リボソームは、細胞内のタンパク質の合成装置である
まず、リボソーム（ribosome）について概説します。
細胞の核内で、DNAの二重螺旋構造が部分的にほどけて、一本鎖のDNAが剥き出しになると、 そこに、RNAポリメラーゼが結合して、そのDNA鎖に相補的なRNA鎖が合成される。 このRNA鎖が、遺伝情報の運び屋であるmRNA（メッセンジャーRNA、伝令RNA）として働き、 細胞外に移行して、細胞質にあるリボソームへと送られる。
リボソームでは、mRNAの塩基配列が解読されて、 tRNA（トランスファーRNA、転移RNA）によって運ばれてくる、 アミノ酸（タンパク質の材料となる）を塩基配列に対応する順番にペプチド結合させ、 タンパク質（ポリペプチド）を合成していく。
これらの過程において、 DNAの一部の遺伝情報を使ってRNAを合成することを「転写」といい、 RNAの配列を基にタンパク質を生合成することを「翻訳」と呼ぶ。
リボソーマルRNA（rRNA）
rRNAとは、タンパク合成の場である、リボソームを構成するRNAである。 rRNAは、RNAのうちで、生体内でもっとも多く存在する（約 70-80 %）。
原核生物では、リボソームの大サブユニット（50Sサブユニット ）に23Sと5SのrRNAが含まれ、 また小サブユニット（30Sサブユニット）に16S rRNAが含まれる。 それぞれのSは、沈降係数（Sedimentation coefficient）に由来し、つまりは高分子の下降速度を反映した指標（タンパク質の大きさと相関がある）である。 これらrRNAをコードするのが、rRNA遺伝子 (rDNA) である。
16S rRNA とは？？
16S rRNAは、原核生物のリボソーム小サブユニット（30Sサブユニット）を構成するrRNAであり、 すべての原核生物のタンパク質の合成に必要である。 16S rRNA遺伝子は、rRNAをコードする遺伝子（rDNA）であり、すべての細菌のゲノム中に存在する。 16S rRNAは高度に保存された特異的な配列であり、その配列の長さは約 1500 塩基である。
一般的に、16S rRNA遺伝子領域の進化速度が遅いことから、系統樹の復元に利用される。 つまりは、16S rRNA遺伝子配列の差異情報を利用して、細菌などの生物種の同定が行われる。
16S rRNAの特徴
原核生物（細菌を含む）の16S rRNAには、以下のような特徴がある。
ゲノム中に複数のコピーが存在: 1つの細菌に、5〜10コピーの16S rRNA遺伝子が存在する。
可変領域と保存領域: 16S rRNA遺伝子の塩基配列は、可変領域（Variable regions）と保存領域（Constant region）から構成される。保存領域は全ての細菌に共通で、可変領域は細菌の属や種で特異性で、細菌それぞれを分類する程度の差がある。また、可変領域と保存領域は交錯して存在する。したがって、保存領域を利用してユニバーサルプライマーを設計できる。また、可変領域を利用することで、特定の細菌・微生物の特異的プライマーを設計することができる。
中程度の配列長: 16S rRNA遺伝子の長さは約1500塩基で、約50の機能ドメインが含まれる。
16S rRNAの機能: （1）リボソームタンパク質を固定化し、足場として機能する。（2）3'末端にはreverse SD配列があり、mRNAのAUG開始コドンに結合するために使われる。16S rRNA の 3'末端と S1、S21 の組み合わせは、タンパク質合成の開始に関係する。（3）23S rRNAと相互作用して、リボソームサブユニット間の統合を助ける。
16S rRNA 遺伝子検出と次世代シーケンスの利用
16S rRNA 遺伝子の配列には、 高度に保存された塩基配列（保存領域、プライマー結合部位）に加えて、 細菌の同定に有用な種特異的配列（可変領域）が含まれている。
当初、16S rRNAの配列情報は、細菌の同定に主に使用されていたが、 その後、細菌をまったく新しい種、あるいは属に再分類できることも分かった。 また現在では、これまで培養に成功していない新種の発見や論拠にも利用される。
16S rRNA遺伝子の検出技術は、病原体の検出と同定のための強力なツールとなっている。 遺伝子検出技術に加えて、データベースとの照合により、病原体の分類、同定、検出を迅速、正確、かつ確実に行うことができる。
遺伝子検出の主なステップとしては、（1）細菌・微生物からのゲノムDNAの取得、（2）16S rRNA遺伝子の可変領域断片の取得、（3）取得された遺伝子断片の塩基配列解析が行われる。
さらに次世代シーケンスの登場によって、より安価かつ簡便に多くの配列決定が可能となり、 何千もの16S rRNAシーケンスを同時に特定できるため、 例えば、腸内フローラなどのメタゲノム研究にも応用可能となっている。
まとめ
リボソームを構成するrRNAは、すべての生物の生存に不可欠なものである。
16S rRNAは、細菌や他の微生物の進化の過程で高度に保存され、「分子の化石」とも呼ばれる。 それと同時に、その保存性は相対的なものであり、保存領域間に存在する領域には、9〜10個の変異領域（V1〜V10）が存在する。これらの遺伝子情報は、細菌の科、属、種を同定・分類するのに十分な程度の違いが認められる。
16S rRNAは細菌・微生物の分類のためのマーカーであると同時に、病原体の検出・同定のための標的分子としても利用できる。
