Si el ARNr 16S se encuentra solo en los procariotas, ¿cómo los utilizó Carl Woese para crear el sistema de clasificación de tres dominios que también incluye eucariotas?

Aunque la pequeña subunidad rRNA que se encuentra en Eucarya (18S) es más grande que sus contrapartes bacterianas y arqueales, todavía son homólogos: es decir, descendientes de un ancestro común. Esta ascendencia común se refleja en la retención de identidades de secuencia primaria en los tres dominios. Ciertas regiones están suficientemente bien conservadas para permitirles servir como sitios de unión de cebadores universales para amplificación y secuenciación:


De Wang, Yong et al. “Cebadores de ARN ribosómico eucariótico 18S y 16S / 18S óptimos y su aplicación en un estudio de simbiosis”. Ed. Newton CM Gomes. PLoS ONE 9.3 (2014)
Óptimos cebadores de ARN ribosómico eucariotas 18S y 16S / 18S óptimos y su aplicación en un estudio de simbiosis

Puede ver que la mayoría de estas secuencias son compartidas por más del 90% de todos los organismos, en todos los dominios. La homología estructural secundaria entre 16S y 18S rRNA es aún más evidente:


E. coli (bacteriana 16S), izquierda, y S. cerevisiae (eucaliar 18S), derecha, estructuras secundarias de ARNr. De las notas de clase, etc.

La idea de Woese fue que el aparato de síntesis de proteínas en general, y el ARN ribosómico en particular, estaría suficientemente bien conservado en toda la biología para proporcionar un medio racional para evaluar las relaciones filogenéticas. Para citar de su artículo seminal en 1971:

En última instancia, consideramos que el mejor sistema general para la medición filogenética se basa en la caracterización de secuencias que involucra los componentes (especialmente los componentes de ARN) del aparato de traducción, especialmente si la medición filogenética es un preludio (como lógicamente puede ser) para el estudio de evolución de la célula. Las razones para esta elección de sistema son: 1. el aparato de traducción es en esencia universal y muy probablemente de origen común para todos los organismos, 2. el aparato de traducción debe ser uno de los primeros sistemas funcionales que evolucione en la célula, 3. las estructuras primarias de sus partes componentes cambian relativamente lentamente a lo largo del tiempo (Moore y McCarthy, t967; Bendich y McCarthy, 1970), y 4. existen razones para sospechar que las secuencias en los componentes de ARN pueden estar aún más conservadas que sus contrapartes proteicas (Pechman y Zablen, resultados no publicados).

De Sogin SJ, Sogin ML, Woese CR. Medición filogenética en procariotas mediante caracterización estructural primaria. J Mol Evol. 1971; 1 (1): 173-84. Medición filogenética en procariotas mediante caracterización estructural primaria.

Lo que hizo Carl Woese fue que demostró que las arqueobacterias son muy diferentes de las eubacterias por el ARNr 16S de comapring . También notó la diferencia entre arqueo y eucariota (o eucariotas, la ortografía utilizada por él en la publicación clásica de 1987). Utilizó otra secuencia de Subunidad única (SSU) (18S) de eucariotas para compararlas con Archae.

Específicamente, notó que en la SSU hay un bulto de seis nucleótidos en la región 500-550 en el caso de las eubacterias, mientras que un bulto de siete nucleótidos en el caso de las arqueas y las eubacterias (esto es en su revisión de 1990).


Woese hizo suficiente trabajo para establecer que
1) Archae no puede ser golpeado con ninguno de los dos tipos y, por lo tanto, debe colocarse solo.
2) Archae está más cerca de Eucariota que Eubacteria.