16S rRNA-定义、特点、功能及应用
什么是 16S rRNA？
16S rRNA 是一种参与制造原核核糖体小亚基的 rRNA； 这些是 30S 亚基（原核核糖体）的成分。 通常，它具有类似于较大亚基中的 rRNA 的结构功能，可将核糖体的蛋白质固定在固定位置。 它们还通过与较大亚基中的 23s rRNA 相互作用，参与促进小亚基与较大亚基的融合。 古细菌、细菌、叶绿体和细菌中的小核糖体单位包含 16S。
16S中的“S”为沉降系数——表示大分子在离心场中向下运动速度的指标。 16S rRNA 基因是对应于细菌基因组中编码细菌的 rRNA 的 DNA 序列。 这些是特定的且高度保守的； 他们的基因序列足够长。
在原核生物中，核糖体 RNA 如下 –
16S rRNA的特点
拷贝数量：细菌包含大约 5 到 10 个 16S rRNA 拷贝，使得检测极其灵敏。
尺寸：16S rRNA编码基因大小接近1500bp，包含50个功能域。
信息：16S rRNA基因的内部结构包括保守区和可变区。 不同细菌的通用引物可按保守区框定，特定细菌的特异引物可按可变区框定。 16S rRNA 不同区域信息的种间变异使识别具有特异性。
16s rRNA 功能
它们与 23S 相互作用，帮助整合两个核糖体亚基 (50S+30S)
3'端包含一个反向 SD 序列，用于结合 mRNA 的 AUG 密码子（起始）。 16S rRNA 的 3' 末端与 S1 和 S21 组合被认为与蛋白质合成的起始有关
核糖体蛋白的固定化充当脚手架。 因此，它们在确定核糖体蛋白的位置方面具有结构性作用
它稳定 A 位点的准确密码子-反密码子配对，在腺嘌呤残基的 N1 原子和 mRNA 骨架的 2'OH 基团之间形成氢键。
基因检测——16S rRNA
16S rRNA基因检测技术随着PCR技术和核酸研究技术的不断进步而应运而生，成为应用最为广泛的病原体鉴定和检测工具。
该技术适用于更快、更准确地识别、分类和发现病原体。 它涉及这些步骤——收集基因组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分析技术所涉及的基本原理是通过克隆从微生物样本中的基因片段中获取16S rRNA的序列信息。 随后进行测序或探针杂交和酶切，然后将其与16S rRNA信息中的序列或相关信息的数据进行比较。 这是为了找到它在进化树中的位置，从而识别可能的样本。
16S 核糖体 RNA 测序广泛用于微生物学中，以发现原核生物和其他生物的多样性，从而研究它们之间的系统发育关联。
在分子技术中使用核糖体 RNA 的一些好处是 –
在所有细胞中都可以看到核糖体 RNA 和核糖体
RNA基因是保守的
在测序技术中看不到微生物细胞的培养
rRNA基因测序
rRNA 基因测序包括以下步骤 –
DNA分离
加热以分离链和特定引物
用 DNA 聚合酶延伸引物
重复上述步骤，得到16S rRNA基因的多拷贝
运行琼脂糖凝胶，检查大小准确的产品
PCR产物的纯化和测序
16S rRNA序列分析的类型
16S rRNA 基因片段可分为以下类型进行分析 –
PCR产物与16S rRNA特异探针杂交，获取微生物构成信息。 此外，探针可以通过与测试样品的原位杂交直接检测
对质粒载体上的PCR产物进行测序，并与16S rRNA数据库中的序列进行比对，寻找其在进化树中的位置，找出样品中微生物的可能种类
进行了PCR产物的限制性片段长度多态性分析。 核糖类微生物基因是通过标记酶切电泳图谱，然后用核糖体集合中的信息进行数值分析和研究来发现的。 分析了样品的微生物组成与各种微生物种类之间的关联
16S 核糖体 RNA – 在微生物学中的应用
16S rRNA 基因测序被认为是鉴定细菌物种和进行分类学分类的标准方法
测序技术可用于描述从未在实验室成功培养的新物种
可以将细菌重新分类为全新的属或种
它在微生物学中的测序可作为鉴定细菌表型技术的廉价且快速的替代品
一种强大的遗传方法，可以识别新的病原体
这些基因序列的某些区域呈现出用于识别细菌的物种特异性特征序列
核苷酸探针用于鉴定序列分析、系统发育分析、临床细菌和细菌的分子分类
