Введение

Интергенная последовательность ДНК, разделяющая гены рибосомальной РНК. Внутренний транскрибированный спейсер (ITS) – это участок ДНК-спейсера, расположенный между генами рибосомальной РНК малой субъединицы (рРНК) и рибосомальной РНК большой субъединицы в хромосоме или соответствующей транскрибированной области в полицистронном предшественнике рРНК.

В разных сферах жизни

У бактерий и архей имеется один ITS, расположенный между генами 16S и 23S рРНК. В отличие от этого, у эукариот есть два ITS: ITS1 находится между генами 18S и 5.8S рРНК, а ITS2 – между генами 5.8S и 28S (у опистоконтов, или 25S у растений) рРНК. ITS1 соответствует ITS у бактерий и архей, тогда как ITS2 возник как вставка, прервавшая предковый ген 23S рРНК.

Организация

У бактерий и архей ITS встречается в одной или нескольких копиях, как и фланкирующие гены 16S и 23S. При наличии нескольких копий, они не располагаются рядом друг с другом. Вместо этого они находятся в отдельных участках кольцевой хромосомы. У бактерий часто встречаются гены тРНК в ITS. У эукариот гены, кодирующие рибосомную РНК, и спейсеры расположены в тандемных повторах, число которых достигает тысяч, и разделены участками нетранскрибированной ДНК, называемыми межгенными спейсерами (IGS) или нетранскрибируемыми спейсерами (NTS). Каждый эукариотический рибосомный кластер содержит 5'-внешний транскрибируемый спейсер (5' ETS), ген 18S рРНК, ITS1, ген 5.8S рРНК, ITS2, ген 26S или 28S рРНК и, наконец, 3' ETS. В процессе созревания рРНК фрагменты ETS и ITS вырезаются. Как нефункциональные побочные продукты этого созревания, они быстро подвергаются деградации.

Микологический штрих-код

Область ITS является наиболее широко секвенированной областью ДНК в молекулярной экологии грибов и рекомендована в качестве универсальной последовательности ДНК-штрихкода грибов. Она обычно наиболее полезна для молекулярной систематики на уровне вида до рода и даже внутри вида (например, для идентификации географических рас). Благодаря более высокой степени вариабельности по сравнению с другими генетическими участками рДНК (например, малые и крупные субъединицы рРНК), вариации между отдельными повторами рДНК иногда можно наблюдать как в области ITS, так и в области IGS. Помимо универсальных праймеров ITS1+ITS4, используемых многими лабораториями, описано несколько таксономически специфичных праймеров, позволяющих селективно амплифицировать грибковые последовательности (например, см. работу Гардеса и Брунса 1993 года, описывающую амплификацию последовательностей ITS базидиомицетов из образцов микоризы). Несмотря на то, что методы секвенирования "дробовиком" все чаще используются в секвенировании микроорганизмов, низкая биомасса грибов в клинических образцах делает амплификацию области ITS областью продолжающихся исследований.