El ARN ribosomal 16S (ARNr 16S o 16S rRNA) es el componente de la subunidad menor (30S) de los ribosomas procariotas que se une a la secuencia de Shine-Dalgarno. Los genes que lo codifican son conocidos como genes del ARNr 16S, y se utilizan para la reconstrucción de filogenias debido a sus bajas tasas de evolución. Carl Woese y George E. Fox fueron dos de los pioneros que se basaron en las variaciones del 16S rRNA para establecer filogenias.
Pueden existir múltiples secuencias del gen 16S rRNA en una misma bacteria.
Tiene diversas funciones:
El gen 16S rRNA se utiliza para estudios filogenéticos ya que su secuencia está altamente conservada entre las distintas especies de bacterias y arqueas. Carl Woese fue pionero en esta aplicación del 16S rRNA. Algunas arqueas (hiper)termófilas (esto es, del orden Thermoproteales) contienen intrones en el gen 16S rRNA que se localizan en regiones altamente conservadas y que pueden influir en la hibridación con partidores "universales". Los ARN mitocondrial y cloroplástico también pueden ser amplificados con estos partidores.
El par de partidores más común fue ideado por Weisburg et al. y actualmente se los conoce como 27F y 1492R; sin embargo, en algunas aplicaciones pueden ser necesarios amplicones cortos como por ejemplo la secuenciación 454 con Titanium chemistry (las lecturas de unas 500 bases son ideales), en la que el par de partidores 27F-534R cubre de V1 a V3. A menudo el partidor 8F se utiliza antes que el 27F. Los dos partidores son prácticamente idénticos, aunque el 27F tiene una M en lugar de una C. La secuencia de 27F es AGAGTTTGATCMTGGCTCAG comparada con 8F.
Además de contar con sitios de unión para partidores altamente conservados, la secuencia del gen 16S rRNA contiene regiones hipervariables que pueden proporcionar secuencias específicas muy útiles para la identificación de bacterias. Así pues, la secuenciación de genes 16S rRNA se ha vuelto prevalente en la microbiología médica, gracias al hecho de ser una alternativa rápida y económica a los métodos de identificación de bacterias por fenotipos. Aunque originalmente se utilizaba para identificar bacterias, la secuenciación 16S acabó propiciando una reclasificación de las bacterias en nuevas especies e incluso nuevos géneros. La secuenciación 16S también se ha utilizado para describir nuevas especies que nunca han podido ser cultivadas.
Es uno de los genes que codifican el ARN que constituyen con las proteínas de los ribosomas procariontes (bacterias y arqueas).
Es un gen presente a todos los procariontes. Los cebadores de la reacción en cadena de la polimerasa (PCR) utilizados para amplificar la secuencia son igualmente comunes. Esto hace que se puedan hacer los estudios de filogenia entre varias especies y troncos después de la secuenciación y comparación de sus secuencias.
En los eucariontes se encuentra el gen mitocondrial 16S2 y todavía en otra forma en los cloroplastos de las plantas. Según la teoría endosimbiótica, estos dos orgánulos habrían surgido en su origen de los procariontes.
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