Uso de secuencias de 16S rARN homólogas

En los últimos años, la bioquímica comparativa ha sido el principal método de aprendizaje sobre filogenética bacteriana. Ya hemos hablado en otros apartados del Profesor Carl Woese, miembro de la facultad de UIUC, que definió a las Archaebacterias como un grupo diferente dentro del grupo denominado hasta entonces como "Bacterias" en base únicamente a sus trabajos de investigación sobre bioquímica comparativa.

La evidencia que ha proporcionado con sus estudios ha llevado a un nuevo concepto de cómo está organizada la vida en la tierra (puedes ver unas ideas acerca de los planteamientos basados en la clasificación en los cinco reinos que evoluciona hoy día hacia la idea de los tres "dominios" defendida por Woese).

Las moléculas que los científicos denominan de 16S rARN se encuentra en pequeñas subunidades (30S) de los ribosomas de los procariotas. Puesto que mitocondrias y cloroplastos también tienen estos ribosomas, se encuentran en todos los grupos de seres vivos.

La evolución de 16S rARN es muy lenta por lo que es una molécula muy interesante para usar a la hora de comparar organismos que pueden haber divergido tan atrás como hace 3 o 4 mil millones años.

Gracias al trabajo desarrollado por gente como Woese con estas pequeñas subunidades de ARN, el "árbol de la vida", taxonómicamente hablando, se ha revolucionado en los últimos años.

La comparación de 16S rRNA aislado de cepas bacterianos ha sido particularmente fructífera. La técnica consiste en trabajar con moléculas de 16S rRNA purificado y con enzima T1 de ribonucleasa. Estas moléculas se separan en fragmentos y todos los que estén por encima de 6 nucleótidos son secuenciados y, posteriormente, la secuencia global es reconstruida por alineación con un ordenador.

Operaciones similares en diferentes bacterias permiten comparar las secuencias del rRNA de las bacterias y el Sab (coeficiente de la asociación).

Actualmente pueden realizarse secuencias de rRNA completas por tratamiento de la transcriptasa inversa acoplada con técnicas de secuenciación de ADN. El rRNA contiene algunos segmentos muy estable y otros inconstantes; esto significa que pueden compararse relaciones muy estrechas y relaciones distantes entre bacterias (la muestra de cepas estrechamente relacionados sólo se diferencia en los segmentos inconstantes)

Cuanto más estrechamente relacionadas están dos bacterias, los valores de 16S rRNA Saab que se obtienen son más altos (si todos los fragmentos son idénticos en la secuencia, el valor de Sab es 1.00). Entre un grupo bacteriano que divergió de otro grupo hace un tiempo muy largo habrá un rango grande de valores de Sab porque ambos han tenido tiempo para desarrollar diferencias en las secuencias del rRNA. Recíprocamente, cuando un Sab es más estrecho dentro de un grupo de bacterias, la diferenciación es más moderna. Después de hacer las secuenciaciones, un ordenador puede comparar todo los valores de Sab y construir un dendrograma que muestre las relaciones (en términos evolutivos) entre los grupos.