Identificatie door vergelijking ribosomaal bacterieRNA (16S-rRNA)
Ribosomen zijn kleine “fabriekjes” in de cel die de genetische code aflezen en op basis van deze code aminozuren aan elkaar koppelen tot een eiwit.
Hierbij hebben ze een stuk messenger RNA nodig dat gekopieerd is van het DNA.
De ribosomen gaan vervolgens met deze keten aan het werk , ze bewegen zich langs deze lange keten en rijgen aminozuren aan elkaar tot grote eiwitmoleculen.
Welk aminozuur aan de beurt is wordt bepaald door de volgorde van de nucleotidebasen A,G,C en U in de streng messengerRNA . Deze volgorde bepaalt dus de welke aminozuren in welke volgorde in het eiwit komen te zitten. Deze aminozuursamenstelling bepaalt wat een eiwit kan, en dus wat een organisme kan.
Zoals alle erfelijke informatie, is ook de code voor deze ribosomale RNA-moleculen afkomstig van het DNA van het organisme. Verschillen tussen de RNA’s zijn het gevolg van verschillen in de DNA-basenvolgorde.
Een bepaald stuk RNA in het bacterieribosoom zelf is bijzonder geschikt voor de analytische microbiologie. Het heet 16S-rRNA (kleine r van ribosomaal) en komt alleen in bacteriecellen voor. Omdat het 16S rRNA gen kort is kan het snel en goedkoop gesequenced worden.
De basenvolgorde in de genen van het rRNA zijn gedurende de evolutie slechts weinig veranderd dit in tegenstelling tot veel andere genen (die stofwisselingseigenschappen coderen).
Maar de relatief zeldzame veranderingen die wel hebben plaats gevonden kunnen nu gebruikt worden om de verwantschap van de bacteriën onderling vast te stellen. En ook om de soort (of stam) zelf te herkennen
Hoewel 16S rRNA genen van verschillende micro-organismen onderling verschillen is de basenvolgorde aan het begin en aan het eind van het gen bij alle organismen gelijk. Om nu de 16S RNA te vinden worden zogenaamde primers gebruikt. Een primer is een stukje DNA of RNA dat precies past op het “gezochte” stukje DNA of RNA. Dat kan alleen maar als de basenvolgorde complementair is aan de volgorde van het gezochte stukje (dat dus bekend moet zijn)
Omdat de complementaire stukjes aan elkaar gaan zitten kan je het 16S rRNA uit het monster isoleren en vervolgens met PCR vermeerderen tot miljoenen kopieën en te sequencen.
Dan wordt de basenvolgorde van het 16S rRNA in het monster te vergeleken met de opgeslagen codes in databases met bekende bacteriën om de bacteriesoort(en) vast te stellen.
Dit kan dus zonder de bacterie zelf (rein)gekweekt te hebben, alleen kleine hoeveelheden erfelijk materiaal zijn voldoende om de aanwezigheid van bepaalde soorten micro-organismen vast te stellen.
Onderzoek heeft uitgewezen dat de bacteriën die we kennen maar een fractie vormen van alle bacterien die er bestaan en nog niet gekweekt zijn maar wel gevonden dankzij dit onderzoek op 16S rRNA.
Ook de onderlinge verwantschap / ontstaansgeschiedennis kan nu worden onderzocht en gaar dwars door de tot nu toe bekende indelingen heen (die op microscopische en biochemische kenmerken zijn gebaseerd).