16SリボソームRNA
従来原核生物の分類は細胞の形態、分離の条件、染色法などで行っていたが、こうした表現型の形質では系統樹上の上下関係を説明するには至らなかった。しかし1970年代、シトクロム、フェレドキシン、5S rRNAなどの塩基配列を基にした系統分類が分子生物学の発展とともに徐々に活発化してきた。
遺伝子の一次構造に基づく系統分類は原核生物に対して特に有効であった。カール・ウーズらはリボソーム小サブユニットを構成するRNA、つまり16S rRNAの塩基配列を用いて原核生物の系統分類を行い、原核生物が真正細菌と古細菌という2つのドメインからなることを示した(1977年当時はオリゴヌクレオチドカタログ法を用いた)。
現在、16S rRNAを用いた系統解析は、系統樹の作成のみならず、任意の環境中における細菌・古細菌の群集構造の観測に役立っている。この方法を用いると、分離・培養が困難な難培養性の菌種を含めて網羅的に群集構造を明らかにできる他、新規の菌の存在を配列解析から明らかにする事ができる(1996年のBarnsによる;メタゲノミクス参照)。