16SrDNA

16SrRNA為核糖體的RNA的一個亞基，16SrDNA就是編碼該亞基的基因。細菌rRNA（核糖體RNA）按沉降係數分為3種，分別為5S、16S和23S rRNA。16S rDNA是細菌染色體上編碼 rRNA相對應的DNA序列，存在於所有細菌染色體基因中。

16SrDNA是細菌的系統分類研究中最有用的和最常用的分子鐘，其種類少，含量大（約占細菌DNA含量的80%），分子大小適中，存在於所有的生物中，其進化具有良好的時鐘性質，在結構與功能上具有高度的保守性，素有“細菌化石”之稱。在大多數原核生物中rDNA都具有多個拷貝，5S、16S、23S rDNA的拷貝數相同。16S rDNA由於大小適中，約1.5Kb左右，既能體現不同菌屬之間的差異，又能利用測序技術較容易地得到其序列，故被細菌學家和分類學家接受。

基本介紹

• 中文名：16S核糖體RNA基因
• 外文名：16S rDNA
• 1：核糖體的RNA的一個亞基
• 2：編碼該亞基的基因
• 3：含有3種類型

簡介

細菌中含有3種rRNA序列,分別為23S、16S和55,其中16 Sr rna由於其核苷酸數目適中信息量大、具有高度穩定性、易於提取和分析,是細菌系統分類學研究中最常用的分子鐘。16SrDNA是編碼原核生物核糖體小亞基rRNA(16 Sr rna)的DNA序列,長度約為1540bp,存在於所有細菌染色體基因組中。16 Sr dna分子序列中包含9個可變和10個恆定區,保守序列區域反映了生物物種間的親緣關係,而高變異序列區域則能體現物種間的差異。通過PCR擴增16 Sr dna並進行測序,將測序得到的16 Sr dna序列在NCBI網站進行 BLAST比對,即可獲知與該序列同源性較高的已知序列,為菌株的分類提供依據。

物質概念

16SrRNA為核糖體的RNA的一個亞基，16SrDNA就是編碼該亞基的基因。細菌rRNA（核糖體RNA）按沉降係數分為3種，分別為5S、16S和23S rRNA。16S rDNA是細菌染色體上編碼16S rRNA相對應的DNA序列，存在於所有細菌染色體基因中。

16S rDNA是細菌的系統分類研究中最有用的和最常用的分子鐘，其種類少，含量大（約占細菌DNA含量的80%），分子大小適中，存在於所有的生物中，其進化具有良好的時鐘性質，在結構與功能上具有高度的保守性，素有“細菌化石”之稱。在大多數原核生物中rDNA都具有多個拷貝，5S、16S、23S rDNA的拷貝數相同。16S rDNA由於大小適中，約1.5Kb左右，既能體現不同菌屬之間的差異，又能利用測序技術較容易地得到其序列，故被細菌學家和分類學家接受。

特性功能

16S rRNA

原核生物的rRNA含有3種類型：23S、16S、5SrRNA，它們分別含有2,900、1540和120個核苷酸，23S核苷酸含量過多，幾乎是16S核苷酸含量的兩倍，分析困難；而5S核苷酸又太少，沒有足夠的遺傳信息，只有16S長度適中信息量較大且易分析。

在細菌的16SrDNA中有多個區段保守性，根據這些保守區可以設計出細菌通用物，可以擴增出所有細菌的16SrDNA片段，並且這些引物僅對細菌是特異性的，也就是說這些引物不會與非細菌的DNA互補，而細菌的16SrDNA可變區的差異可以用來區分不同的菌。因此，16SrDNA可以作為細菌群落結構分析最常用的系統進化標記分子。隨著核酸測序技術的發展，越來越多的微生物的16SrDNA序列被測定並收入國際基因資料庫中，這樣用16SrDNA作目的序列進行微生物群落結構分析更為快捷方便。

相似物質區別

16S rRNA與16S rDNA的區別

16S中的"S"是一個沉降係數，亦即反映生物大分子在離心場中向下沉降速度的一個指標，值越高，說明分子越大。 rDNA 和rRNA中的小寫字母"r"是ribosome(核糖體)的縮寫。 rDNA指的是基因組中編碼核糖體RNA（rRNA）分子的對應的DNA序列，也就是編碼16S rRNA的基因。 rRNA指的是rDNA的轉錄產物，它是構成核糖體的重要成分，核糖體由許多小的rRNA分子組裝而成，16S rRNA是其中一個組件. 一般所分析的對象都是16s rDNA，因為DNA提取容易，也比較穩定。

鑑定方法

16S rDNA的鑑定

實驗鑑定

隨著生物技術的飛速發展，傳統的微生物鑑定方法常常難以鑑定眾多的生長習性複雜的微生物，因而基於基因組序列的分子鑑定受到廣泛關注。在細菌基因組中，編碼 16S rRNA 的 rDNA 基因具有良好的進化保守性，適宜分析的長度（約為1540bp），以及與進化距離相匹配的良好變異性，所以成為細菌分子鑑定的標準標識序列。16S rDNA的序列包含9或10個可變區（variable region）和11個恆定區（constant region）。保守序列區域反映了生物物種間的親緣關係，而高變序列區域則能體現物種間的差異。16S rDNA分子的序列特徵為不同分類級別的近緣種系統分類奠定了分子生物學基礎。目前16SrDNA的序列信息已經廣泛套用於菌種鑑定和系統發生學研究。

數據分析

• 初始數據層面：質量統計，序列長度及分布統計，數據預處理，有效序列統計。
• OTU層面：OTU分類學統計，Alpha多樣性分析，稀疏性曲線，Shannon-Wiene曲線，Rank abundance曲線。
• 物種豐度層面：物種分類注釋，Beta多樣性分析，樣本間OTU差異分布分析，OTU豐度分布聚類分析，主成分分析，顯著性差異分析，樣本組間差異分析。
• 群落結構層面：多樣本物種分布比較，群落相似度比較，群落相似度PCoA分析，基於組間進化的差異顯著性(Un)Weighted Unifrac分析，RDA/CCA菌群與環境因子之間的關係分析，系統發育樹的構建，含種類分級的進化樹的構建。