Internal transcribed spacer

Ein internal transcribed spacer (ITS) ist eine Nukleotidsequenz zwischen der ribosomalen DNA (rDNA) von rRNA-Genen oder zwischen den rRNA-Abschnitten in den aus der rDNA während der Transkription entstehenden Transkripten.

rDNA (lila) hinter non-transcribed sequences (NTS), rRNA-Transkripte (orange) mit external transcribed sequences (ETS) und internal transcribed sequences (ITS)

Eigenschaften

Die RNA des Ribosoms (rRNA) besteht aus verschiedenen RNA-Molekülen, die in Eukaryoten aus unterschiedlichen Transkripten der rRNA-Gene (rDNA) erzeugt wurden. Innerhalb dieser Sequenzen liegen die ITS, die als spacer im Gegensatz zur rRNA nicht im fertigen Ribosom vorkommen. Im Gegensatz zu ITS liegen die external transcribed sequences (ETS) außerhalb der ribosomalen Untereinheiten, kommen aber ebenso wenig im späteren Ribosom vor. Die ITS und ETS werden nach der Transkription herausgeschnitten und anschließend abgebaut,^[1][2] teilweise unter Beteiligung von snoRNA.

In Bakterien und Archaeen befinden sich die ITS zwischen der 16 S und der 23 S rRNA.^[3]

In Eukaryoten existieren zwei verschiedene ITS: ITS1 liegt zwischen der 18 S und der 5,8 S rRNA und ITS2 zwischen der 5,8 S und der 26 S (in Pflanzen) bzw. der 28 S rRNA (in Tieren und Pilzen^[4]). Während ITS1 der bakteriellen ITS entspricht, entstand ITS2 später in der 23 S rRNA durch Duplikation.^[5]

Verwendung

Die 5,8 S rRNA von Eukaryoten und die umgebenden ITS werden zur Untersuchung der Phylogenetik verwendet, da ITS vergleichsweise häufig mutieren und die Gene der rRNA in vielen Kopien im Genom vorkommen und dadurch tendenziell weniger zu falsch negativen Ergebnissen führen, z. B. in Bakterien,^[6] in Pflanzen,^[7] in Stechmücken^[8] und in Pilzen.^[9][10] Innerhalb der ribosomalen DNA der Pilze sind die ITS die Sequenzen mit der deutlichsten Unterscheidbarkeit innerhalb einer Art oder zwischen Arten.^[11] Standard-Primerpaare für die Polymerase-Kettenreaktion zur Unterscheidung von Pilzen sind ITS1 mit ITS4.^[12] Für die Unterscheidung von Basidiomyceten und Mycorrhiza werden andere Primerpaare verwendet.^[13]

Taxonomische Gruppe	Reich	Taxonomische Stufe	Jahr	Referenz
Pilze	Pilze	Genera	1990	White et al.[14]
Asteraceae: Compositae	Pflanzen	Spezies	1992	Baldwin et al.[7]
Basidiomyceten/Ascomyceten	Pilze	Genera	1993	Gardes et al.[13]
Viscaceae: Arceuthobium	Pflanzen	Spezies	1994	Nickrent et al.[15]
Poaceae: Zea	Pflanzen	Spezies	1996	Buckler & Holtsford[16]
Leguminosae: Medicago	Pflanzen	Spezies	1998	Bena et al.[3]
Orchidaceae: Diseae	Pflanzen	Genera	1999	Douzery et al.[17]
Odonota: Calopteryx	Tiere	Spezies	2001	Weekers et al.[18]
Hefen von klinischer Bedeutung	Pilze	Genera	2001	Chen et al.[19]
Poaceae: Saccharinae	Pflanzen	Genera	2002	Hodkinson et al.[20]
Plantaginaceae: Plantago	Pflanzen	Spezies	2002	Rønsted et al.[21]
Jungermanniopsida: Herbertus	Pflanzen	Spezies	2004	Feldberg et al.[22]
Anophelinae Südamerikas	Tiere	Spezies	2006	Marelli et al.[8]
Pinaceae: Tsuga	Pflanzen	Spezies	2008	Havill et al.[23]
Brassicaceae	Pflanzen	Stämme	2010	Warwick et al.[24]
Ericaceae: Erica	Pflanzen	Spezies	2011	Pirie et al.[25]
Diptera: Bactrocera	Tiere	Spezies	2014	Boykin et al.[26]
Scrophulariaceae: Scrophularia	Pflanzen	Spezies	2014	Scheunert & Heubl[27]
Potamogetonaceae: Potamogeton	Pflanzen	Spezies	2016	Yang et al.[28]