Was ist ribosomale RNA-Sequenzierung?
Ribosomale Ribonukleinsäure (RNA) -Sequenzierung ist der Prozess der Bestimmung des Sequenzgehalts der Nukleinsäuren, aus denen das Ribosom besteht. In fast allen Zellen sind Ribosomen Makromoleküle, die Proteine bilden, um die Zelle am Laufen zu halten. Sie bestehen aus RNA und einer Vielzahl von Proteinen, die dazu beitragen, dass die RNA effizienter arbeitet. Ein Großteil dieses Materials in einem Ribosom ist direkt am Proteinaufbau beteiligt, sodass die Bestimmung der ribosomalen RNA-Sequenzierung Einblicke in die endgültige Struktur des Moleküls sowie in dessen Funktionsweise geben kann. Die Funktion und allgemeine Struktur der RNA ist zwischen verschiedenen Spezies gut erhalten, die Rohsequenz jedoch nicht. Änderungen in der Sequenz können verwendet werden, um Informationen über die Entwicklung des Ribosoms abzuleiten.
Ob für bakterielle Ribosomen oder solche komplexerer Organismen, die ribosomale RNA-Sequenzierung wird auf ähnliche Weise durchgeführt. Sobald die RNA vom Ribosom getrennt ist, wird sie viele Male dupliziert und dann in kleine Fragmente zerbrochen, deren Sequenzen leicht identifiziert werden können. Diese kleinen Sequenzstücke werden dann wieder zusammengesetzt, um die neu bestimmte Sequenz zu erzeugen. Die Aufgabe wird komplizierter, wenn eine Sequenz länger wird, aber der Prozess ist für ribosomale RNA, die vergleichsweise klein ist, immer noch relativ einfach. Es gibt keine Garantie dafür, dass ein erster Versuch der ribosomalen RNA-Sequenzierung beim ersten Mal korrekt ist. Daher werden in der Regel mehrere Versuche zur Überprüfung der Datenqualität durchgeführt.
Die aus der ribosomalen RNA-Sequenzierung erhaltenen Daten können für eine Vielzahl von Zwecken verwendet werden, eine der häufigsten ist jedoch die Identifizierung von Bakterien. Insbesondere bakterielle ribosomale RNA ist zwischen den Spezies stark konserviert, so dass durch Sequenzierung die einzigartigen Eigenschaften einer Spezies zu Referenzzwecken zu einem Profil zusammengefasst werden können. Dieses Profil kann verwendet werden, um schnell und einfach einen bestimmten Bakterientyp zu identifizieren, ein Test, der bei der Diagnose und Behandlung von Kranken hilfreich sein kann. Mit dem Aufkommen einer besseren Sequenzierungstechnologie ist dieser Ansatz bei Diagnosen üblicher geworden.
Ein zweiter Einfluss, den die ribosomale RNA-Sequenzierung auf die menschliche Gesundheit haben kann, liegt in der Unterstützung der Entwicklung von Arzneimitteln und Medikamenten. Bakterielle ribosomale RNA-Sequenzen weisen viele Teilsequenzen auf, die nur für Bakterien gelten. Wenn diese Regionen mit antimikrobiellen Arzneimitteln behandelt werden, können Bakterien abgetötet werden, ohne dass dies für den Menschen schädlich ist. Ribosomale RNA-Sequenzierungsdaten allein liefern nicht genügend Daten, um Medikamente herzustellen, aber sie bieten Wissenschaftlern Regionen, auf die sie sich für zukünftige Studien und das Medikamentendesign konzentrieren können. Es können medizinische Moleküle konstruiert werden, die an die Sequenzen anhaften und das Ribosom deaktivieren. Eine Vielzahl aktueller Medikamente verwendet diese Technik, um Krankheiten zu bekämpfen.