16Sおよび23S RRNA配列分析に基づく細菌系統発生

分子系統発生は、生物関係の理解をますますサポートし、自然な所属に従って微生物の分類の基礎を提供します。リボソームRNAまたは対応する遺伝子の比較配列分析は、現在、微生物系統発生の再構築に最も広く使用されているアプローチです。RRNAの高度で低いプライマリおよび高次構造要素は、微生物の進化の歴史を文書化し、明確な系統発生レベルに有益です。主要な構造の最適なアライメントと慎重なデータ選択は、信頼できる系統発生結論の前提条件です。RRNAベースの系統樹を再構築し、距離、最大節約、および系統発生推論の最尤法を比較し、データセットの偶然または指示されたリサンプリングによって評価されるトポロジの重要性を評価できます。細菌の23Sおよび16S RRNAのほぼ同等のデータセットに基づいた系統発生樹は、よく一致しており、その全体的なトポロジーは、伸長因子やATPaseサブユニットなどの代替系統発生マーカーによってサポートされています。それらの系統発生情報の内容に加えて、RRNAの異なる保存された一次構造領域は、系統発生関係に基づいて微生物を特定するための強力なツールであることが証明されている特定のハイブリダイゼーションプローブのターゲット部位を提供します。

Molecular phylogeny increasingly supports the understanding of organismal relationships and provides the basis for the classification of microorganisms according to their natural affiliations. Comparative sequence analysis of ribosomal RNAs or the corresponding genes currently is the most widely used approach for the reconstruction of microbial phylogeny. The highly and less conserved primary and higher order structure elements of rRNAs document the history of microbial evolution and are informative for definite phylogenetic levels. An optimal alignment of the primary structures and a careful data selection are prerequisites for reliable phylogenetic conclusions. rRNA based phylogenetic trees can be reconstructed and the significance of their topologies evaluated by applying distance, maximum parsimony and maximum likelihood methods of phylogeny inference in comparison, and by fortuitous or directed resampling of the data set. Phylogenetic trees based on almost equivalent data sets of bacterial 23S and 16S rRNAs are in good agreement and their overall topologies are supported by alternative phylogenetic markers such as elongation factors and ATPase subunits. Besides their phylogenetic information content, the differently conserved primary structure regions of rRNAs provide target sites for specific hybridization probes which have been proven to be powerful tools for the identification of microbes on the basis of their phylogenetic relationships.