Gen 16S ribosomal RNA

 

Beberapa gen telah digunakan sebagai penanda molekuler bagi kelompok prokariot dan yang paling sering digunakan ialah gen penyandi RNA ribosom 16S (16S rRNA). 16S rRNA adalah komponen subunit kecil 30S dari ribosom prokariotik yang mengikat urutan Shine-Dalgarno. Gen yang mengkodekannya disebut sebagai gen 16S rRNA dan digunakan dalam merekonstruksi filogeni, karena lambatnya laju evolusi wilayah gen ini Carl Woese dan George E. Fox adalah dua orang yang memelopori penggunaan 16S rRNA dalam filogenetik pada tahun 1977 (Woese dan Fox 1977, Woese et al. 1990). Analisis gen penyandi 16S rRNA telah menjadi prosedur baku untuk mengidentifikasi spesies bakteri, menentukan hubungan filogenetik dan menganalisis suatu ekosistem karena bersifat ubikuitas dengan fungsi yang identik pada seluruh organisme. Gen ini juga dapat berubah sesuai jarak evolusinya, sehingga dapat digunakan sebagai kronometer evolusi yang baik (Santos dan Ochman 2004).

Gen 16S rRNA memiliki beberapa daerah yang memiliki urutan basa yang relatif konservatif dan beberapa domain lain yang variatif. Perbandingan urutan basa yang konservatif berguna dalam mengkonstruksi pohon filogenetik universal karena mengalami perubahan relatif lambat dan dapat mencerminkan kronologi evolusi bumi. Sebaliknya, urutan basa yang bersifat variatif dapat digunakan untuk melacak keragaman dan menempatkan galur-galur dalam satu spesies (Kaminski et al. 1998). Gen 16S rRNA bakteri mengandung sembilan daerah hipervariabel (V1-V9), berkisar dari sekitar 30 sampai 100 pasangan basa, yang terlibat dalam struktur sekunder subunit ribosom kecil (Gray et al. 1984). Derajat konservasi sangat bervariasi antara kawasan hipervariabel, dengan kawasan yang lebih terkonservasi berkorelasi dengan taksonomi tingkat yang lebih tinggi dan kawasan yang kurang dilestarikan ke tingkat yang lebih rendah, seperti genus dan spesies (Yang et al. 2016).  Database tentang bakteri berdasarkan identifikasi gen 16S rRNA sudah banyak tersedia, sehingga memudahkan dalam pembandingan homologi.

Daftar Pustaka

Gray MW, Sankoff D, Cedergren RJ. 1984. On the evolutionary descent of organisms and organelles: a global phylogeny based on a highly conserved structural core in small subunit ribosomal RNA. Nucl Acid Res. 12(14):5837–5852.

Kaminski PA, Batut J, Boistard P. 1998. A survey of symbiotic nitrogen fixation by rhizobia. Di dalam: Sapaink HP, Kondorosi A, Hooykaas PJJ, editor. The Rhizobiaceae, Molecular Biology of Model Plant Asscociated Bacteria. London (GB): Kluwer Academic.

Santos SR, Ochman H. 2004. Identification and phylogenetic sorting of bacterial lineages with universally conserved genes and proteins. Environt Microbiol. 6(7):754-759.

Woese CR, Fox GE. 1977. Phylogenetic structure of the prokaryotic domain: the primary kingdoms. Proc Natl Acad Sci USA. 74(11):5088–5090.

Woese CR, Kandler O, Wheelis ML. 1990. Towards a natural system of organisms: proposal for the domains Archaea, Bacteria, and Eucarya. Proc Natl Acad Sci USA. 87(12):4576–4579.

Yang B, Wang Y, Qian PY. 2016. Sensitivity and correlation of hypervariable regions in 16S rRNA genes in phylogenetic analysis. BMC Bioinformatics. 17(1):135.