L’rDNA 16S è una sezione del DNA procariotico che codifica per un gene presente in tutti i batteri. I batteri sono procariotici, il che significa che non contengono un nucleo cellulare o organelli, quindi il DNA fluttua liberamente all’interno di questi organismi monocellulari. Il gene 16S dell’rDNA codifica un filamento di RNA che costituisce parte del ribosoma. Questo filamento di RNA è chiamato RNA ribosomiale o rRNA. La r nel 16S rDNA sta anche per ribosomiale e mostra che questo è un gene che codifica parte di un ribosoma all’interno della cellula batterica.
I ribosomi sono costituiti da due subunità, la subunità piccola e la subunità grande. Quando le due subunità si uniscono, l’RNA messaggero (mRNA) viene alimentato e tradotto per formare proteine. All’interno delle cellule batteriche l’rRNA trascritto dal gene 16S rDNA forma la piccola subunità del ribosoma. I geni 23S rDNA e 5S rDNA codificano l’rRNA che costituisce la grande subunità del ribosoma.
Ci sono diverse ragioni per cui il gene 16S rDNA è considerato utile. Il primo è che la maggior parte degli scienziati ora utilizza il DNA per caratterizzare gli organismi invece di utilizzare le proprietà fisiche. In secondo luogo, questo gene si trova solo all’interno delle cellule batteriche, il che significa che è utile per identificare se una cellula è batterica o proveniente da una pianta, un animale o un fungo. Infine, è piuttosto breve rispetto ad altri geni trovati all’interno dei batteri, il che rende molto più facile, ed economico, la sequenza.
Il gene 16S rDNA è uno dei geni più conservati di tutti. Ciò significa che ha subito pochissimi cambiamenti nel tempo o varia molto poco da una cellula all’altra. Anche gli organismi che sono lontanamente correlati, o che si sono evoluti molto tempo fa, hanno sequenze di rDNA 16S che sono molto simili.
Gli scienziati usano questo gene, così come altri geni ribosomiali, per misurare la tassonomia, la filogenesi e il tasso di divergenza. La tassonomia è un metodo per classificare scientificamente organismi in taxa o gruppi simili. La filogenesi esamina le relazioni evolutive tra gli organismi. Il tasso di divergenza è un metodo per stimare la velocità con cui diverse specie di batteri sono state formate e divergenti dai loro antenati.
All’interno dei microrganismi, lo studio del gene 16D rDNA è stato utilizzato per esaminare la relazione tra organismi a cellula singola. In particolare, si notano eventuali variazioni del gene e si confrontano con altre cellule batteriche. L’esame di queste differenze consente ai ricercatori di formare legami evolutivi tra diversi organismi.