16S 核糖體RNA

16S 核糖體RNA

16S 核糖體RNA(16S ribosomal RNA),簡稱16S rRNA,是原核生物的核糖體中30S 亞基的組成部分。

16S rRNA的長度約為1,542 nt。 一個細菌的細胞中可包含多種具有不同序列的16S rRNA。

簡介,通用前體,進化指征,

簡介

16S 核糖體RNA
16S 核糖體RNA(16S ribosomal RNA),簡稱16S rRNA,是原核生物的核糖體中30S 亞基的組成部分。
16S rRNA的長度約為1,542 nt。 一個細菌的細胞中可包含多種具有不同序列的16S rRNA
已知16S rRNA具有如下幾項功能:
16S rRNA具有與原核生物核糖體大亞基中的23S rRNA相似的結構決定功能,可作為核糖體蛋白質結合的架構。在足量Mg2+存在下分離到的16S rRNA處於緊密狀態,其空間結構與30S 亞基的大小和形狀十分相似。
16S rRNA的3'端含有能與mRNA上游AUG起始密碼子通過氫鍵結合的反夏因-達爾加諾序列。另有發現表明,16S rRNA中1,505-1,539的CCUCC序列與mRNA的相應序列有互補關係。
16S rRNA能通過氫鍵與23S rRNA結合,增強原核生物70S 核糖體一大一小兩個亞基(50S 亞基與30S 亞基)結合時的穩定性。
16S rRNA能通過其1,492及1,493的腺嘌呤殘基(參見嘌呤分子結構圖解)的N1原子與mRNA骨架上的2'OH基團之間產生氫鍵,使核糖體A位密碼子-反密碼子的鹼基互補配對穩定化。

通用前體

由於不同種的真細菌古細菌間的16S rRNA基因(16S rDNA)是高度保守的,16S rDNA常被用於對各種生物進行的系統發育學方面的研究這種運用16S rRNA對生物進行系統發育學研究的方法由卡爾·沃斯(Carl Woese)開創。另外,線粒體和葉綠體中的rRNA也都被擴增了。 在獲得能提供系統發育學信息的16S rRNA分子時需要利用通用PCR引物對16S rRNA分子進行擴增。 16S rRNA序列的對比分析需要在這類“通用引物”的脫氧核糖核酸分子的輔助下完成,這類分子具有如下序列:
8UA正向:5'-AGA GTT TGA TCM TGG CTC AG-3'
519B反向:5’-GTA TTA CCG CGG CKG CTG-3'
反向:ACG GCT ACC TTG TTA CGA CTT
這類引物因並未在發現的幾種屬於納古菌門(Nanoarchaeota)的熱液古菌中分離識別出來,也被稱為準通用引物。

進化指征

在眾多的生物大分子中,最適合於提示各類生物親緣關係的是rRNA,尤其是16S rRNA被普遍認為是一把好的譜系的“分子尺”這是因為:
1. rRNA參與生物蛋白質的合成過程,其功能是任何生物都必不可少的,而且在生物進化的漫長經歷中其可能保持不變。
2. 在16S rRNA分子中,既含有高度保守的序列區域又有中度保守和高度變化的序列區域,因而它適用於進化距離不同的各類生物。
3. 16S rRNA相對分子質量大小適中,便於分析。在5S rRNA、23S rRNA和16S rRNA三種分子中,5S rRNA包含120個核苷酸,雖然它也可以作為一種信息分子加以利用,但由於其信息量小套用上受到限制。23S rRNA蘊含著大量的信息,但序列測量和分析比較的工作量較大。而16S rRNA相對分子質量大小適中(約含1540個核苷酸)含有比較廣泛的的生物信息量,加上rRNA在細胞中含量大(約占細胞中RNA的90%)也易於提取。
4. 16S rRNA普遍存著於真核生物和原核生物中,真核生物中其同源分子是18S rRNA。

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