Молекулярно-генетические признаки в систематике: сиквенсы ДНК. Роль метагеномики.

 Секвенирование ДНК. Наиболее распространенным объектом для молекулярной систематики стали сиквенсы молекулы 16S рДНК. Ее длина у разных бактерий составляет 1550-1640 п.н. Cиквенсы 16S рДНК сейчас являются общеупотребимым маркером для филогенетической систематики. Сходство сиквенсов оценивают или путем простой %-ной оценки, или после выравнивания. Было показано, что если штамм имеет менее чем 97% сходства по 16S рДНК с ближайшим филогенетическим соседом, то уровень ДНК-ДНК гибридизации между штаммами не будет превышать 70%. Отмечено также, что в ряде случаев штаммы разных видов одного рода, с уровнем ДНК сходства при гибридизации ниже 70% имели полностью идентичные 16S рДНК. Такая закономерность особенно наблюдается среди штаммов из схожих экологических ниш.

Требования к качеству сиквенсов: при описании новых таксонов рекомендуется определять не менее 1300-1400 нуклеотидов 16S рДНК, с менее чем 4% двусмысленных позиций и менее чем 10 пропущенных нуклеотидов.

Роль секвенирования в метагеномике. В последние годы начал распространяться метод прямого секвенирования образцов биоматериала, взятого из мест обитания, без выделения прокариот в культуру. На основе полученного набора сиквенсов 16S рДНК можно судить о наборе видов в сообществе, и выявлять филогенетическое положение организмов, не поддающихся культивированию вообще или не известных в культуре. Филогенетические данные могут помочь предугадать условия для культивирования таких организмов. Изучение сообществ через секвенирование и последующий филогенетический анализ называют метагеномикой.