอาตามระวังการตรวจสอบลำดับลักษณะ indels, codons หยุดในกรอบ และองค์ ประกอบของนิวคลีโอไทด์ numts อย่างรวดเร็วลด inferences ไม่ถูกต้องของจำนวนเฉพาะพันธุ์ แต่แม้ดังกล่าวอย่างเข้มงวดการควบคุมคุณภาพมาตรการไม่ระบุแน่นอน numts เรายังแสดงว่า การกระจายของ numts เป็นเฉพาะคนเชื้อสาย และของ numts ไม่ทราบมี priori ในขณะที่ DNA โค้ strives สำหรับสร้างแท็กชนิดโมเลกุล อย่างรวดเร็ว และราคาไม่แพง เราแสดงให้เห็นว่า สถานะของ COI numts ทำให้เป้าหมายนี้ยากจะบรรลุเมื่อ numts แพร่หลาย และสามารถแนะนำย่ออย่างจริงจังในซอฟต์แวร์ดีเอ็นเอ

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

pseudogenes ยลนิวเคลียร์ (numts) เป็นสำเนา nonfunctional ของ mtDNA ในนิวเคลียสที่ได้รับการค้นพบใน clades ที่สำคัญของสิ่งมีชีวิตยูคาริโอ พวกเขาสามารถได้อย่างง่ายดายด้วย coamplified mtDNA orthologous โดยใช้ไพรเมอร์อนุรักษ์สากล แต่นี้เป็นปัญหาโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับดีเอ็นเอบาร์โค้ดซึ่งพยายามที่จะแสดงลักษณะของสิ่งมีชีวิตทั้งหมดโดยใช้ส่วนสั้น ๆ ของยล cytochrome c เดฉัน (COI) ยีน ที่นี่เราศึกษาผลของ numts ในดีเอ็นเอบาร์โค้ดตามสายวิวัฒนาการและบาร์โค้ดวิเคราะห์ของลำดับ numt และ mtDNA ในสอง lineages แตกต่างกันของสัตว์ขาปล้อง: ตั๊กแตนและกุ้ง บุคคลเดียวจากสิ่งมีชีวิตทั้งสองมี numts ของยีน COI หลายแห่งที่มีความแตกต่างจากลำดับ mtDNA orthologous และการวิเคราะห์ดีเอ็นเอบาร์โค้ดไม่ถูกต้อง overestimates จำนวนของสายพันธุ์ที่ไม่ซ้ำกันขึ้นอยู่กับตัวชี้วัดมาตรฐาน 3% ความแตกต่างลำดับ การกำจัด numts ตามตรวจสอบอย่างรอบคอบในลักษณะลำดับรวมทั้ง indels, codons ในกรอบหยุดและองค์ประกอบเบื่อหน่ายอย่างมากจะช่วยลดข้อสรุปที่ไม่ถูกต้องของจำนวนของสายพันธุ์ที่ไม่ซ้ำกัน แต่แม้มาตรการการควบคุมคุณภาพอย่างเข้มงวดดังกล่าวไม่สามารถที่จะระบุ numts บาง นอกจากนี้เรายังแสดงให้เห็นว่าการกระจายตัวของ numts เป็นสายเลือดที่เฉพาะเจาะจงและการปรากฏตัวของ numts จะไม่เป็นที่รู้จักในเบื้องต้น ในขณะที่ดีเอ็นเอบาร์โค้ดมุ่งมั่นในการผลิตอย่างรวดเร็วและราคาไม่แพงของแท็กชนิดโมเลกุลที่เราแสดงให้เห็นว่าการปรากฏตัวของ numts COI ทำให้เป้าหมายนี้ยากที่จะบรรลุเมื่อ numts เป็นที่แพร่หลายและสามารถนำความกำกวมอย่างจริงจังในดีเอ็นเอบาร์โค้ด

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

นิวเคลียร์ยล pseudogenes ( numts ) สำเนาแสดง nonfunctional ในนิวเคลียสที่ถูกพบใน clades หลักของความแตกต่างระหว่างสิ่งมีชีวิต พวกเขาสามารถได้อย่างง่ายดาย coamplified กับ orthologous แสดงโดยใช้ไพรเมอร์อนุรักษ์สากล อย่างไรก็ตาม นี้โดยเฉพาะอย่างยิ่งปัญหาสำหรับ barcoding ดีเอ็นเอซึ่งพยายามที่จะอธิบายทั้งหมด สิ่งมีชีวิต โดยใช้ส่วนสั้น ๆของการอุปกรณ์ข้อมูลออก ฉัน ( ผม ) ยีน ที่นี่ เราศึกษาผลของ numts บนดีเอ็นเอ barcoding บนพื้นฐานและการวิเคราะห์ phylogenetic barcoding และ numt แสดงลำดับสองเผ่าพันธุ์อเนกของแมลง : ตั๊กแตน กุ้งเครย์ฟิช เดี่ยวบุคคลทั้งจากสิ่งมีชีวิตมี numts ของคงจีนหลายที่ไม่สอดคล้องกัน จาก orthologous แสดงลําดับและการวิเคราะห์ดีเอ็นเอ barcoding ไม่ถูกต้อง overestimates จำนวนของสายพันธุ์เฉพาะตามมาตรฐานเมตริก 3 % sequence divergence การกำจัด numts ขึ้นอยู่กับการตรวจสอบระวังคุณลักษณะลำดับรวมทั้ง indels ในกรอบและองค์ประกอบของยีน ras , หยุด ,อย่างรวดเร็วช่วยลดอนุมานที่ไม่ถูกต้องของจำนวนของสายพันธุ์ที่ไม่ซ้ำกัน แต่แม้เช่นคุณภาพอย่างเข้มงวดมาตรการควบคุมไม่ระบุแน่นอน numts . นอกจากนี้เรายังแสดงให้เห็นว่าการกระจายของ numts คือสายเลือดที่เฉพาะเจาะจงและการปรากฏตัวของ numts ไม่สามารถรู้จัก priori . ส่วนดีเอ็นเอ barcoding strives สำหรับอย่างรวดเร็ว และรุ่นราคาไม่แพงของโมเลกุลชนิด Tagsเราแสดงให้เห็นว่าการปรากฏตัวของผม numts ทำให้เป้าหมายนี้ยากที่จะบรรลุเมื่อ numts แพร่หลายและสามารถแนะนำร้ายแรงความคลุมเครือใน barcoding ดีเอ็นเอ