ARNr 16S

[miniatura|Estrutura molecular da subunidade ribosómica de 30S da bacteria *[Thermus thermophilus*. As proteínas móstranse en azul e a única fibra de ARN en laranxa.]]

O **ARNr 16S**, é dicir, ácido ribonucleico ribosómico 16S (en inglés **16S rRNA**) é o compoñente da subunidade menor de 30S (S son as unidades svedberg) do ribosoma procariota, o cal se une á secuencia Shine-Dalgarno. Os xenes que o codifican denomínanse **xene do ARNr 16S** e utilízanse para reconstruír filoxenias, debido ás lentas taxas de evolución desta rexión xénica. Carl Woese e George E. Fox foron os dous investigadores pioneiros no uso do ARNr 16S en filoxenética en 1977.

Nunha soa bacteria poden existir múltiples secuencias do xene de ARNr 16S.

## Funcións 
Ten varias funcións:
* Igual que o ARNr 23S, ten un papel estrutural, actuando como armazón, definindo as posicións das proteínas ribosómicas.
* O extremo 3' contén a anti-secuencia Shine-Dalgarno, que se une augas arriba ao codón de inicio AUG do ARNm. O extremo 3' do ARNr 16S únese ás proteínas S1 e S21, que están implicadas na iniciación da síntese de proteínas. 
* Interacciona con ARNr 23S, axudando na unión das dúas subunidades ribosómicas (50S+30S)
* Estabiliza os emparellamentos correctos codón-anticodón no sitio A do ribosoma por medio da formación dun enlace de hidróxeno entre o átomo N1 dos residuos de adenina 1492 e 1493 e o grupo 2'OH do esqueleto do ARNm.

## Estrutura 
A súa estrutura pode dividirse en catro dominios, tal como se mostra na imaxe.
none|600px

## Cebadores universais 
O xene do ARNr 16S utilízase para estudos filoxenéticos xa que está altamente conservado entre diferentes especies de bacterias e arqueas. Carl Woese foi o pioneiro neste uso do ARNr 16S. Algunhas arqueas (hiper)termófilas (por exemplo, as da orde Thermoproteales) conteñen intróns no xene do ARNr 16S que están localizados en rexións altamente conservadas e poden causar un impacto no *annealing* de cebadores "universais". Os ARNr mitocondriais e cloroplásticos están tamén amplificados.

O par cebador ou *primer* máis común foi concibido por Weisburg *et al.*
A miúdo utilízase o 8F en vez do 27F. Ambos os cebadores son case idénticos, pero o 27F ten un M en vez dun C. AGAGTTTGATC**M**TGGCTCAG comparado co 8F.

### Aplicacións en PCR e secuenciación 
Ademais de sitios de unión de cebadores altamente conservados, as secuencias do xene do ARNr 16S conteñen rexións hipervariables que poden proporcionar secuencias sinatura específicas de especies útiles para a identiicación de bacterias.
Como resultado, a secuenciación do xene do ARNr 16S converteuse en algo común en microbioloxía médica como unha alternativa barata e rápida aos métodos fenotípicos de identificación bacteriana. Aínda que a secuenciación do 16S se usou orixinalmente para identificar bacterias, viuse despois que servía para facer unha reclasificación das bacterias en especies completamente novas, ou mesmo en xéneros.
Foron tamén usadas para describir novas especies que nunca se puideran cultivar con éxito.
Coa chegada a moitos laboratorios de técnicas de secuenciación de terceira xeración, é posible a identificación simultánea de miles de secuencias de ARNr 16S en cuestión de horas, o que permite facer estudos metaxenómicos, como por exemplo da flora intestinal.

### Rexións hipervariables 
O xene do ARNr 16S bacteriano contén nove rexións hipervariables (V1-V9) que oscilan entre unha lonxitude de 30 a 100 pares de bases e que están implicadas na estutura secundaria da subunidade ribosómica menor. O grao de conservación varía amplamente entre as rexións hipervaribles, e as rexións máis conservadas correlaciónanse coa taxonomía de maior nivel (grandes grupos) e as rexións menos conservadas coa de menor nivel, como xéneros e especies. Aínda que as secuencias 16S completas permiten unha comparación de todas as rexións hipervariables, cando estas son de 1500 pares de bases de longo a súa análise pode ser prohibitivamente cara para estudos que tratan de identificar ou caracterizar diversas comunidades bacterianas. Aínda que é máis barata e axeitada para cubrir máis profundmente unha comunidade,a secuenciación de Illumina só produce lecturas de 75 a 250 pares de bases de longo (ata 300 pares de bases con Illumina MiSeq), e non ten un protocolo establecido para a ensamblaxe fiable do xene completo en mostras da comunidade bacteriana. Porén, as rexións completamente hipervariables poden ser ensambladas a partir dunha soa execución de Illumina, o que as fai dianas ideais para a plataforma. Ademais, o xene do 16S contén secuencias altamente conservadas entre rexións hipervariables, o que permite o deseño de cebadores universais que poden producir fiablemente as mesmas seccións da secuencia do 16S en diferentes taxons. Aínda que ningunha rexión hipedrvariable pode clasificar con exctitude todas as bacterias desde a categoría de dominio á de especie, algunhas poden predicir con fiabilidade niveis taxonómicos específicos. Entre outros descubrimentos, estes investigadores atoparon que a rexión V3 era mellor para identificar o xénero de todos os patóxenos probados e que a V6 era a máis axeitada para diferenciar especies entre todos os patóxenos probados das listas da CDC estadounidense, incluíndo o ántrax. Como resultado, as secuencias V4 poden diferir en só uns poucos nucleótidos, o que fai que as bases de datos de referencia non poidan clasificar con fiabilidade estas bacterias nos niveis taxonómicos inferiores.

### The Ribosomal Database Project 
The Ribosomal Database Project (RDP)  é unha base de datos revisados que ofrece datos de ribosomas xunto con programas relacionados e servizos. As ofertas inclúen aliñamentos ordenados filoxeneticamente de secuencias de ARNr, árbores filoxenéticas derivadas, diagramas da estrutura secundaria do ARNr e varios paquetes de software para manexar, analizar e mostrar os aliñamentos e árbores. Os datos están dispoñibles por ftp e correo electrónico. Tamén se proporcionan certos servizos analíticos por servidor de correo electrónco.

### SILVA 
SILVA proporciona conxuntos de datos completos de calidade comprobada e postos ao día regularmente de secuencias aliñadas de ARNr das subunidades ribosómicas menor (16S/18S, SSU) e maior (23S/28S, LSU) dos tres dominios da vida, así como unha suite de ferramentas de investigación, deseño de cebadores e aliñamento para Bacteria, Archaea e Eukarya.

### GreenGenes 
Greengenes é unha base de datos de referencia de 16S completa e de calidade controlada, baseada na taxonomía dunha filoxenia *de novo*, que proporciona conxuntos de unidades taxonómicas operacionais estándar. A páxina oficial deste sitio é http://greengenes.secondgenome.com , e ten licenza Creative Commons BY-SA 3.0.

## Notas  
## Véxase tamén 
### Ligazóns externas 
* Laboratorio de Medicina da Universidade de Washington: Diagnose molecular | Secuenciación bacteriana
* The Ribosomal Database Project 
* Ribosomas e ARN ribosómico: *(ARNr)*
* SILVA, base de datos de ARNr
* Greengenes: datos e ferramentas de ADNr 16S
* EzBioCloud