Το 16S rDNA είναι τμήμα του προκαρυωτικού DNA που κωδικοποιεί ένα γονίδιο που βρίσκεται σε όλα τα βακτήρια. Τα βακτήρια είναι προκαρυωτικά, πράγμα που σημαίνει ότι δεν περιέχουν κυτταρικό πυρήνα ή οργανίδια, οπότε το DNA επιπλέει ελεύθερα μέσα σε αυτούς τους μονοκύτταρους οργανισμούς. Το γονίδιο 16S rDNA κωδικοποιεί έναν κλώνο RNA που αποτελεί μέρος του ριβοσώματος. Αυτό το σκέλος του RNA ονομάζεται ριβοσωμικό RNA ή rRNA. Το r στο 16S rDNA σημαίνει επίσης ριβοσωμικό και δείχνει ότι αυτό είναι ένα γονίδιο που κωδικοποιεί μέρος ενός ριβοσώματος μέσα στο βακτηριακό κύτταρο.
Τα ριβοσώματα αποτελούνται από δύο υπομονάδες, τη μικρή υπομονάδα και τη μεγάλη υπομονάδα. Όταν οι δύο υπομονάδες ενώνονται μεταξύ τους, το αγγελιοφόρο RNA (mRNA) τροφοδοτείται και μεταφράζεται για να σχηματίσει πρωτεΐνες. Μέσα στα βακτηριακά κύτταρα το rRNA που μεταγράφηκε από το γονίδιο 16S rDNA σχηματίζει τη μικρή υπομονάδα του ριβοσώματος. Τα γονίδια 23S rDNA και 5S rDNA κωδικοποιούν το rRNA που αποτελεί τη μεγάλη υπομονάδα του ριβοσώματος.
Υπάρχουν διάφοροι λόγοι που το γονίδιο 16S rDNA θεωρείται χρήσιμο. Το πρώτο είναι ότι οι περισσότεροι επιστήμονες χρησιμοποιούν πλέον το DNA για να χαρακτηρίσουν τους οργανισμούς αντί να χρησιμοποιούν φυσικές ιδιότητες. Δεύτερον, αυτό το γονίδιο βρίσκεται μόνο στα βακτηριακά κύτταρα, πράγμα που σημαίνει ότι είναι χρήσιμο για τον εντοπισμό αν ένα κύτταρο είναι βακτηριακό ή από φυτό, ζώο ή μύκητα. Τέλος, είναι αρκετά σύντομο σε σύγκριση με άλλα γονίδια που βρίσκονται στα βακτήρια, γεγονός που καθιστά πολύ ευκολότερη και φθηνότερη την αλληλουχία.
Το γονίδιο 16S rDNA είναι ένα από τα πιο διατηρημένα γονίδια από όλα. Αυτό σημαίνει ότι έχει υποστεί πολύ μικρή αλλαγή με την πάροδο του χρόνου ή διαφέρει πολύ λίγο από κύτταρο σε κύτταρο. Ακόμη και οργανισμοί που σχετίζονται από απόσταση ή που έχουν εξελιχθεί πολύ καιρό πριν, έχουν 16S rDNA αλληλουχίες που μοιάζουν πολύ.
Οι επιστήμονες χρησιμοποιούν αυτό το γονίδιο, καθώς και άλλα ριβοσωμικά γονίδια, για τη μέτρηση της ταξινόμησης, της φυλογένεσης και του ρυθμού απόκλισης. Η ταξινόμηση είναι μια μέθοδος επιστημονικής ταξινόμησης των οργανισμών σε παρόμοιες κατηγορίες ή ομάδες. Το Phylogeny εξετάζει τις εξελικτικές σχέσεις μεταξύ οργανισμών. Ο ρυθμός απόκλισης είναι μια μέθοδος εκτίμησης του ρυθμού με τον οποίο σχηματίστηκαν και αποκλίνουν διαφορετικά είδη βακτηρίων από τους προγόνους τους.
Μέσα στους μικροοργανισμούς, η μελέτη του γονιδίου 16S rDNA χρησιμοποιήθηκε για να εξετάσει πώς σχετίζονται οι μονοκύτταροι οργανισμοί. Συγκεκριμένα, οποιεσδήποτε παραλλαγές στο γονίδιο σημειώνονται και συγκρίνονται με άλλα βακτηριακά κύτταρα. Η εξέταση αυτών των διαφορών επιτρέπει στους ερευνητές να σχηματίσουν εξελικτικούς δεσμούς μεταξύ διαφορετικών οργανισμών.