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Was ist die 16S rRNA

16S rRNA (16S ribosomale RNA), ist eine Komponente der prokaryotischen Ribosom 30S Untereinheit. Das “ S “ in 16S ist ein Sedimentationskoeffizient, dh ein Index, der die Abwärtsgeschwindigkeit des Makromoleküls im Zentrifugalfeld widerspiegelt. Je höher der Wert, desto größer das Molekül. Das 16S-rRNA-Gen ist die DNA-Sequenz, die rRNA-kodierenden Bakterien entspricht und im Genom aller Bakterien existiert. 16S rRNA ist hochkonserviert und spezifisch, und die Gensequenz ist lang genug.,

Die Zeichen von 16S rRNA

Die 16S rRNA ist eine ribosomale RNA, die für die Synthese aller prokaryotischen Proteine notwendig ist und folgende Eigenschaften aufweist:

Multiple copies

Jedes Bakterium enthält 5~10 Kopien von 16S rRNA, was die Nachweisempfindlichkeit hoch macht.

Multi information

Die interne Struktur des 16S rRNA Gens besteht aus variablen Regionen und konservierten Regionen., Das konservierte Gebiet wird von allen Bakterien geteilt, und die variablen Regionen haben unterschiedliche Grade des Unterschieds zwischen den verschiedenen Bakterien, mit der Spezifität der Gattung oder Art, und die variablen Regionen und die konservativen Bereiche sind verflochten. Daher können die universellen Primer verschiedener Bakterien entsprechend dem konservativen Bereich entworfen werden, und spezifische Primer oder Sonden spezifischer Bakterien können entsprechend dem variablen Bereich entworfen werden. Die interspezifischen Unterschiede der in den variablen Regionen der 16S-rRNA enthaltenen Informationen machen die Detektion spezifisch.,

Die länge ist moderat

Die länge von 16 S rRNA codierung gen ist über 1500bp, die enthält über 50 funktionale domänen.

Die Funktionen von 16S rRNA

16S rRNA hat eine Reihe von Funktionen:

①Die Immobilisierung von ribosomalen Proteinen wirkt als Gerüst.

②3 ‚ end enthält eine umgekehrte SD-Sequenz, die zum Binden an das Augmentationscodon der mRNA verwendet wird. Die Kombination von 16S-rRNA-3’end mit S1 und S21 wurde festgestellt, dass im Zusammenhang mit der initiation der Proteinsynthese.

③ Es interagiert mit 23S, um zwei Ribosomeneinheiten zu integrieren., (50 S+30 S)

16 S rRNA gen erkennung

Mit der entstehung von PCR technologie und die kontinuierliche verbesserung der nukleinsäure forschung technologie, 16 S rRNA gen erkennung technologie hat sich zu einem leistungsstarken werkzeug für pathogen erkennung und identifizierung. Mit der kontinuierlichen Verbesserung der Datenbank kann die Technologie angewendet werden, um Krankheitserreger schnell, genau und genau zu klassifizieren, zu identifizieren und zu erkennen., Die Technologie hat drei Hauptschritte: Erstens den Erwerb genomischer DNA, zweitens den Erwerb des 16S-rRNA-Genfragments und schließlich die Analyse der 16S-rRNA-Gensequenz.

16S rRNA-Sequenzanalyse

Das Grundprinzip der 16S rRNA-Sequenzanalysetechnik besteht darin, die 16S rRNA-Sequenzinformationen aus den 16S zu erhalten?, RRNA-Genfragment in der Mikroorganismusprobe durch Klonen, Sequenzieren oder Enzymschneiden und Sondenhybridisierung und anschließenden Vergleich mit den Sequenzdaten oder anderen Daten in der 16S-rRNA-Datenbank, um seine Position im Evolutionsbaum zu bestimmen und so die möglichen Proben zu identifizieren. Die Arten von Mikroben, die existieren.,

16 S rRNA gen detection

Die arten von 16 S rRNA sequenz analyse

Die analyse methode von 16 S rRNA gen fragment umfasst vor allem die folgenden 3 arten:

(1) Sequenzierung der PCR produkte auf die plasmid vektor und vergleich mit der sequenz in die 16 S rRNA-Datenbank, um seine Position im Evolutionsbaum zu bestimmen und die möglichen Arten von Mikroorganismen in der Probe zu identifizieren., Die durch dieses Verfahren erhaltenen Informationen sind die umfassendsten, aber in der Probe erfordert die komplexe Sequenzierung eine umfangreiche Sequenzierung.

(2) Hybridisieren Sie die PCR-Produkte mit 16S rRNA-spezifischen Sonden, um Informationen zur mikrobiellen Zusammensetzung zu erhalten. Zusätzlich kann die Sonde direkt durch In-situ-Hybridisierung mit der Probe detektiert werden. In-situ-Hybridisierung kann nicht nur die morphologischen Eigenschaften und die Häufigkeit von Mikroben bestimmen, sondern auch deren räumliche Verteilung analysieren.

(3) Die Restriktionsfragmentlängenpolymorphismusanalyse von PCR-Produkten wurde durchgeführt., Der Ribosetyp des Mikroorganismus-Gens wurde durch Beobachtung des Enzymschnitt-Elektrophorese-Atlas und numerische Analyse bestimmt und dann mit den Daten in der Ribosomenbibliothek verglichen, und die Beziehung zwischen der mikrobiellen Zusammensetzung der Proben und den Arten verschiedener Mikroorganismen wurde analysiert.

Anwendung von 16S rRNA

16S rRNA ist das konservativste Gen für alle Bakterien und einige der konservativsten Gene im Evolutionsprozess. Einige der Gensequenzen bleiben im langen Verlauf der Evolution stabil., Darüber hinaus werden basierend auf den multiplen Kopien der bakteriellen Chromosomen, basierend auf dem 16S-rRNA-Gen, die PCR, die verschachtelte PCR, die multiple semi-nested PCR, die RT-PCR und die Oligosaccharide etabliert. Nukleotidsonden wurden zur Identifizierung klinischer Bakterien, zur Sequenzanalyse, zur molekularen Klassifikation von Bakterien und zur phylogenetischen Analyse angewendet.

Die Zukunft der 16S rRNA

Ribosomale rRNA ist essentiell für das Überleben aller Lebewesen. 16 S rRNA ist im Evolutionsprozess von Bakterien und anderen Mikroorganismen stark konserviert., Es wird „das molekulare Fossil“ von Bakterien genannt. Gleichzeitig ist sein Konservatismus relativ. Es gibt 9 bis 10 Variationsbereiche (V1 ~ V10) zwischen den konservativen Bereichen. Es gibt unterschiedliche grade von unterschied in die familien, gattungen und arten von verschiedenen bakterien, so 16S rRNA kann verwendet werden als sowohl Es ist ein marker für bakterielle klassifizierung und kann verwendet werden als ziel molekül für nachweis und identifizierung von klinischen pathogene., Die PCR des bakteriellen Ribosoms 16S rRNA-Gens als Zielmolekül kann das Vorliegen einer bakteriellen Infektion frühzeitig beurteilen und die Spezies des Erregers durch weitere Analyse der amplifizierten Produkte identifizieren und die oben genannten Mängel ausgleichen. Es ist ein wichtiger Faktor bei der Diagnose von Infektionskrankheiten und ist zum Hauptziel von Bakteriologen im In-und Ausland geworden. Eine der Richtungen ist zu studieren.

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