什么是 16S rRNA？

16S rRNA 是一種參與制造原核核糖體小亞基的 rRNA； 這些是 30S 亞基（原核核糖體）的成分。 通常，它具有類似于較大亞基中的 rRNA 的結構功能，可將核糖體的蛋白質固定在固定位置。 它們還通過與較大亞基中的 23s rRNA 相互作用，參與促進小亞基與較大亞基的融合。 古細菌、細菌、葉綠體和細菌中的小核糖體單位包含 16S。

16S中的“S”為沉降系數(shù)——表示大分子在離心場中向下運動速度的指標。 16S rRNA 基因是對應于細菌基因組中編碼細菌的 rRNA 的 DNA 序列。 這些是特定的且高度保守的； 他們的基因序列足夠長。

在原核生物中，核糖體 RNA 如下 –

16S rRNA的特點

拷貝數(shù)量：細菌包含大約 5 到 10 個 16S rRNA 拷貝，使得檢測極其靈敏。

尺寸：16S rRNA編碼基因大小接近1500bp，包含50個功能域。

信息：16S rRNA基因的內部結構包括保守區(qū)和可變區(qū)。 不同細菌的通用引物可按保守區(qū)框定，特定細菌的特異引物可按可變區(qū)框定。 16S rRNA 不同區(qū)域信息的種間變異使識別具有特異性。

16s rRNA 功能

• 它們與 23S 相互作用，幫助整合兩個核糖體亞基 (50S+30S)

• 3'端包含一個反向 SD 序列，用于結合 mRNA 的 AUG 密碼子（起始）。 16S rRNA 的 3' 末端與 S1 和 S21 組合被認為與蛋白質合成的起始有關

• 核糖體蛋白的固定化充當腳手架。 因此，它們在確定核糖體蛋白的位置方面具有結構性作用

• 它穩(wěn)定 A 位點的準確密碼子-反密碼子配對，在腺嘌呤殘基的 N1 原子和 mRNA 骨架的 2'OH 基團之間形成氫鍵。

基因檢測——16S rRNA

16S rRNA基因檢測技術隨著PCR技術和核酸研究技術的不斷進步而應運而生，成為應用最為廣泛的病原體鑒定和檢測工具。

該技術適用于更快、更準確地識別、分類和發(fā)現(xiàn)病原體。 它涉及這些步驟——收集基因組DNA，收集16S rRNA基因片段，分析16S rRNA的基因序列。

16s rRNA序列分析

16S rRNA分析技術所涉及的基本原理是通過克隆從微生物樣本中的基因片段中獲取16S rRNA的序列信息。 隨后進行測序或探針雜交和酶切，然后將其與16S rRNA信息中的序列或相關信息的數(shù)據(jù)進行比較。 這是為了找到它在進化樹中的位置，從而識別可能的樣本。

16S 核糖體 RNA 測序廣泛用于微生物學中，以發(fā)現(xiàn)原核生物和其他生物的多樣性，從而研究它們之間的系統(tǒng)發(fā)育關聯(lián)。

在分子技術中使用核糖體 RNA 的一些好處是 –

• 在所有細胞中都可以看到核糖體 RNA 和核糖體

• RNA基因是保守的

• 在測序技術中看不到微生物細胞的培養(yǎng)

rRNA基因測序

rRNA 基因測序包括以下步驟 –

• DNA分離

• 加熱以分離鏈和特定引物

• 用 DNA 聚合酶延伸引物

• 重復上述步驟，得到16S rRNA基因的多拷貝

• 運行瓊脂糖凝膠，檢查大小準確的產品

• PCR產物的純化和測序

16S rRNA序列分析的類型

16S rRNA 基因片段可分為以下類型進行分析 –

• PCR產物與16S rRNA特異探針雜交，獲取微生物構成信息。 此外，探針可以通過與測試樣品的原位雜交直接檢測

• 對質粒載體上的PCR產物進行測序，并與16S rRNA數(shù)據(jù)庫中的序列進行比對，尋找其在進化樹中的位置，找出樣品中微生物的可能種類

• 進行了PCR產物的限制性片段長度多態(tài)性分析。 核糖類微生物基因是通過標記酶切電泳圖譜，然后用核糖體集合中的信息進行數(shù)值分析和研究來發(fā)現(xiàn)的。 分析了樣品的微生物組成與各種微生物種類之間的關聯(lián)

16S 核糖體 RNA – 在微生物學中的應用

• 16S rRNA 基因測序被認為是鑒定細菌物種和進行分類學分類的標準方法

• 測序技術可用于描述從未在實驗室成功培養(yǎng)的新物種

• 可以將細菌重新分類為全新的屬或種

• 它在微生物學中的測序可作為鑒定細菌表型技術的廉價且快速的替代品

• 一種強大的遺傳方法，可以識別新的病原體

• 這些基因序列的某些區(qū)域呈現(xiàn)出用于識別細菌的物種特異性特征序列

• 核苷酸探針用于鑒定序列分析、系統(tǒng)發(fā)育分析、臨床細菌和細菌的分子分類