16S ribosomal RNA
16এস রাইবোসোমাল আর. এন. এ (বা 16এস আর. আর. এন. এ) হল প্রোক্যারিওটিক রাইবোসোমের (এস. এস. ইউ আর. আর. এন. এ) 30এস সাবইউনিটের আর. এন. এ উপাদান। এটি শাইন-ডালগার্নো ক্রমের সাথে আবদ্ধ হয় এবং বেশিরভাগ এসএসইউ কাঠামো সরবরাহ করে। এর জন্য জিন কোডিংকে 16এস আরআরএনএ জিন হিসাবে উল্লেখ করা হয় এবং জিনের এই অঞ্চলের বিবর্তনের ধীর হারের কারণে ফাইলোজেনিগুলি পুনর্গঠনে ব্যবহৃত হয়। কার্ল উইজ এবং জর্জ ই. ফক্স হলেন সেই দুই ব্যক্তি, যাঁরা 1977 সালে ফাইলোজেনেটিক্সে 16এস আরআরএনএ ব্যবহারের পথপ্রদর্শক ছিলেন। একটি ব্যাকটেরিয়ার মধ্যে 16এস আরআরএনএ জিনের একাধিক ক্রম বিদ্যমান থাকতে পারে। ফাংশন বড় (23S) রাইবোসোমাল আর. এন. এ-র মতো, এর একটি কাঠামোগত ভূমিকা রয়েছে, যা রাইবোসোমাল প্রোটিনের অবস্থান নির্ধারণ করে একটি স্ক্যাফোল্ড হিসাবে কাজ করে। 3-প্রান্তে অ্যান্টি-শাইন-ডালগার্নো ক্রম রয়েছে, যা এম. আর. এন. এ-তে এ. ইউ. জি স্টার্ট কোডনের সাথে উজানে আবদ্ধ হয়। 16S RNA-এর 3-প্রান্ত প্রোটিন S1 এবং S21-এর সাথে আবদ্ধ হয় যা প্রোটিন সংশ্লেষণের সূচনায় জড়িত বলে জানা যায় 23S-এর সাথে মিথস্ক্রিয়া করে, দুটি রাইবোসোমাল সাবইউনিট (50S এবং 30S)-এর বন্ধনে সহায়তা করে 1492 এবং 1493 অ্যাডেনিনের অবশিষ্টাংশের N1 পরমাণু এবং mRNA মেরুদণ্ডের 2OH গ্রুপের মধ্যে হাইড্রোজেন বন্ধন তৈরি করে A-সাইটে সঠিক কোডন-অ্যান্টিকোডন জুটিকে স্থিতিশীল করে। স্ট্রাকচার ইউনিভার্সাল প্রাইমার 16এস আরআরএনএ জিনটি ফাইলোজেনেটিক অধ্যয়নের জন্য ব্যবহৃত হয় কারণ এটি বিভিন্ন প্রজাতির ব্যাকটেরিয়া এবং আর্কিয়ার মধ্যে অত্যন্ত সংরক্ষিত। কার্ল উইজ 1977 সালে 16এস আরআরএনএ-র এই ব্যবহারের পথপ্রদর্শক ছিলেন। এটি প্রস্তাব করা হয় যে 16S rRNA জিনকে একটি নির্ভরযোগ্য আণবিক ঘড়ি হিসাবে ব্যবহার করা যেতে পারে কারণ দূরবর্তী সম্পর্কিত ব্যাকটেরিয়া বংশ থেকে 16S rRNA ক্রমের অনুরূপ কার্যকারিতা দেখানো হয়েছে। কিছু থার্মোফিলিক আর্কিয়া (যেমন। অর্ডার থার্মোপ্রোটেলস)-এ 16এস আরআরএনএ জিন ইন্ট্রন থাকে যা অত্যন্ত সংরক্ষিত অঞ্চলে অবস্থিত এবং "সার্বজনীন" প্রাইমারের অ্যানিলিংকে প্রভাবিত করতে পারে। মাইটোকন্ড্রিয়াল এবং ক্লোরোপ্লাস্টিক আর. আর. এন. এ-ও বৃদ্ধি পায়। সবচেয়ে সাধারণ প্রাইমার জোড়া তৈরি করেছিলেন ওয়েইসবার্গ এবং অন্যান্যরা। (1991) এবং বর্তমানে 27F এবং 1492R হিসাবে উল্লেখ করা হয়; যাইহোক, কিছু প্রয়োগের জন্য ছোট অ্যামপ্লিকন প্রয়োজন হতে পারে, উদাহরণস্বরূপ টাইটানিয়াম রসায়নের সাথে 454 সিকোয়েন্সিংয়ের জন্য প্রাইমার জোড়া 27F-534R যা V1 থেকে V3 কে আচ্ছাদন করে। প্রায়শই 27এফ-এর পরিবর্তে 8এফ ব্যবহার করা হয়। দুটি প্রাইমার প্রায় অভিন্ন, তবে 27এফ-এ 8এফ-এর তুলনায় সি. এজিএজিটিটিজিএটিসিএমটিজিজিসিটিসিএজি-এর পরিবর্তে এম রয়েছে। পিসিআর এবং এনজিএস প্রয়োগগুলি অত্যন্ত সংরক্ষিত প্রাইমার বাঁধাই সাইটগুলির পাশাপাশি, 16এস আরআরএনএ জিন সিকোয়েন্সগুলিতে হাইপারভ্যারিয়েবল অঞ্চল রয়েছে যা ব্যাকটেরিয়া সনাক্তকরণের জন্য প্রজাতি-নির্দিষ্ট স্বাক্ষর সিকোয়েন্স সরবরাহ করতে পারে। ফলস্বরূপ, ব্যাকটেরিয়া সনাক্তকরণের ফেনোটাইপিক পদ্ধতির দ্রুত এবং সস্তা বিকল্প হিসাবে মেডিকেল মাইক্রোবায়োলজিতে 16এস আরআরএনএ জিন সিকোয়েন্সিং প্রচলিত হয়ে উঠেছে। যদিও এটি মূলত ব্যাকটেরিয়া সনাক্ত করতে ব্যবহৃত হয়েছিল, 16এস সিকোয়েন্সিং পরবর্তীকালে ব্যাকটেরিয়াকে সম্পূর্ণ নতুন প্রজাতি বা এমনকি গণের মধ্যে পুনরায় শ্রেণীবদ্ধ করতে সক্ষম বলে মনে করা হয়েছিল। এটি এমন নতুন প্রজাতির বর্ণনা দিতেও ব্যবহৃত হয়েছে যা কখনও সফলভাবে চাষ করা হয়নি। অনেক গবেষণাগারে তৃতীয় প্রজন্মের সিকোয়েন্সিং আসার সাথে সাথে কয়েক ঘন্টার মধ্যে হাজার হাজার 16S rRNA সিকোয়েন্সের একযোগে সনাক্তকরণ সম্ভব, যা মেটাজেনমিক অধ্যয়নের অনুমতি দেয়, উদাহরণস্বরূপ অন্ত্রের উদ্ভিদ। হাইপারভ্যারিয়েবল অঞ্চল ব্যাকটেরিয়াল 16এস জিনে নয়টি হাইপারভ্যারিয়েবল অঞ্চল (ভি1-ভি9) রয়েছে, যা প্রায় 30 থেকে 100 বেস জোড়া দীর্ঘ, যা ছোট রাইবোসোমাল সাবইউনিটের গৌণ কাঠামোর সাথে জড়িত। সংরক্ষণের মাত্রা হাইপারভ্যারিয়েবল অঞ্চলগুলির মধ্যে ব্যাপকভাবে পরিবর্তিত হয়, আরও সংরক্ষিত অঞ্চলগুলি উচ্চ-স্তরের শ্রেণীবিন্যাসের সাথে এবং কম সংরক্ষিত অঞ্চলগুলি নিম্ন স্তরের সাথে সম্পর্কিত, যেমন জেনাস এবং প্রজাতি। যদিও পুরো 16S ক্রমটি সমস্ত হাইপারভ্যারিয়েবল অঞ্চলের তুলনা করার অনুমতি দেয়, প্রায় 1,500 বেস জোড়ায় এটি বিভিন্ন ব্যাকটেরিয়া সম্প্রদায়গুলি সনাক্ত বা বৈশিষ্ট্যযুক্ত করার জন্য গবেষণার জন্য নিষিদ্ধভাবে ব্যয়বহুল হতে পারে। এই গবেষণাগুলি সাধারণত ইলুমিনা প্ল্যাটফর্ম ব্যবহার করে, যা 454 পাইরোসিকোয়েন্সিং এবং স্যাঙ্গার সিকোয়েন্সিংয়ের তুলনায় যথাক্রমে 50 গুণ এবং 12,000 গুণ কম ব্যয়বহুল হারে পাঠ তৈরি করে। যদিও সস্তা এবং গভীর কমিউনিটি কভারেজের অনুমতি দেয়, ইলুমিনা সিকোয়েন্সিং শুধুমাত্র রিড 75-250 বেস জোড়া দীর্ঘ (ইলুমিনা মিসেক সহ 300 বেস জোড়া পর্যন্ত) তৈরি করে এবং সম্প্রদায়ের নমুনায় সম্পূর্ণ জিন নির্ভরযোগ্যভাবে একত্রিত করার জন্য কোনও প্রতিষ্ঠিত প্রোটোকল নেই। সম্পূর্ণ হাইপারভ্যারিয়েবল অঞ্চলগুলি একক ইলুমিনা রান থেকে একত্রিত করা যেতে পারে, তবে, তাদের প্ল্যাটফর্মের জন্য আদর্শ লক্ষ্যবস্তু করে তোলে। যদিও 16S হাইপারভ্যারিয়েবল অঞ্চলগুলি ব্যাকটেরিয়ার মধ্যে নাটকীয়ভাবে পরিবর্তিত হতে পারে, 16S জিন সামগ্রিকভাবে তার ইউক্যারিওটিক প্রতিরূপের (18S রাইবোসোমাল আরএনএ) তুলনায় বৃহত্তর দৈর্ঘ্যের সমরূপতা বজায় রাখে, যা সারিবদ্ধকরণকে সহজ করে তুলতে পারে। উপরন্তু, 16এস জিনে হাইপারভ্যারিয়েবল অঞ্চলের মধ্যে অত্যন্ত সংরক্ষিত ক্রম রয়েছে, যা সর্বজনীন প্রাইমারের নকশাকে সক্ষম করে যা নির্ভরযোগ্যভাবে বিভিন্ন ট্যাক্সা জুড়ে 16এস অনুক্রমের একই বিভাগ তৈরি করতে পারে। যদিও কোনও হাইপারভ্যারিয়েবল অঞ্চল ডোমেন থেকে প্রজাতিতে সমস্ত ব্যাকটেরিয়াকে সঠিকভাবে শ্রেণীবদ্ধ করতে পারে না, তবে কেউ কেউ নির্ভরযোগ্যভাবে নির্দিষ্ট ট্যাক্সোনমিক স্তরের পূর্বাভাস দিতে পারে। অনেক কমিউনিটি স্টাডি এই কারণে ভি4-এর মতো আধা-সংরক্ষিত হাইপারভ্যারিয়েবল অঞ্চলগুলি নির্বাচন করে, কারণ এটি সম্পূর্ণ 16এস জিনের মতো সঠিকভাবে ফাইলম স্তরে রেজোলিউশন প্রদান করতে পারে। যদিও স্বল্প-সংরক্ষিত অঞ্চলগুলি নতুন প্রজাতির শ্রেণিবিন্যাস করতে লড়াই করে যখন উচ্চতর ক্রমের শ্রেণীবিন্যাস অজানা থাকে, সেগুলি প্রায়শই নির্দিষ্ট প্যাথোজেনগুলির উপস্থিতি সনাক্ত করতে ব্যবহৃত হয়। চক্রবর্তী ও অন্যান্যদের একটি গবেষণায়। 2007 সালে, লেখকরা রোগ-নির্দিষ্ট এবং বিস্তৃত পরীক্ষার জন্য কোন হাইপারভ্যারিয়েবল অঞ্চলগুলি অন্তর্ভুক্ত করা সবচেয়ে কার্যকর হবে তা নির্ধারণ করার জন্য বিভিন্ন প্যাথোজেনগুলির ভি1-ভি8 অঞ্চলগুলিকে চিহ্নিত করেছিলেন। অন্যান্য অনুসন্ধানের মধ্যে, তারা উল্লেখ করেছেন যে ভি3 অঞ্চলটি পরীক্ষিত সমস্ত প্যাথোজেনগুলির জন্য গণ সনাক্তকরণে সর্বোত্তম ছিল এবং অ্যানথ্রাক্স সহ পরীক্ষিত সমস্ত সিডিসি-পর্যবেক্ষিত প্যাথোজেনগুলির মধ্যে প্রজাতির পার্থক্য করার ক্ষেত্রে ভি6 সবচেয়ে সঠিক ছিল। যদিও 16S হাইপারভ্যারিয়েবল অঞ্চল বিশ্লেষণ ব্যাকটেরিয়া ট্যাক্সোনমিক অধ্যয়নের জন্য একটি শক্তিশালী হাতিয়ার, এটি ঘনিষ্ঠভাবে সম্পর্কিত প্রজাতির মধ্যে পার্থক্য করতে লড়াই করে। এন্টারোব্যাকটেরিয়াসি, ক্লোস্ট্রিডিয়াসি এবং পেপ্টোস্ট্রেপ্টোকোকাসি পরিবারে, প্রজাতিগুলি সম্পূর্ণ 16S জিন জুড়ে 99 শতাংশ পর্যন্ত অনুক্রম সাদৃশ্য ভাগ করতে পারে। ফলস্বরূপ, ভি4 ক্রমগুলি মাত্র কয়েকটি নিউক্লিওটাইড দ্বারা পৃথক হতে পারে, যার ফলে রেফারেন্স ডেটাবেসগুলি নিম্ন ট্যাক্সোনমিক স্তরে এই ব্যাকটেরিয়াগুলিকে নির্ভরযোগ্যভাবে শ্রেণীবদ্ধ করতে অক্ষম। হাইপারভ্যারিয়েবল অঞ্চলগুলি নির্বাচন করার জন্য 16S বিশ্লেষণকে সীমাবদ্ধ করে, এই গবেষণাগুলি ঘনিষ্ঠভাবে সম্পর্কিত ট্যাক্সার পার্থক্য পর্যবেক্ষণ করতে এবং তাদের একক ট্যাক্সোনমিক ইউনিটে গোষ্ঠীভুক্ত করতে ব্যর্থ হতে পারে, তাই নমুনার মোট বৈচিত্র্যকে অবমূল্যায়ন করে। উপরন্তু, ব্যাকটেরিয়ার জিনোমে একাধিক 16এস জিন থাকতে পারে, যার মধ্যে ভি1, ভি2 এবং ভি6 অঞ্চলে সর্বাধিক আন্তঃপ্রজাতির বৈচিত্র্য রয়েছে। ব্যাকটেরিয়া প্রজাতির শ্রেণিবিন্যাসের সবচেয়ে সুনির্দিষ্ট পদ্ধতি না হলেও, হাইপারভ্যারিয়েবল অঞ্চলগুলির বিশ্লেষণ ব্যাকটেরিয়া সম্প্রদায়ের অধ্যয়নের জন্য উপলব্ধ সবচেয়ে দরকারী সরঞ্জামগুলির মধ্যে একটি। 16এস আর. আর. এন. এ জিনের প্রবণতা এই ধারণার অধীনে যে বিবর্তন উল্লম্ব সংক্রমণ দ্বারা চালিত হয়, 16এস আর. আর. এন. এ জিনগুলি দীর্ঘকাল ধরে প্রজাতি-নির্দিষ্ট এবং প্রোক্যারিওটগুলির মধ্যে ফাইলোজেনেটিক সম্পর্কের অনুমানকারী জেনেটিক চিহ্নিতকারী হিসাবে ত্রুটিহীন বলে মনে করা হয়। যাইহোক, ক্রমবর্ধমান সংখ্যক পর্যবেক্ষণ এই জিনগুলির অনুভূমিক স্থানান্তরের ঘটনার ইঙ্গিত দেয়। প্রাকৃতিক ঘটনার পর্যবেক্ষণ ছাড়াও, এই জিনগুলির স্থানান্তরযোগ্যতা একটি বিশেষায়িত এসচেরিকিয়া কোলাই জেনেটিক সিস্টেম ব্যবহার করে পরীক্ষামূলকভাবে সমর্থিত হয়। পোষক হিসাবে ই. কোলাই-এর একটি নাল মিউট্যান্ট ব্যবহার করে, মিউট্যান্ট স্ট্রেনের বৃদ্ধি বিদেশী 16এস আরআরএনএ জিন দ্বারা পরিপূরক হিসাবে দেখানো হয়েছিল যা ফাইলম স্তরে ই. কোলাই থেকে ফাইলোজেনেটিকভাবে আলাদা ছিল। থার্মাস থার্মোফিলাসেও এই ধরনের কার্যকরী সামঞ্জস্য দেখা গেছে। উপরন্তু, টি. থার্মোফিলাসে সম্পূর্ণ এবং আংশিক উভয় জিন স্থানান্তর লক্ষ্য করা গেছে। আংশিক স্থানান্তরের ফলে পোষক এবং বিদেশী ব্যাকটেরিয়া জিনের মধ্যে আপাতদৃষ্টিতে এলোমেলো চিমেরার স্বতঃস্ফূর্ত উৎপাদন ঘটে। সুতরাং, 16S rRNA জিনগুলি উল্লম্ব উত্তরাধিকার এবং অনুভূমিক জিন স্থানান্তর সহ একাধিক পদ্ধতির মাধ্যমে বিকশিত হতে পারে; পরেরটির ফ্রিকোয়েন্সি পূর্বের ধারণার চেয়ে অনেক বেশি হতে পারে। 16এস রাইবোসোমাল ডাটাবেস 16এস আরআরএনএ জিনটি জীবাণুগুলির শ্রেণিবিন্যাস এবং সনাক্তকরণের জন্য মান হিসাবে ব্যবহৃত হয়, কারণ এটি বেশিরভাগ জীবাণুতে উপস্থিত থাকে এবং সঠিক পরিবর্তন দেখায়। বেশিরভাগ ব্যাকটেরিয়া এবং আর্কিয়ার জন্য 16এস আরআরএনএ জিন সিকোয়েন্সের টাইপ স্ট্রেনগুলি এনসিবিআই-এর মতো পাবলিক ডেটাবেসে পাওয়া যায়। যাইহোক, এই ডাটাবেসে পাওয়া ক্রমগুলির গুণমান প্রায়শই বৈধ হয় না। অতএব, গৌণ ডেটাবেসগুলি যা শুধুমাত্র 16S rRNA সিকোয়েন্স সংগ্রহ করে তা ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। সর্বাধিক ব্যবহৃত ডাটাবেসগুলি নীচে তালিকাভুক্ত করা হয়েছেঃ EzBioCloud EzBioCloud ডাটাবেস, যা পূর্বে EzTaxon নামে পরিচিত ছিল, 62,988 টি ব্যাকটেরিয়া এবং আর্কিয়া প্রজাতি/ফাইলোটাইপ সহ একটি সম্পূর্ণ শ্রেণিবদ্ধ ট্যাক্সোনমিক সিস্টেম নিয়ে গঠিত যার মধ্যে সেপ্টেম্বর 2018 পর্যন্ত 15,290 টি বৈধ প্রকাশিত নাম রয়েছে। সর্বাধিক-জীবিকা এবং অর্থোঅ্যানির মতো ফাইলোজেনেটিক সম্পর্কের উপর ভিত্তি করে, সমস্ত প্রজাতি/উপ-প্রজাতি কমপক্ষে একটি 16S rRNA জিন ক্রম দ্বারা প্রতিনিধিত্ব করা হয়। EzBioCloud ডাটাবেসটি নিয়মতান্ত্রিকভাবে তৈরি এবং নিয়মিত আপডেট করা হয় যার মধ্যে নতুন প্রার্থী প্রজাতিও অন্তর্ভুক্ত রয়েছে। অধিকন্তু, ওয়েবসাইটটি কিউআইআইএমই এবং মোথুর পাইপলাইনের জন্য এএনআই ক্যালকুলেটর, কনটেস্ট16এস এবং 16এস আরআরএনএ ডিবির মতো বায়োইনফরমেটিক্স সরঞ্জাম সরবরাহ করে। রাইবোসোমাল ডাটাবেস প্রজেক্ট (আরডিপি) একটি কিউরেটেড ডাটাবেস যা সম্পর্কিত প্রোগ্রাম এবং পরিষেবাগুলির পাশাপাশি রাইবোসোম ডেটা সরবরাহ করে। অফারগুলির মধ্যে রয়েছে রাইবোসোমাল আরএনএ (আরআরএনএ) সিকোয়েন্সের ফাইলোজেনেটিকভাবে সাজানো সারিবদ্ধকরণ, উদ্ভূত ফাইলোজেনেটিক গাছ, আরআরএনএ গৌণ কাঠামো চিত্র এবং সারিবদ্ধকরণ এবং গাছগুলি পরিচালনা, বিশ্লেষণ এবং প্রদর্শনের জন্য বিভিন্ন সফ্টওয়্যার প্যাকেজ। তথ্যগুলি এফটিপি এবং বৈদ্যুতিন মেলের মাধ্যমে পাওয়া যায়। কিছু বিশ্লেষণমূলক পরিষেবা বৈদ্যুতিন মেল সার্ভার দ্বারাও সরবরাহ করা হয়। এর বড় আকারের কারণে আরডিপি ডাটাবেস প্রায়শই বায়োইনফরম্যাটিক টুল ডেভেলপমেন্ট এবং ম্যানুয়ালি কিউরেটেড ডেটাবেস তৈরির ভিত্তি হিসাবে ব্যবহৃত হয়। সিলভা সিলভা জীবনের তিনটি ক্ষেত্রের জন্য সারিবদ্ধ ছোট (16এস/18এস, এসএসইউ) এবং বড় সাবইউনিট (23এস/28এস, এলএসইউ) রাইবোসোমাল আরএনএ (আরআরএনএ) সিকোয়েন্সের পাশাপাশি অনুসন্ধান, প্রাইমার-ডিজাইন এবং সারিবদ্ধকরণ সরঞ্জামের (ব্যাকটেরিয়া, আর্কিয়া এবং ইউকারিয়া) একটি স্যুট সরবরাহ করে। গ্রিনজিনেস একটি মান নিয়ন্ত্রিত, বিস্তৃত 16এস আরআরএনএ জিন রেফারেন্স ডাটাবেস এবং ট্যাক্সোনমি যা একটি ডি নোভো ফাইলোজেনির উপর ভিত্তি করে যা স্ট্যান্ডার্ড অপারেশনাল ট্যাক্সোনমিক ইউনিট সেট সরবরাহ করে। সতর্ক থাকুন যে এটি 2012 থেকে 2013 সালের মধ্যে বহু বছর আগে প্রয়োগ করা ফাইলোজেনেটিক পদ্ধতি থেকে প্রস্তাবিত ট্যাক্সোনমিক পদগুলি ব্যবহার করে। তারপর থেকে, আর্কিয়া এবং ব্যাকটেরিয়ার জন্য বিভিন্ন অভিনব ফাইলোজেনেটিক পদ্ধতির প্রস্তাব দেওয়া হয়েছে। রেফারেন্স বাহ্যিক লিঙ্ক ইউনিভার্সিটি অফ ওয়াশিংটন ল্যাবরেটরি মেডিসিনঃ আণবিক রোগ নির্ণয়। ব্যাকটেরিয়াল সিকোয়েন্সিং রাইবোসোমাল ডেটাবেস প্রজেক্ট রাইবোসোম এবং রাইবোসোমাল আরএনএঃ (আরআরএনএ) সিলভা আরআরএনএ ডাটাবেস গ্রিনজিনঃ 16এস আরডিএনএ তথ্য এবং সরঞ্জাম ইজবিওক্লাউড রাইবোসোমাল আরএনএ মেটাজেনমিক্স