Un composant structurel et fonctionnel majeur du ribosome, qui construit des protéines dans une cellule, est l’ARNr 16s, ou acide nucléique ribosomique 16s. Le ribosome a une petite sous-unité et la grande sous-unité, qui sont toutes deux composées de divers types d’ARNr et de protéines qui s’associent à l’ARNr pour l’aider à fonctionner plus efficacement. La plus grande partie de la petite sous-unité est composée d’ARNr 16s. Cet ARN a deux fonctions principales, établir des connexions appropriées entre les sous-unités et garantir que la protéine créée par le ribosome est précise. Sa structure et sa fonction sont hautement conservées entre divers types d’organismes.
Les ribosomes construisent des protéines basées sur un système similaire à une chaîne de montage mécanique, et toutes ces fonctionnalités sont gérées par l’ARNr 16s. L’ARN contient trois poches qui, dans l’ordre, apportent les éléments constitutifs des protéines, les connectent à la protéine en croissance, puis éjectent les morceaux utilisés pour préparer la prochaine connexion. Ce processus semble simple, mais il est étroitement contrôlé et doit être très précis. Une erreur dans l’une de ces étapes peut entraîner une construction incorrecte des protéines, ce qui peut entraîner de nombreux niveaux de maladie génétique. Étant donné que tous les organismes dépendent dans une certaine mesure des protéines, la fonction importante de la construction des protéines repose presque toujours sur l’ARNr 16s.
La structure de l’ARNr 16s n’a pas besoin d’être exactement la même parmi les organismes, bien que sa fonction le soit. Entre les espèces, et même au sein d’un même organisme, la séquence exacte des acides nucléiques dans une molécule d’ARN particulière peut varier sans aucun préjudice pour l’organisme. Souvent, plusieurs emplacements dans la séquence varient, mais ce n’est pas toujours le cas. Ces variations sont appelées ribotypes. Ils sont particulièrement intéressants pour l’étude de l’écologie et de l’évolution d’organismes unicellulaires comme les bactéries.
L’ARNr 16s est souvent utilisé comme marqueur moléculaire, où sa séquence et sa structure sont analysées pour déterminer le degré de changement entre les espèces, en particulier les bactéries. Ses données sont souvent utilisées pour construire des arbres phylogénétiques, qui sont des diagrammes des relations possibles entre les espèces. La grande conservation de l’ARN entre les espèces rend les différences d’autant plus apparentes. Les ribotypes peuvent aider ou entraver ce type de recherche, car ils peuvent marquer un changement significatif, mais peuvent également être juste une variation d’ARN spécifique à un organisme. La recherche peut être utilisée pour prédire l’évolution des micro-organismes ou développer des cibles médicamenteuses pour empêcher les bactéries de fabriquer les protéines dont elles ont besoin pour survivre, elle a donc des applications directes pour la santé humaine.